电缆铅护套恢复研制

刘洋洋　刘志会　姜黎黎

摘 要：文章以800mm2直流海底电缆为例，介绍了直流海底电缆铅护套恢复工艺设计要点、设备设计方案，指出了直流海底电缆铅护套恢复过程中应注意的一些问题和关键参数。最后给出了恢复后的检测结果，检测结果表明恢复后的直流海底电缆各项性能均达到要求。

关键词：电缆；铅护套恢复；工艺设备设计

引言

近年来，虽然我国线缆业的产值已经是全球第一，但是质量及技术上还与国外知名企业有着明显差距。随着2013年的到来，中国电线电缆行业将迎来新的商机和市场。特别是随着经济的高速发展，沿海岛屿对供电量要求加大，国内外海底电缆的用量将随之不断增加。作为海底电缆工厂接头的研制的重要组成部分：铅护套恢复，也是研制海缆项目要攻克的难关之一。众所周知，由于海底电缆长期浸泡在水中，对阻水要求比陆地电缆更高，特别是保护绝缘免受水分侵入的损害，以保持绝缘强度。多数高压海底电缆采用金属护套，来阻止水分的侵入。目前行业内海底电缆按阻水护套的材料分为：铅护套海底电缆、铝（铜）塑复合护套海底电缆、聚乙烯（PE）护套海底电缆。按阻水护套的形式分：分相阻水护套、统包阻水护套。我公司承担的国家电网重点科技研发项目：“高压直流交联聚乙烯绝缘海底电缆”。根据工艺要求，采用铅护套统包阻水结构。

随着电压等级的增加，电缆铅护套的精密度要求也相应的提高，目前国内外没有成熟工艺及相应恢复设备，因此如何恢复铅护套，使之具有优良的径向阻水效果，成为当前海底电缆研发和分析的重点。

1 铅护套性能

由于海底电缆长期浸泡在水中，必须给绝缘以足够的保护，因此在设计时既要保证海缆的阻水性能，同時又要保证电缆导体电气性能。为此海底电缆铅护套性能和要求很高。

以研制的800mm2海底电缆为例，其铅护套的部分参数：铅护套平均厚度：3.50mm；铅护套最薄厚度：3.14mm；铅护套外径：75.00mm；铅护套气密性：0.4MPa两小时无漏气；外观圆整光滑。

2 铅护套恢复工艺

2.1 焊接前准备

首先取加工完铅护套和PE护套后的接头样品，将接头所处位置的铅护套和PE护套切割掉，露出恢复后的绝缘表面，注意铅护套和PE护套两端切割边缘对于接头处对称位置，铅护套总切割长度2m，PE护套总切割长度2.5m。然后把样品穿进长2.3m，内径79mm，厚度4.0mm的铅管内，铅管移至切割后绝缘恢复完成的表面处，与原有铅护套搭盖程度呈两端对称。

2.2 焊接过程

铅护套恢复的难度大，难点主要分为三点：（1）铅护套工艺处于空白状态；（2）新工艺需要不断地研究和改进；（3）缺乏具有相关经验的专业人才。经过不断的研发改进和人才培养我公司最终攻克以上难关。

焊接步骤分为：一端焊接→拉模拉拔→另一端焊接。

首先用氢氧焰和铅焊条将铅管一端和铅护套焊接在一起，焊接时边焊接边冷却并注意温度控制，焊接时使用铜刷不断擦刷焊接处表面，防止焊接过程中产生的氧化物沉积在恢复好的铅护套表面影响铅护套性能。

焊接好一端后用内径78mm的拉模拉拔铅护套，拉拔时注意用力均衡速度平稳缓慢，切勿用力过猛速度过大导致铅管断裂。随后用内径为77mm、76mm、75mm的拉模逐渐拉拔直至铅管外径与铅护套外径相同，并控制铅管内壁与绝缘空隙达到最小。

最后把铅管另一端与铅护套焊接在一起，焊接方式与前一端相同。

2.3 拉模设计

拉模拉拔是为了使铅管外径与铅护套外径保持一致、为了减小铅管与绝缘表面的间隙、为了使恢复后的铅护套与恢复前性能相近。拉模结构如图1所示。

3 恢复后铅护套性能

将铅护套恢复后的800mm2海底电缆送检，具体检验结果如表1所示。

表1

绝缘屏蔽层与铅护套之间的阻水试验：手动加压1.0MPa，24h，透水长度左端100m，右端40m。

可以看出，各项性能指标与恢复前无明显差别，且完全达到国内外同类型产品的先进水平。

4 影响因素

在确定了焊接工艺及焊接过程后，分析现场生产会出现以下问题：

（1）车间空气中灰尘和金属屑含量多影响恢复质量；（2）拉模内表面粗糙度影响恢复表面光滑度；（3）焊接过程温度控制不好或焊接过程连续升温时间过长引起的绝缘损坏；（4）焊接过程产生的氧化物残留影响恢复后性能。

针对以上问题，提出对应的解决措施如下：

（1）在无尘环境中进行铅护套恢复，并且对操作人员及设备进行相应的除尘处理；（2）采用先进工艺及特殊材料设计出表面粗糙的合格的拉模；（3）采用边焊接寒冷却方式控制焊接温度；（4）焊接过程中使用铜刷不断擦刷焊接处表面，防止产生的氧化物沉积在焊缝表面。

5 结束语

我们通过工艺的设计、模具上改进、专业人才的培养，成功实现了电缆铅护套的恢复，恢复前后各项性能指标无明显差别，且完全达到国内外同类型产品的先进水平。该方式由于原理简单，操作方便，可以推广应用到其他类似金属护套恢复中去，从而极大的促进电缆行业的发展前景。

作者简介：刘洋洋（1986-），女，助理工程师，主要从事高电压海缆、电缆技术研究开发工作。