中天科技海缆员工培训教材 交联工艺学 主讲:雍学龙.

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1 中天科技海缆员工培训教材 交联工艺学 主讲:雍学龙

2 目录 第一章 概论 第二章 交联用原材料 第三章 过氧化物交联设备及工艺 第四章 辐照工艺及其设备 第五章 硅烷交联技术
中天科技海缆员工培训教材 目录 第一章 概论 第二章 交联用原材料 第三章 过氧化物交联设备及工艺 第四章 辐照工艺及其设备 第五章 硅烷交联技术 第六章 交联电缆性能测试

3 中天科技海缆员工培训教材 电缆的分类 1、裸电线与裸导体产品 2、电力电缆 3、电气装备用电线电缆 4、通信电缆与光缆 5、电磁线（绕组线）

4 电力电缆的分类 按常规绝缘材料分 按电缆结构特性分 按阻燃、耐火特性分 电力电缆 按耐热特性分 按防动（生）物破坏性分 按防环境危害性分
中天科技海缆员工培训教材 电力电缆的分类 按常规绝缘材料分 按电缆结构特性分 按阻燃、耐火特性分 电力电缆 按耐热特性分 按防动（生）物破坏性分 按防环境危害性分 按特殊使用场合分 2

5 橡皮绝缘电力电缆是历史上最早的电力电缆，具有柔软的特性 ，适合安装于弯曲半径较小的场合或需要经常变换敷设位置的场所，如船用、矿用等。
中天科技海缆员工培训教材 按常规绝缘材料分 1、橡皮绝缘电力电缆 橡皮绝缘电力电缆是历史上最早的电力电缆，具有柔软的特性 ，适合安装于弯曲半径较小的场合或需要经常变换敷设位置的场所，如船用、矿用等。 2、油浸纸绝缘电力电缆 在1992年前在我国中低压电力电缆中的主导产品，油纸绝缘结构是互补性的合理组合，电性能、热性能的裕度大，使用寿命长（70～80年），但工序多、生产周期长、接头工艺复杂、允许工作温度低。 3、聚氯乙烯（PVC）绝缘电力电缆 PVC绝缘电力电缆有着好的机械和化学性能，在阻燃性能方面，尤其表现优越，但易污染环境。我国有不少低压电力电缆仍采用PVC绝缘。 4、聚乙烯（PE）绝缘电力电缆 聚乙烯的介电常数仅为聚氯乙烯的1/3，介质损耗角正切值为聚氯乙烯的1/5～1/10，因此聚乙烯的介质损耗小，用于中高压电力电缆时这一优点更为突出，但其熔融温度低（140～160），一旦电缆发生事故短路或严重过载，会造成整条线路中因聚乙烯熔融、淌流而损坏。 5、交联聚乙烯（XLPE）绝缘电力电缆 XLPE绝缘电力电缆与PVC绝缘电力电缆、油浸纸绝缘电力电缆相比，它的物理、机械性能和耐热性能无与伦比。近年来，交联电力电缆已成为PVC绝缘电力电缆的代替型。

6 交联电缆一般由导体、绝缘、屏蔽、护层四部分组成。
中天科技海缆员工培训教材 交联电力电缆结构 交联电缆一般由导体、绝缘、屏蔽、护层四部分组成。

7 中天科技海缆员工培训教材 交联电力电缆的导体 一、定义 导体是能传导电流的物体，又称为导电线芯。电缆就是利用导体来传导电流的，因而导体是电缆最重要的组成部分，电线电缆的规格就是导体的截面表示。 二、导体的材料 作为电力电缆用导体的材料必须具备以下特点： 1、导电性优。 2、导热性好。 3、有良好的延展性。 4、有足够的机械强度和断裂伸长率。 5、有一定的耐腐蚀性。 6、资源丰富。

8 交联电力电缆的导体 1、实心 2、绞合。 ⑴圆形导电线芯 ⑵异形线芯 a、中央导线规则 b、移滑规则 三、结构 中天科技海缆员工培训教材
正规绞合 非正规绞合 半圆形 扇形 瓦形

