EnEgy szigetelt vezeték átment a szemrevételezésen, és elment a váltakozó áramú feszültségállósági tesztre. A teszt nem sikerült. A kábel metszésekor a szigetelőfal egyik oldalon 2,6 mm, a másik oldalon 3,1 mm volt. Egy 1 km-es gyártási futás után az ilyen excentricitás nyilvánvaló figyelmeztetés nélkül megjelenhet és eltűnhet. Ez nem volt anyagi probléma: a pellet tétel megfelelt a specifikációnak, és a keverék szállítója sem változott semmit. A meghibásodást az instabil szerszámbeállítás és az extruderfej inkonzisztens olvadékhőmérséklete okozta. Ez általános tapasztalat a kábelgyárakban, és ez megmagyarázza, hogy az extrudált kábelszigeteléssel kapcsolatos műszaki megbeszéléseknek mindig ki kell terjedniük az anyagválasztásra és a folyamatszabályozásra is.
Az extrudált kábelszigetelés röviden egy folytonos polimer réteg, amelyet a vezető köré visznek fel úgy, hogy az olvadt vegyületet egy keresztfejű szerszámon keresztül kényszerítik át. A minősége nemcsak azt határozza meg, hogy egy kábel átmegy-e a gyári teszten, hanem azt is, hogy az évekig tartó hő, páratartalom és mechanikai igénybevétel után is működik-e. A folyamat, az anyagkorlátok és a berendezés paramétereinek megértése segít a kábelgyártóknak csökkenteni a meghibásodási arányokat és elkerülni a költséges utómunkálatokat.
Mi az extrudált kábelszigetelés és hogyan működik a folyamat?
Az extrudálás a legszélesebb körben alkalmazott módszer az erősáramú, vezérlő- és kommunikációs kábelek szigetelésére. Egy szállítócsiga megolvasztja a polimert, egy szerszámrendszer csővé formálja az olvadékot, és ez a cső azonnal lehúzódik a mozgó vezetőre. A fej belsejében lévő vákuum és nyomás elősegíti, hogy az olvadék a vezető felületéhez tapadjon anélkül, hogy levegő szorulna be. Ezután a szigetelést egy vízvályúban hűtik le, ahol a polimer kívülről befelé szilárdul.
A kábelszigetelési eljárásnak sokféle anyagot kell kezelnie. A polietilén (PE) elterjedt a kommunikációs kábelekben, a polivinil-klorid (PVC) az általános célú kisfeszültségű kábelekben, a térhálósított polietilén (XLPE) a közép- és a nagyfeszültségű tápkábelekben, valamint a szilikongumi vagy fluorpolimerek olyan speciális termékekben, mint a napelemes, elektromos és magas hőmérsékletű kábelekben. Minden anyagnak saját olvadási hőmérséklete, viszkozitási görbéje és szükséges hűtési profilja van.
Az extrudálás előtt a vezetőfelület állapota is számít. A folyamatos gyártás során a huzal húzási vagy sodrási folyamatból kerül be. A vezető feszültsége, a húzóolaj-maradványok jelenléte és a felületi oxidáció egyaránt befolyásolhatja a szigetelés tapadását és az átmérő egyenletességét. Ez az oka annak, hogy az upstream folyamat paraméterei ugyanolyan relevánsak, mint maguk az extruder beállításai. A huzalhúzás során például a feszültségingadozások kis mértékben megváltoztathatják a vezeték átmérőjét, és ez az eltérés a szigetelőfal megfelelő szabálytalanságaként jelenik meg. Az upstream feszültségszabályozás és a végső szigetelés minősége közötti kapcsolatot részletesebben a következő cikkben tárgyaljuk hogyan kezelik a rúdbontó gépek a huzalfeszesség szabályozását .
Hogyan befolyásolja a szigetelés minősége a kábelek teljesítményét
A szigetelőréteg három funkciót lát el: elektromosan elszigeteli a vezetőt, véd a környezeti hatásoktól, és mechanikusan megtámasztja a vezetőt. Ugyanezek a funkciók magyarázzák a legtöbb gyári teszthibát és helyszíni hibát.
