電力電纜修補機開發與應用

練華云

（遠東電纜有限公司，江蘇 無錫214257）

0 引言

每個企業生產過程中總會有不合格品出現，如何減少不合格品是現代企業在生產過程中控制的關鍵。電線電纜生產企業的電力電纜（低壓電纜）產品占企業的產值比例較高，一般生產企業都在50%以上，因為在電纜產品中電力電纜是市場需求量最大的產品，占整個市場需求的70%以上。而電力電纜修補機主要用于電纜生產過程中對絕緣、護套損壞處進行有效可控的修理，因此本設備的應用可提高企業的產品質量，減少成本輸出，增加企業的競爭力。

1 電力電纜修補機

電力電纜修補機主要應用于電線電纜企業在生產過程中控制產品質量，對損壞電纜絕緣、護套進行修補，使產品達到合格要求。在我國電纜行業中對于電線電纜修補也是有規定的，當前對于35kV、110kV、220kV、550kV交聯電纜國家都是不允許修理的，因為我們的修理工藝達不到產品的要求，但在實際應用中有很多企業都在根據故障與損壞情況對35kV電纜進行修理，但110kV、220kV、550kV電纜是沒有人會修的，而且企業都不同意修理。

對于低壓電纜根據損壞情況大多是可以維修的，維修后達到產品質量檢測指標即可。但我們國家對此類電纜的修理沒有專業的設備，都是靠人工簡單維修來完成，維修質量差，外表控制不好，修理后材料的性能達不到產品要求。為解決以上問題，本次對電力電纜修補機進行研究與開發。從實際使用情況出發，電力電纜運行電壓在380V以下，如果此類電纜在生產過程中出現絕緣、護套損壞根據實際情況都是可以修補的。因此為提高維修質量、降低公司成本，開發電力電纜修補機是非常重要、有意義的工作。

電力電纜修補機按修補電纜規格可分為布電線修補機、低壓電纜修補機。布電線修補機主要修補0.5～6mm2電線電纜，低壓電纜修補機主要修補10～240mm2電線電纜。本次主要對低壓電纜修補機進行設備研究開發。

10～240mm2低壓電纜結構特點與產品說明：線芯為10～240mm2，分單芯、多（三、四、五）芯；導體結構分圓形與扇形；線芯外徑在5～13mm之間；絕緣、護套厚度一般在0.5～3mm之間，材料為PVC、PE、XLPE等。

本次設計的修補機主要為滿足以上規格電線電纜的修補之用。

2 本電纜修補機的特點

為滿足電纜修補要求，本修補機從實際使用角度出發，從溫度控制、同心度控制、上下壓緊系統3個方面來設計制作。本設備的特點是電纜修補時間短，維修后電纜絕緣、護套能達到一次擠出的熱塑性能要求，能夠較好地保證電纜絕緣護套厚度的均勻性、外表的圓整度，電纜維修處能夠順利通過高壓試驗。

電纜修補機的結構原理與控制系統：根據遠東電纜有限公司2014年引進的布電線修補機與現市場戶外橡套電纜修補機結構特點來設計本電纜修補機。為滿足電纜修補時溫度控制、同心度控制、上下壓緊系統要求，對電纜修補機作如下分析與設計：

2.1 修補機的溫度控制系統

根據低壓電纜絕緣與護套料（PVC、XLPE、PE）熱塑性要求，本設備加熱溫度為0～260℃可控，從制作成本、結構特點考慮選擇一點溫度，控制上下模具溫度，實現上下模具溫度同升同降的功能。溫控表選用RKC品牌，溫控精度達到±1℃，采用熱電偶、固態繼電器、接觸器、溫控表實行閉環控制。如何從結構特點角度控制溫度向設備結構件傳輸熱量，也是本修補機的關鍵，這里用文字描述較困難，圖1說明了隔熱控制的合理有效方法。

圖1 溫度控制系統

2.2 同心度控制結構與原理

電纜修補時保證修補絕緣與護套厚度要求極為重要，因此為保證電纜的絕緣與護套厚度，必須確保電纜線芯在中心位置修補，如圖2所示，采用本結構能有效保證電纜絕緣與護套的修補厚度。模具上下壓緊時，電線電纜在模具中心，確保模具與線芯四周間隙距離相等，有效保證修補厚度的均勻性。

2.3 上下壓緊系統結構

本修補機模具壓緊主要從方便員工操作與保證維修質量的角度出發。模具壓緊方式有上下夾緊、前后夾緊，本次采用上下夾緊的方式。模具壓緊操作方法有多種，如氣動壓緊、液壓壓緊、手動絲桿壓緊、電動通過絲桿傳動壓緊，經過多次考慮本次采用氣動壓緊方式。

圖2 同心度控制結構

2.4 模具材料選定、加工

修補機模具也是保證電纜維修質量好壞的關鍵因素，因此本修補機模具材料選型、尺寸設計是在進行了多次認真研究后確定下來的。本模具材料選用熱作模具鋼（4Cr13），加工按機械加工工藝完成，模具從線芯尺寸來考慮結構尺寸，結構如圖3所示。

圖3 模具結構

2.5 修補機修補材料

本修補機特點之一為修補材料取材方便。電線電纜在修補時材料不同熱塑性能就不同，因此取材很重要。本修機在具體電線電纜線芯修補時，取電線電纜線芯兩端絕緣或護套皮就可以，從取材上保證了材料的熱塑性能與原電線電纜熱塑性能相同，加快了修補速度。

2.6 修補機功能的拓展應用

本修補機主要用于修理圓形結構低壓電纜線芯，但通過更換修補模具，也可滿足修補扇形導體的要求，將模具開成扇形孔安裝模具架即可修理扇形結構的線芯，同樣也可通過更換模具用于修理布電線。

3 結語

本電纜修補機主要用于成纜復繞工序電纜高壓火花擊穿電纜線芯修補。根據實際使用情況設計制作了一臺修補機，現正在試用，本文沒有對修補機全部內容進行說明，因此如有不足之處，請提出寶貴意見，共同進步，使本設備的性能得到進一步提高。

［1］王特典.工程材料［M］.南京：東南大學出版社，1997.

［2］馬永林，文樸.機械原理［M］北京：高等教學出版社，1998.

［3］劉新佳，俞盛.新五金手冊［M］.南京：江蘇科學技術出版社，2010.