9 交联电力电缆的绝缘 是在导体外层起着电绝缘作用的构件。即保证传输的电流或电磁波只沿着导体行进而不流向外面，从而确保外界物体和人身安全。
中天科技海缆员工培训教材 交联电力电缆的绝缘 一、定义 是在导体外层起着电绝缘作用的构件。即保证传输的电流或电磁波只沿着导体行进而不流向外面，从而确保外界物体和人身安全。 二、绝缘的材料 作为电力电缆用绝缘的材料必须具备以下特点： 1、良好的电气绝缘性能，主要表现为承受电压的大小。 2、良好的热传导性能。 3、一定的机械性能。 4、可加工工艺性能。 5、耐热性能。

10 交联电力电缆的屏蔽 是一种将电缆产品中的电磁场与外界的电磁场进行隔离的构件。 二、屏蔽的材料 1、半导电屏蔽料 2、铜带。 3、铜丝。
中天科技海缆员工培训教材 交联电力电缆的屏蔽 一、定义 是一种将电缆产品中的电磁场与外界的电磁场进行隔离的构件。 二、屏蔽的材料 1、半导电屏蔽料 2、铜带。 3、铜丝。 4、半导电带。 5、铝套。 6、铅套

11 交联电力电缆的护层 是对产品整体特别是对绝缘起保护作用的构件。 二、护套的结构和材料
中天科技海缆员工培训教材 交联电力电缆的护层 一、定义 是对产品整体特别是对绝缘起保护作用的构件。 二、护套的结构和材料 根据电缆的用途以及使用环境和绝缘的不同，护套有许多不同型式和结构。 交联电缆护层主要有裸护套和铠装型两种。 裸护套 铠装型 防水型 聚乙烯护套 聚氯乙烯护套 钢带铠装 钢丝铠装 铅护套 铝护套

12 交联电力电缆品种 按电压等级分为低压、中压、高压、超高压
中天科技海缆员工培训教材 交联电力电缆品种 按电压等级分为低压、中压、高压、超高压 电压等级用U0/U来表示，其中U0表示电缆设计用的导体对地或金属屏蔽间的额定工频电压，又称相电压；U表示电缆设计用的导体对导体间的额定工频电压，又称线电压。 低压：0.6/1kV及以下 中压：3.6/6kV~26/35kV 高压：64/110kV~127/220kV 超高压：500kV

13 中天科技海缆员工培训教材 电缆电压等级的选择 电压等级表示为U0/U（Um） 　　U0为导体对地电压，U为导体与导体之间电压，Um为使用设备的系统最高电压的最大值。其中，U0按系统接地故障持续时间分为两类：第一类电缆----用于单相接地故障时间每一次一般不大于1分钟的系统，亦可用于最长不超过8小时，每年累计不超过125小时的系统；第二类电缆----用于接地故障时间更长的系统，或对电缆绝缘性能要求较高的场所。 　　例如10kV系统，如中性点经消弧线圈接地的应采用8.7/10kV电缆（或8.7/12），如中性点经小电阻接地的可采用6/10kV电缆（或6/12）。 64

14 交联电力电缆品种 按电压级分为温水交联电缆、过氧化物交联电缆、辐照交联电缆等。 按结构分：架空绝缘电缆、五芯交联电力电缆
中天科技海缆员工培训教材 交联电力电缆品种 按电压级分为温水交联电缆、过氧化物交联电缆、辐照交联电缆等。 按结构分：架空绝缘电缆、五芯交联电力电缆 按使用特性分：阻燃系列交联电缆 耐火系列交联电缆 阻水系列交联电缆

15 交联电力电缆产品型号及名称 电缆的型号组成如下：
中天科技海缆员工培训教材 交联电力电缆产品型号及名称 电缆的型号组成如下： 类别 导体 绝缘 内或外护套 特征 外护套 派生 1 2 3 4 5 6 7 电缆名称的通常顺序是： 从内到外说明导体、绝缘、内护套、铠装层、外护套的材料，然后是附加特征或类别名称。也有将附加特征或其它要强调的特性、用途放在最前面的表达方式。