Az elektromos meghibásodás általában ott kezdődik, ahol a szigetelőfal a legvékonyabb. Ha a vezeték vagy a szigetelés átmérője a kábel mentén változik, az elektromos térerősség a vékony szakaszon az anyag áttörési szilárdsága fölé emelkedik. A hatás nagyobb feszültségeknél erősebb, ezért a közép- és nagyfeszültségű kábelek szűk szigetelési excentricitástűrést írnak elő. A kisebb falvastagság még kisfeszültségű kábeleknél is gyengíti a mechanikai sérülések és nedvesség behatolás elleni védelmet.
| Anyag | Folyamatos vezető hőmérséklet | Relatív dielektromos szilárdság | Gyakori kábelalkalmazások |
|---|---|---|---|
| LDPE | 70°C | Közepes | Kisfeszültségű táp-, vezérlő- és kommunikációs kábelek |
| XLPE | 90°C | Magas | Közepes- and high-voltage power cables |
| PVC | 70°C | Alacsonytól közepesig | Általános kisfeszültségű épülethuzalok és rugalmas vezetékek |
| Szilikon gumi | 180 °C | Közepes | EV kábelek, napelem kábelek, magas hőmérsékletű flexibilis kábelek |
| Fluorpolimerek (FEP/PTFE) | 200-260°C | Magas | Finom hőálló kábelek és adatkábelek |
A méretkonzisztencia befolyásolja az adat- és rádiófrekvenciás kábelek kapacitását és impedanciáját is. Kommunikációs kábel esetén a hosszan át lassan változó sugárirányú excentricitás impedancia ingadozást és jelvisszaverődést okozhat. Ez döntő fontosságúvá teszi a szigetelőréteg átmérőjének pontosságát és koncentrikusságát, nemcsak az elektromos erősség, hanem a jel integritása szempontjából is.
Az extrudált szigetelés minőségét meghatározó folyamatváltozók
Az anyag kiválasztása után a folyamat eldönti, hogy a szigetelés a tervezettnek megfelelően működik-e. Számos változó kölcsönhatásban van a gyakorlatban.
Anyag előkészítés. A higroszkópos vegyületeket, például bizonyos poliolefinkeverékeket használat előtt meg kell szárítani. A maradék nedvesség buborékokat hoz létre az olvadékban, amelyek később üregekké válnak, amelyek részleges kisülési kezdőpontként működnek. Az XLPE kábelek esetében az üregek jelentik az egyik legkritikusabb minőségi kockázatot.
Hőmérséklet profil és csavaros kialakítás. A polimernek egyenletes olvadási hőmérsékleten kell elérnie a szerszámot. A hordóban lévő hideg folt nem olvadt részecskéket okozhat; a túlhevült folt tönkreteszi az anyagot és géleket képez. A csavargeometriát, a henger hőmérsékleti zónáit és a vezeték sebességét az adott keverékhez kell igazítani. Az általános célú extruderek PE-t, PVC-t és TPE-t is kielégítően futtathatnak, de az egy anyagcsaládhoz tervezett gyártósor szűkebb tűréseket és nagyobb teljesítményt biztosít.
Szerszám- és fejkialakítás. A keresztfej geometriája határozza meg a kezdeti falvastagságot. Ha a szerszám középvonala a vezetőhöz képest el van tolva, a szigetelés excentrikussá válik. Ez egy statikus hiba, amely központosító csavarokkal javítható, de a hiba visszatér, ha a szerszámok nincsenek megfelelően rögzítve. Idővel a szerszámkopás megváltoztatja a kilépő rést, és a falvastagság fokozatos eltolódásához vezet.
Hűtés. A hűtési profil befolyásolja a polimer kristályos szerkezetét, ezáltal mechanikai és elektromos tulajdonságait. A gyors hűtés belső feszültséget kelthet, míg a vékony falú kábelek lassú hűtése befolyásolja a méretek oválisságát.
Térhálósítás. Az XLPE kábelek esetében a térhálósítás az a folyamatlépés, amely a legnagyobb hatással van a hőminősítésre és a hosszú távú megbízhatóságra. A kémiai térhálósítás precíz hőmérséklet-szabályozást igényel a keményítőcső mentén; Az elektronsugarakkal történő fizikai térhálósítás szabályozott dózist és penetrációt igényel.
Az online felügyelet elkapja a folyamatváltozásokat, mielőtt azok látens hibákká válnának. Az átmérő visszacsatolása a szerszám kimeneténél a LGD25 lézer átmérőmérő valós idejű leolvasást ad a kezelőnek az extrudált szigetelés méretéről. Az átmérőmérés és az utána lévő szikratesztelő egy alapvető, de hatékony online minőségellenőrző hurkot hoz létre.
Egyedi LGD-25 átmérőjű mérő gyár, gyártók - Jiangsu Jiacheng Technolog A Jiangsu Jiacheng Technology Co., Ltd. Kína LGD-25 átmérőjű mérőeszköz gyártója és gyára, egyedi LGD-25 átmérőjű mérőeszközt kínálunk. Termék megtekintése → A szigetelés minőségének ellenőrzése teszteléssel
A gyári tesztelés igazolja, hogy a szigetelőréteg megfelel-e az elektromos és mechanikai követelményeknek. A megfelelő tesztkészlet a kábel típusától és az alkalmazandó szabványtól függ. A következő ellenőrzések a legtöbb kábelkategóriában gyakoriak:
- Szigetelési ellenállás mérése. Ez a teszt az egyenáramú ellenállást méri a vezető és a földelő árnyékolás vagy a víz között. Az alacsony értékek nedvességet, szennyeződést vagy rossz szigetelőanyagot jeleznek.
