进端热处理装置在高压XLPE电缆生产中的应用

房 鹏， 王洪祥

（特变电工山东鲁能泰山电缆有限公司，山东新泰271200）

进端热处理装置在高压XLPE电缆生产中的应用

房 鹏， 王洪祥

（特变电工山东鲁能泰山电缆有限公司，山东新泰271200）

主要介绍了进端热处理装置（EHT系统）在目前高压交联聚乙烯（XLPE）电缆生产中的实际应用，简要对EHT系统的设备组成以及EHT系统的作用原理进行了分析，通过对实际生产中采用EHT系统后生产的高压XLPE电缆进行结构尺寸的试验分析，试验结果表明电缆圆整度、偏心度都得到了有效改善。

EHT系统；高压交联聚乙烯电缆；圆整度；偏心度

0 引 言

交联聚乙烯（XLPE）绝缘电缆因其具有优良的介电性能、热性能、力学性能、机械加工性能等优点在高压电力电缆生产中得到了广泛的应用。随着高压XLPE电缆电压等级及截面的不断提高，对于绝缘线芯圆整度及偏心度的要求也越来越高，如何有效改善电缆的圆整度及偏心度成为高压电缆生产的一个重要研究方向。

为了解决生产高电压大截面电缆时的圆整度及偏心度问题，交联生产线的设备厂家最早在悬链式CCV交联生产线配置了EHT（Entry Heat Treatment进端热处理装置）系统，较好地解决了绝缘线芯因重力作用产生的下垂现象，保证了绝缘线芯的圆整度及偏心度，因此悬链式CCV生产线产品的电压等级也提高到220 kV。近年来又将此技术应用于220 kV电压等级以上的立塔式VCV生产线，进一步提高了立塔式VCV生产线的技术等级。

1 EHT系统组成

EHT系统，特乐斯特公司又称TROSS圆度稳定系统，主要由一套氮气循环单元构成，其系统包括氮气循环鼓风机、气体热交换器、副产物分离系统、氮气循环管道及必要的阀门、法兰、仪表等（如图1所示）。

图1 CCV生产线EHT系统示意图

EHT系统根据生产电缆的电压等级不同，又可以分为长EHT系统（适用高电压等级），氮气循环管路在上端密封与第一段硫管之间循环；短EHT系统（适用较低电压等级），氮气循环管路仅在上端密封进行循环（见图2）。

2 EHT系统的作用原理

EHT系统应用于悬链式（CCV）及立塔式（VCV）生产线，下面分别对两种生产线的EHT系统的作用原理进行分析。

图2 EHT系统氮气循环

2.1 CCV生产线中EHT的作用原理

EHT系统现在已广泛应用于CCV生产线，EHT系统中绝缘的熔融和绝缘的交联都在自动控制进端热处理装置的控制下进行。只有绝缘材料处于熔融态，低于交联温度，才容易流动产生下垂。EHT技术正是有效解决了此部分绝缘材料的下垂问题，从而保证了绝缘线芯的圆整度及偏心度。

EHT技术的原理是将三层共挤后处于熔融态的绝缘材料在出机头进入硫化管前进行强制的氮气冷却，减少熔融态绝缘材料在前进过程中因重力作用而产生的下垂，经过强制冷却后，绝缘表面冷却收缩，从而产生一个指向中心的向心作用力，保证绝缘内部仍处于熔融状态的绝缘体保持圆整的状态，消除绝缘下垂现象。

2.2 VCV生产线中EHT的作用原理

EHT系统在CCV生产线上的成功应用，使交联生产线厂家产生了将其应用于VCV生产线的想法并付诸实施。不同于CCV生产线，VCV生产线不受重力的影响，不会产生因下垂引起的圆整度及偏心问题，但由于高压电缆的快速发展，220 kV以上电压等级的电缆需求量增加，绝缘的厚度不断增加，相应增加了电缆结构尺寸控制的难度。EHT系统的引入，很好地解决了大截面高电压等级电缆生产时这方面的难题。