16 中天科技海缆员工培训教材 交联电力电缆的产品规格 交联电力电缆的规格由“芯数×截面”组成。 交联电力电缆的芯数一般有1、2、3、3+1、4、3+2、4+1、5芯。 交联电力电缆的截面系列有1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70 、95、120、150、185、240、300、400、500、630、800、1000、1200等。

17 交联电力电缆表示方式 型号+电压级+规格 如：YJV32 8.7/10kV 3×120mm2
中天科技海缆员工培训教材 交联电力电缆表示方式 型号+电压级+规格 如：YJV /10kV 3×120mm2

18 中天科技海缆员工培训教材 交联电缆芯数的选择 在电力电缆导体中,其中三根主线芯是传输三相电流的,第四芯即中性线(PN线)是为了输送电力系统在不平衡状态下产生的不平行电流及短路电流,这就是3+1的四芯电缆,中性线大小由不平衡电流及短路电流来确定,一般不小于相线的1/2. 随着计算机的广泛应用以及对电缆的功能要求越来越多,电路中非线性阻抗大量增加,造成三次谐波电流在中性线通过时电流很大,达到了相电流同样大小的水平,这样中性线要求扩大相线截面水平,即四芯等截面. 为了便于电气设备仪器接地保护需要,又增加了第五芯即PE线,这就是五芯电缆,为满足不同用户需要,就有了3+2,4+1及五芯等截面三种结构. 65

19 中天科技海缆员工培训教材 电缆导体截面的选择 电缆导体是电缆传输电流的重要元件,一般来说导体截面越大其传输的电流就越大. 导体截面的选择除设计手册中所要求的温升、经济电流密度、电压损失、机械强度、载流量等以外，还需注意： 　　1. 敷设距离导致的单相短路故障、接地故障保护灵敏度问题（低压系统） 　　2. 在一个工程中尽量减少、合并截面等级，利于加工定货。 66

20 中天科技海缆员工培训教材 交联电力电缆性能 一、导体电阻 1、电阻率：铜 Ω*mm2/m，铝 Ω*mm2/m；软铜线： Ω*mm2/m ，软铝线：0.0283Ω*mm2/m 。 2、线芯直流电阻 Rt=R20[1+α(t-20)]k1k2k3k (Ω/km) K1-单线在加工引起的变化系数， K2-绞合引起的长度变化系数， K3-紧压引起的变化系数， K4-成缆绞合引起的长度变化系数， 3、线芯交流电阻 Rt，=Rt[1+Ys-Yp] (Ω/km) Ys-集肤效应系数， Yp-邻近效应系数。 导体直流电阻试验是交联电缆例行试验之一。

21 中天科技海缆员工培训教材 交联电力电缆性能 二、电缆电容 电缆电容是电缆线路的一个重要参数，它决定电缆线路中电容电流和介质损耗的大小。在超高压线路中，电容电流可以达到与电缆额定电流相比拟的数值，成为限制电缆容量及传输距离的因素。 交联聚乙烯材料的介电常数ε值比较小，所以交联电缆的电容值较小，这就是交联电缆的一个优点。 6kV及以上电缆是采用单相屏蔽结构，电容计算可按下列公式计算： 2πε0 ε ε 真空介电常数, ε0 =8.86 ×10-12, ε 交联聚乙烯介电常数, ε=2.3 C= (F/m) ln D d

22 介质在电场作用下，单位时间里消耗的有功功率叫做介质损耗。
中天科技海缆员工培训教材 交联电力电缆性能 三、电缆的介质损耗角正切 介质在电场作用下，单位时间里消耗的有功功率叫做介质损耗。 Wd=U2ωctgδ (W/km) U—电缆导体的对地电压; ω=2πf tgδ —绝缘的介质损耗角正切. 介质损耗引起绝缘发热，使电缆的容许载流量减少， tgδ的变化也是电缆绝缘老化的标志之一。交联聚乙烯绝缘具有很小的tgδ值，这是它的又一个优点。