- AC feszültségállósági teszt. A kábel meghatározott ideig megemelt váltakozó feszültségnek van kitéve. A vizsgálat során bekövetkezett meghibásodás általában a szigetelőfal komoly hibáját jelzi.
- Hőnyúlási teszt. A térhálósított szigetelés mintáját meghatározott terhelés alatt melegítik; a nyúlásnak és a permanens készletnek a határérték alatt kell maradnia. Ez a teszt igazolja, hogy a térhálósítási művelet eredményes volt.
- Öregedési tesztek. A mintákat levegőkeringető kemencében meghatározott ideig emelt hőmérsékletnek teszik ki, és mérik a mechanikai tulajdonságok változását.
An szigetelési ellenállás mérő minden kábelgyár alapműszere. Ellenőrzi, hogy a szigetelőréteg blokkolja-e az egyenáramú szivárgást a kábelszabványnak megfelelően. Az ellenállóképesség-vizsgálóval és a hőhosszabbító berendezéssel együtt ezek a műszerek jelentik a minimális minőségi kaput az extrudálósor és a szállítmány között.
Egyedi ZC-90 szigetelési ellenállásmérő gyár, gyártók - Jiangsu Jiache A Jiangsu Jiacheng Technology Co., Ltd. a kínai ZC-90 szigetelési ellenállásmérő gyártója és gyára, egyedi ZC-90 szigetelőanyagot kínálunk... Termék megtekintése → Mit kell keresni az extrudáló sornál
A megfelelő extrudáló berendezés kiválasztása a vonal termékösszetételhez való igazításán múlik. Általában a következő tényezők határozzák meg, hogy egy vonal megtartja-e a szükséges tűréseket az évek során:
- Anyagtartomány. A csak PVC-t és PE-t üzemeltető üzem egyszerű, általános célú extrudert használhat. Az erősáramú kábelek piacát kiszolgáló üzemnek jobb hőmérséklet-szabályozással és térhálósító képességgel rendelkező vonalra van szüksége. Előfordulhat, hogy egy speciális kábelgyártónak szilikongumi vagy fluorpolimer extrudáló vezetékekre van szüksége, különböző csavarok kialakításával.
- A folyamat stabilitása. Az extrudercsavarnak, a sebességváltónak, a motorhajtásnak és a vezérlőrendszernek szűk tűréshatáron belül kell tartania az alapjelet. Az 5°C-os hőmérséklet-ingadozások megváltoztathatják a szerszám duzzadását és a végső átmérőt.
- Mérések a gép részeként. Az átmérő-, excentricitás- és szikravizsgáló műszereket a vonalvezérlőkbe kell integrálni, nem pedig kiegészítő eszközként kezelni.
- Értékesítés utáni és vonalintegráció. Az extrudáló vezeték nem működik elszigetelten. A kifizetőt, az előmelegítőt, a hűtővályút, a hajtóművet és a felszívót szinkronizálni kell. A szállító értékelésénél a teljes vonalkonfiguráció és a telepítés során nyújtott támogatás éppúgy számít, mint az extruder specifikációi.
Azoknak a gyártóknak, akik hosszú gyártási ciklust futtatnak a szabványos termékekből, egy erre a célra kialakított termék nagy sebességű huzalszigetelés gyártósor előnyt kínál a különálló alkatrészek összeszerelésével szemben: a hajtás, a hőmérsékleti zónák, a hűtés és a felszívás egyetlen rendszerként van kialakítva. A szilikon, fluorpolimer, habosított és térhálósított vegyületek különböző vonalakat igényelnek, és mindegyikre ugyanaz a logika vonatkozik.
Egyedi nagy sebességű huzalszigetelő gyártósor gyár, gyártók - Jiang A Jiangsu Jiacheng Technology Co., Ltd. a kínai nagysebességű huzalszigetelő gyártósor gyártója és gyára, egyedi magas... Termék megtekintése → Ezek a megfontolások nem elméletiek. A kábelgyártó üzemek rendszeresen cserélik vagy korszerűsítik extrudáló berendezéseiket, mert a szigetelőréteg az, ahol a termék elnyeri elektromos értékét. Az upstream folyamatok, a húzás, a lágyítás és a sodrás, építik a vezetőt, de az extrudálási folyamat határozza meg a szigetelési határt, amely meghatározza a kábel névleges feszültségét és élettartamát.