EHT在VCV生产线上的作用机理基本与CCV生产线相同，都是通过减少可流动部分的绝缘材料来达到保证绝缘线芯圆整度及偏心度。对于这种作用机理有一个形象的名称，叫做橡胶带效应。绝缘线芯从机头位置经过强制冷却后，绝缘层表面由于温度骤降，由熔融态转变为固态，产生热胀冷缩效应，产生一个向内部收缩的力。在这个力的作用下，使绝缘层维持一个很好的结构尺寸，类似橡胶带扎紧的效果，保持绝缘层均匀形状（见图3）。由于EHT系统是利用一种非接触式的热处理方法来巧妙地解决绝缘的偏心问题，对于保证绝缘线芯的圆整度及偏心度有很好的作用。

图3 橡胶带效应示意图

3 EHT系统在实际生产中的效果

EHT装置最早是为解决CCV生产线生产厚绝缘中压电缆而开发的一种技术，目前在全球高压CCV生产线中已经得到了推广并延伸到VCV生产线。世界上第一条使用EHT技术的VCV生产线在ABB公司，沈阳古河公司投产的VCV生产线在国内首次使用该技术。

我公司2010年投产的立塔及悬链生产线引进了带有EHT系统的特乐斯特公司2条220 kV CCV生产线，麦拉菲尔公司1条500 kV VCV生产线。相较于之前引进的特乐斯特110 kV CCV生产线及诺基亚500 kV VCV生产线，根据试验跟踪，在生产相同电压等级同种规格产品时，产品的结构尺寸得到了很好的控制，圆整度及偏心度均有较为明显的改善。

表1以特乐斯特220 kV CCV生产线为例，比较使用EHT系统及未使用EHT系统的效果。

表1 使用EHT系统及未使用EHT系统电缆比较

如表1所示，使用EHT系统的电缆，绝缘层圆整度、偏心度、F值均优于未使用EHT系统的电缆，且对两种产品进行硅油试验发现，绝缘与导体屏蔽及绝缘屏蔽的界面更加清晰、光滑。

目前我公司进行的500 kV 2500 mm2新产品开发中，对EHT系统在VCV生产线上的效果进行了实际验证，表2以麦拉菲尔500 kV VCV生产线为例，比较使用EHT系统及未使用EHT系统的效果。

表2 使用EHT系统及未使用EHT系统电缆比较

如表2所示，使用EHT系统后，绝缘线芯结构尺寸得到了很好的控制，在生产500 kV 2500mm2这类高电压等级大截面产品时，仍能将绝缘线芯圆整度控制在99%以上，偏心度控制在5%以内，有效提高了立塔生产线的技术工艺水平。

4 结 论

本文系统分析了EHT系统在高压电缆CCV及VCV生产线中的结构组成、作用原理及使用效果，得出以下结论：

（1）CCV及VCV生产线使用EHT系统，能明显改善绝缘线芯的圆整度及偏心度。

（2）对于未配置EHT系统的CCV生产线，可以通过升级改造，加配EHT系统用来生产220 kV以上高压电缆，节省立塔的建设费用。

（3）国内引进CCV生产线及VCV生产线时，可以考虑将EHT系统作为标准配置，能够进一步提升国内高压电缆的产品性能。

［1］ Dr.Pekka Huotari，吴云杰.采用进端热处理技术悬链式CCV生产线生产220 kV及以上超高压XLPE电缆［J］.电线电缆，2006（2）：8-9.

The Actual Application of The EHT System in the Present Production of H igh Voltage XLPE Power Cables

FANG Peng，WANG Hong-xiang
（TBEA Shandong Luneng Taishan Cable Co.，Ltd.，Xintai271200，China）

This articlemainly introduces the actual application of the EHT system in the present production of high voltage XLPE power cables.It also gives a brief analysis of the equipment components and the action principle for the the EHT system.Through the dimension check of the high voltage cable after adopting the EHT system in actual production，the test result shows that the roundness and eccentricity of the cable have been effectively improved.

EHT system；high voltage XLPE power cables；roundness；eccentricity

TM247

A

1672-6901（2013）06-0036-03

2013-04-08

房 鹏（1984-），男，助理工程师.

作者地址：山东新泰市金斗路568号［271200］.