23 交联电力电缆性能 四、介质的绝缘电阻 工程用的绝缘材料并不是绝对的绝缘介质，只是其导电能力即电导率极低，而绝缘电阻很高。 Ri=ρiG/2π
中天科技海缆员工培训教材 交联电力电缆性能 四、介质的绝缘电阻 工程用的绝缘材料并不是绝对的绝缘介质，只是其导电能力即电导率极低，而绝缘电阻很高。 Ri=ρiG/2π ρi—绝缘材料的电阻系数 G —电缆的结构尺寸 电缆常用绝缘材料的绝缘电阻系数与温度和测量时所用的电场强度有关，一般来说，它随着温度和场强的上升而下降。对杂质较多、绝缘电阻系数较低的材料随温度上升而下降更多。

24 交联电力电缆性能 五、介电系数 C=ξA/δ C—极板间的电容 A—电极面积 δ—电极间的绝缘厚度 ξ—绝缘的介电系数
中天科技海缆员工培训教材 交联电力电缆性能 五、介电系数 C=ξA/δ C—极板间的电容 A—电极面积 δ—电极间的绝缘厚度 ξ—绝缘的介电系数 从上式可以看出介电系数越大，表明这种材料在电场中每单位体积所能贮存的电能越多。 真空时的介电系数最小，用ξ0表示，是一个基本常数，即 ξ0=8.86*10-12F/m 绝缘材料的介电系数通常以下式表示 ξ=ξr*ξ0 式中是绝缘材料的相对介电系数，真空的相对介电系数为1， 电缆绝缘型式 相对介电系数ξr 粘性浸渍，不滴流 4.0 乙丙橡胶 3.0 充油 3.3 聚氯乙烯 8.0 充气 3.4 聚乙烯 2.3 管式充油 3.7 交联聚乙烯

25 中天科技海缆员工培训教材 交联电力电缆性能 六、局部放电 在电缆导体和金属屏蔽间施加工频电压后，如果绝缘体中存在微孔、杂质、焦烧、金属颗粒等情况，在电场作用下，均会产生局部放电。放电量常用微微库仑（pC)表示。 尽管局部放电只有很小的能量，但会导致绝缘材料介质性能的逐渐老化。这一试验对控制产品质量水平起到了重要的作用。 目前世界各国都非常重视这项指标，并提高了对局部放电试验的考核标准。最新IEC 对成盘电缆局部放电试验指标由原来的1.5U0下不大于20pC，提高到1.73U0下不大于10pC，我国新标准GB/T 也相应提高了对局部放电试验的要求。 局部放电试验也是交联电缆例行试验之一

26 交联电力电缆性能 七、工频耐压试验 对电缆进行工频耐压试验是为了考核电缆耐工频电压性能。 工频耐压试验分例行试验、抽样试验及型式试验三种。
中天科技海缆员工培训教材 交联电力电缆性能 七、工频耐压试验 对电缆进行工频耐压试验是为了考核电缆耐工频电压性能。 工频耐压试验分例行试验、抽样试验及型式试验三种。 一般耐压试验的考核标准是3.5U0/5min或2.5U0/30min。 厚绝缘电缆的击穿场强较低，在同样电场强度下，电缆绝缘性能随电缆绝缘厚度增加而下降。因此世界各国对较厚绝缘的工频耐压试验都是从延长时间出发，而不是提高电压。 工频耐压试验也是交联电缆例行试验之一

27 交联电力电缆性能 八、电树及水树放电 1958年在聚乙烯绝缘中首次发现电树放电，后来又于1972年发现了水树放电。 1、电树放电
中天科技海缆员工培训教材 交联电力电缆性能 八、电树及水树放电 1958年在聚乙烯绝缘中首次发现电树放电，后来又于1972年发现了水树放电。 1、电树放电 电树放电存在着潜伏期、生长期、饱和期、击穿期四个阶段。引发电树放电的因素大致有五个，各因素可以单独存在，也可以几个因素联合存在引发电树放电。1）局部高场强，如内半导电层的局部凸起；2）有微小和微观裂纹；3）绝缘内部有杂质或金属粒子；4）绝缘内存在应力；5）绝缘有水分。 2、水树放电 水树放电也存在着引发期，成长期，饱和期，最后伴随着发生电树放电 ，也就是说，水树发展到最后将导致电树放电而引起介质击穿。干式交联具有明显的减少绝缘中微孔的尺寸和数量，以及降低绝缘中的含水量，可以防止和减缓水树放电。

28 水树的分类 蝴蝶形水树比树枝形水树更具破坏力 ● 水树按其形状分为树枝形 和 蝴蝶形 两种 蝴蝶形水树 树枝形水树 中天科技海缆员工培训教材
● 水树按其形状分为树枝形 和 蝴蝶形 两种 蝴蝶形水树 树枝形水树 蝴蝶形水树比树枝形水树更具破坏力 7

29 水树产生机理 ● 水树的引发和生长 ● 电场使外来水气凝缩于杂质或气隙中 ● 凝缩水压力上升、膨胀，引起气隙壁弱点破裂
中天科技海缆员工培训教材 水树产生机理 ● 水树的引发和生长 ● 电场使外来水气凝缩于杂质或气隙中 ● 凝缩水压力上升、膨胀，引起气隙壁弱点破裂 ● 凝缩水延电场方向从气隙壁处喷流而出 ● 造成绝缘高分子链的切断和极化（形成链自由基） ● 气隙压力下降，成长饱和时，形成 “水树” ● 水树的产生会引起绝缘击穿场强大大降低 5

30 水份对电缆的危害 ●水份使电缆击穿场强下降 交流击穿场强与运行时间关系 电缆在水或湿环境中的寿命将减为一半
中天科技海缆员工培训教材 水份对电缆的危害 ●水份使电缆击穿场强下降 1400 防水型XLPE电力电缆 1200 1000 交流击穿场强(V/0.025mm) 800 600 XLPE电力电缆 400 200 10 20 30 40 50 运行时间(月) 交流击穿场强与运行时间关系 电缆在水或湿环境中的寿命将减为一半 6

31 水份对电缆的危害 ●水份透过电缆橡塑护套进入电缆产生的危害有： ● 腐蚀金属护层和屏蔽层 ● 在电场的作用下，易产生“水树”，导致 ：
中天科技海缆员工培训教材 水份对电缆的危害 ●水份透过电缆橡塑护套进入电缆产生的危害有： ● 腐蚀金属护层和屏蔽层 ● 在电场的作用下，易产生“水树”，导致 ： ▲ 绝缘电阻下降 ▲ 介质常数增大 ▲ 损耗增加 ▲ 局部放电增加 ▲ 介电强度下降,引起电缆爆炸 水能引起电缆破坏， 应予以高度重视 8

32 RT1+nR(1+λ1）T2+nR(1+λ1+λ2)(T3+T4)
中天科技海缆员工培训教材 交联电力电缆性能 九、连续载流量 在给定电缆导体的工作温度的情况下,利用电缆各部分损耗和各部分热阻大小,用计算的方法,所得出的载流量称为安全载流量。 在实际情况下,由于状态的改变,如环境温度、埋设深度、电缆密集程度等不同,都会影响载流量的大小,一般用修正系数来校正。 连续载流量I可按下列公式计算。 I=√ △θ—温升 ； Wd—每米电缆中每相介质损耗； R—工作温度下，每相电缆的交流有效电阻；n—电缆芯数 T1,T2,T3,T4—每米电缆的绝缘热阻，衬垫热阻，护层热阻及外部热阻。 λ1，λ2—电缆护套及铠装损耗系数。 交联电缆的载流量，由于其长期工作温度高达90℃，所以比粘性油纸电缆或聚氯乙烯电缆高1～2级。 △θ-Wd[0.5T1n(T2+T3+T4)] RT1+nR(1+λ1）T2+nR(1+λ1+λ2)(T3+T4)

33 交联电力电缆性能 十、机械物理性能 中天科技海缆员工培训教材 试验项目 单位 绝缘 护套 PVC护套 （ST2） PE护套 （ST3）
老化前及老化后机械性能试验 a)抗张强度 最小 b)断裂伸长率 最大 烘箱中老化后 a)处理：温度（±20℃） 持续温度 持续时间 b)抗张强度 老化后 最小 变化值 最大 c)断裂伸长率 N/ mm2 % ℃ 天 12.5 200 135 7 ± 25 150 100 10 300 绝缘的热延伸试验a) 处理：温度（3℃） 载荷时间 机械应力 负载下最大伸长率 冷却后永久伸长率 min N/ cm2 15 20 175 绝缘的收缩试验 温度（±20℃） 最大允许收缩 H 130 1 4 交联电力电缆性能 十、机械物理性能

34 交联方法 物理交联---辐照交联 一般适用于绝缘厚度较薄的低压电缆 化学交联 过氧化物交联 硅烷交联(温水交联)
中天科技海缆员工培训教材 交联方法 物理交联---辐照交联 一般适用于绝缘厚度较薄的低压电缆 化学交联 过氧化物交联 硅烷交联(温水交联) 交联---通过物理或化学方法将线性聚乙烯分子转变成立体网状结构。从而提高其机械物理性能和耐热性能。无论采用什么交联方式，其绝缘品质完全一致，故在国标GBl2706—91中，是不区分采用何种交联方法的。

35 中天科技海缆员工培训教材 交联方法 1．物理交联物理交联又称辐照交联，其绝缘品质最佳，交联度高，耐候性好，是各种软线，装备线以及耐高温(105℃及以上)和阻燃电线电缆的理想工艺方法。其主要缺点为辐照不均匀，生产中要反复照射，电缆弯曲次数太多，且在绝缘中容易注入空间电荷， 2．化学交联化学交联分高温和低温两种交联方法，其中高温交联又包括蒸汽和干法交联两种。蒸汽交联因绝缘中水分含量2000x10-6，绝缘品质不好，已完全淘汰；干法交联绝缘中水分含量(1OO—200)×10-6，已在 10—500kV电缆中广泛地应用。低温交联，学名硅烷交联，电缆在70 ℃—90 ℃温水中交联，也可在湿度较大的空气中交联，故又名温水交联。交联剂(硅烷)吸水后才能使PE绝缘的线性结构反应成网状的交联结构。吸收的水分已成为绝缘分子的一部分，故水分含量极少，也是(100—200)x10-6，绝缘品质完全和干法交联一样，绝缘性能还超过于法交联。温水交联因水分不易渗入较厚的PE绝缘，一般适用于10kV及以下电缆，特别是1kV温水交联电缆。     温水交联电缆，产品质量好，设备投资低，生产速度快，是最为理想的电缆产品，目前交联工艺有：二步法；共聚料生产法；Monosil一步法，及派生的另两种工艺方法；固相一步法，及共混法共7种生工艺。

36 中天科技海缆员工培训教材 交联方法 过氧化物交联 是通过加入交联剂而引发交联的方法，它主要优点是适合各种电压等级和各种截面的交联电缆的生产，特别是35kV及以上的中高压电缆。 1、蒸汽交联（SCP） （住友） 易产生水树；要提高温度，必须同时增大压力。温度每提高10 ℃，压力将要增大5kg，这实际是不可能的。 2、红外线交联法（RCP）与干式交联（住友） 又称CCV悬挂式生产线，绝缘中，含水量仅为0.018%，而蒸汽交联为0.29%；最大场强可达7kV/mm，而蒸汽交联只有5kV/mm。 3、长承模交联（三菱/大日）（ 采用水平式交联管，紧装在机头上，长达20米，内置润滑油，交联在管中发生。速度与CCV相当，产品质量更好，但生产不同规格电缆，需要更换整个长承模。 4、加压熔盐交联工艺 53%的硝酸钾、40%的亚销酸钠、7%的销酸钠组成的无机盐混和物。3~4个大气压力，200~250 ℃，加热长40 米，冷却长20米。生产速度快，产品质量好，较多地用在橡套生产线中。 5、硅油交联工艺（藤仓） 硅油作为加热和冷却媒介，电缆可悬浮在硅油中而不致擦管和偏心。可以生产275kV大截面交联电缆，生产成本比立塔经济。

37 中天科技海缆员工培训教材 交联方法 硅烷交联 又称为温水交联，硅烷交联工艺即硅烷接枝交联工艺，它是接枝和挤出分成两个工序进行，交联工艺有：二步法；共聚料生产法；Monosil一步法，及派生的另两种工艺方法；固相一步法，及共混法共7种生工艺。 1、二步法 第一步由材料厂家将硅烷交联剂与基料在挤出机上接枝并挤出造粒，该料称为A料，同时提供催化剂和着色剂的母料，称B料。 第二步是电缆厂将A、B料以95:5的比例混和，并在普通挤出机上挤包在电缆导体上，再放入70 ℃~90 ℃温水交联也可以在蒸汽房中交联。 2、一步法 将聚乙烯基料、抗氧剂和液态硅烷同时计量、混合，即将接枝反应和添加催化剂过程合并，并采用长径比为30:1的挤出机将绝缘挤包在电缆导体上，即将接枝和挤出由一个步骤完成，故称为一步法。 3、共聚法 该工艺不是把有机硅烷接枝到聚合物链上，而是在聚合过程中导入可水解硅烷，从而产生一种易于加工的硅烷其聚物，其方法是在高压反应釜中，使乙烯与硅烷共聚单体发生共聚反应。

38 中天科技海缆员工培训教材 交联方法 辐照交联 不要求加入交联剂，是采用高能粒子射线（如β射线）照射线性分子聚合物，在其链上打开若干游离基团，简称为接点。接点活性很大，可以把两个或几个线型分子交叉联接起来。 优点 1、生产速度快，占用空间小。 2、可加工材料种类多。 3、产品有更好的耐热、耐磨和较高电气性能；可阻燃。 4、电耗低。 缺点 1、设备一次投资大。 2、对较大截面电缆的辐照不均匀，经反复照射后，电缆弯曲次数太多，不适合10kV及以上电缆的生产。主要适用于电气装备电缆，对较小截面电缆和1kV~10kV架空电缆也是可以的。 3、设备开工率低。

39 常用交联方式比较 中天科技海缆员工培训教材 对比内容 过氧化物交联 硅烷交联 辐照交联 交联引发因素 热源蒸汽、红外线 温水 电子束
加工温度 高温熔态 温水固相 室温固相 结晶度 结晶度远低于交联前结晶度 结晶度不变 结晶度高、基本保持原有结晶度 交联区域 均匀交联、较完善 非均匀交联，有深度分布 在非结晶区交联，完善 产品使用温度 连续： 短时： 90℃ 250℃ 90~150℃ 350℃ 产品性能 一般 更好的耐热、耐磨和高电性能 应用范围 LDPE 各种交联型高分子材料 辐照交联电缆——安全、环保、高性能……

40 常用交联方式比较 中天科技海缆员工培训教材 对比内容 过氧化物交联 硅烷交联 辐照交联 主要生产品种的适应性 35kV电力电缆 适应 不适应
不经济 非阻燃型低压控制电缆 阻燃型低压控制电缆 有难度 阻燃型设备安装线 电机引接线 其它特种小规格电线 辐照交联电缆——安全、环保、高性能……

41 中天科技海缆员工培训教材 不同交联方法其特征对比

42 交联用原材料 纯铜和纯铝的物理性能 导体用金属材料
中天科技海缆员工培训教材 交联用原材料 导体用金属材料 作为导体使用的铜、铝一般都用电解法制成。纯度很高，铝导体的纯度应在99.5%以上，铜导体的纯度应在99.9%以上。 纯铜和纯铝的物理性能 项目 性能 铜 铝 熔点 ℃ 沸点 ℃ 比重 g/cm3 线膨胀系数 1/ ℃ （0~100 ℃） 抗拉强度 kg*f/mm2 伸长率 % 弹性模量 kg*f/mm2 电阻率 Ω*mm2/m (20 ℃) 1083 2310 8.89 1.65~17.0*10-6 35~45 (硬态） 50（软态），＜50（硬态） 10800 （软态） 658 1800 2.7 23*10-6 15~18 (硬态） 0.5~2 (硬态） 6300 (硬态）

43 交联用原材料 导体用金属材料 1、铜的主要特点 a)、导电性好仅次于银居第二，如以铜的电导率为100%，银的电导率则为108.5%。
中天科技海缆员工培训教材 交联用原材料 导体用金属材料 1、铜的主要特点 a)、导电性好仅次于银居第二，如以铜的电导率为100%，银的电导率则为108.5%。 b)、导热性仅次于银和金居第三位，导热系数为银的73%。 c)、塑性好，热加工时首次压力加工量可达30~40%。 d)、耐腐蚀性好，在干燥的空气中具有较好的耐腐蚀性，但在潮湿空气中表面易生成有毒的铜绿。 e)、机械性能好，有较高的抗拉强度和伸长率。 f)、易焊接。 2、铝的主要特点 a)、导电性能好。仅次于银、铜、金。而居第四位，约为铜的60~65%。 b)、导热性能良好。 c)、比重小，约为铜的1/3。 d)、耐腐蚀性良好。铝在空气中与氧反应，很快生成一层致密的氧化铝膜，能防止内层铝进一步氧化。 e)、塑性好，可用压力加工方法制成各种形状的产品。 f)、资源丰富，价格便宜。 缺点是机械性能较差。

44 交联用原材料 交联聚乙烯绝缘料 中天科技海缆员工培训教材
交联聚乙烯绝缘料是由聚乙烯加入其他添加剂组成的。不同的交联方法，加入的添加剂也不相同，但都是将聚乙烯分子结构从线性变成立体网状型，从而大大提高耐热和机械性能。

45 中天科技海缆员工培训教材 交联聚乙烯绝缘料的机械物理和电气性能 序号 项 目 单位 性能指标 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 密度 抗张强度 断裂伸长率 脆化温度 空气箱老化后机械性能 处理条件 抗张强度变化率 断裂伸长率变化率 热延伸试验 温度×时间 机械应力 负载下伸长率 冷却后永久变形 凝胶率 介质损耗角正切 (50Hz20℃) 介电常数(50Hz20℃) 体积电阻率20℃(测试电压为直1kV) 介电强度(50Hz20℃) g/cm3 MPa % ℃ ℃×h ℃×min Ω·cm kV/mm 0.922 ±0.003 ≥17.0 ≥420 ≤-76 (135±2)×168 ≤±20 (200±2)×15 0.2 ≤80 ≤5 ≥8 ≤0.0005 ≤2.30 ≥1×1014 ≥35

46 交联用原材料 交联聚乙烯绝缘料 中天科技海缆员工培训教材 杂质含量 交联聚乙烯绝缘料对杂质含量检查非常严格, 杂质粒径mm 颗粒数C1
0.12~0.25 0.26~0.5 0.51~1.00 ＞1.00

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48 中天科技海缆员工培训教材 五芯力缆结构示意图

49 500kV超高压交联电缆 中天科技海缆员工培训教材 分割导体 导体屏蔽 交联聚乙烯绝缘 绝缘屏蔽 纵向阻水缓冲层 皱纹铝套
聚乙烯护套及半导电涂层

50 中天科技海缆员工培训教材 1. 绞合铜导体 2. 半导电阻水带 3. 导体屏蔽（半导电交联聚乙烯） 4. 交联聚乙烯绝缘 5. 绝缘屏蔽（半导电交联聚乙烯） 6. 半导电阻水膨胀带 7. 铅合金套 8. 电缆元件 9. 聚丙烯填充绳 10. 扎带(无纺布及橡胶布带) 11. 聚丙烯绳和沥青 12. 镀锌钢丝铠装 13. 聚丙烯绳和沥青 海底光电复合缆

51 中天科技海缆员工培训教材 一步法硅烷交联生产线

52 中天科技海缆员工培训教材 一步法硅烷交联生产线

53 中天科技海缆员工培训教材 辐照交联设备 电 子 加 速 器 束下装置 辐照交联电缆——安全、环保、高性能……

54 中天科技海缆员工培训教材 500kV超高压交联电缆生产线