電纜鉛護套恢復研制

劉洋洋　劉志會　姜黎黎

摘 要：文章以800mm2直流海底電纜為例，介紹了直流海底電纜鉛護套恢復工藝設計要點、設備設計方案，指出了直流海底電纜鉛護套恢復過程中應注意的一些問題和關鍵參數。最后給出了恢復后的檢測結果，檢測結果表明恢復后的直流海底電纜各項性能均達到要求。

關鍵詞：電纜；鉛護套恢復；工藝設備設計

引言

近年來，雖然我國線纜業的產值已經是全球第一，但是質量及技術上還與國外知名企業有著明顯差距。隨著2013年的到來，中國電線電纜行業將迎來新的商機和市場。特別是隨著經濟的高速發展，沿海島嶼對供電量要求加大，國內外海底電纜的用量將隨之不斷增加。作為海底電纜工廠接頭的研制的重要組成部分：鉛護套恢復，也是研制海纜項目要攻克的難關之一。眾所周知，由于海底電纜長期浸泡在水中，對阻水要求比陸地電纜更高，特別是保護絕緣免受水分侵入的損害，以保持絕緣強度。多數高壓海底電纜采用金屬護套，來阻止水分的侵入。目前行業內海底電纜按阻水護套的材料分為：鉛護套海底電纜、鋁（銅）塑復合護套海底電纜、聚乙烯（PE）護套海底電纜。按阻水護套的形式分：分相阻水護套、統包阻水護套。我公司承擔的國家電網重點科技研發項目：“高壓直流交聯聚乙烯絕緣海底電纜”。根據工藝要求，采用鉛護套統包阻水結構。

隨著電壓等級的增加，電纜鉛護套的精密度要求也相應的提高，目前國內外沒有成熟工藝及相應恢復設備，因此如何恢復鉛護套，使之具有優良的徑向阻水效果，成為當前海底電纜研發和分析的重點。

1 鉛護套性能

由于海底電纜長期浸泡在水中，必須給絕緣以足夠的保護，因此在設計時既要保證海纜的阻水性能，同時又要保證電纜導體電氣性能。為此海底電纜鉛護套性能和要求很高。

以研制的800mm2海底電纜為例，其鉛護套的部分參數：鉛護套平均厚度：3.50mm；鉛護套最薄厚度：3.14mm；鉛護套外徑：75.00mm；鉛護套氣密性：0.4MPa兩小時無漏氣；外觀圓整光滑。

2 鉛護套恢復工藝

2.1 焊接前準備

首先取加工完鉛護套和PE護套后的接頭樣品，將接頭所處位置的鉛護套和PE護套切割掉，露出恢復后的絕緣表面，注意鉛護套和PE護套兩端切割邊緣對于接頭處對稱位置，鉛護套總切割長度2m，PE護套總切割長度2.5m。然后把樣品穿進長2.3m，內徑79mm，厚度4.0mm的鉛管內，鉛管移至切割后絕緣恢復完成的表面處，與原有鉛護套搭蓋程度呈兩端對稱。

2.2 焊接過程

鉛護套恢復的難度大，難點主要分為三點：（1）鉛護套工藝處于空白狀態；（2）新工藝需要不斷地研究和改進；（3）缺乏具有相關經驗的專業人才。經過不斷的研發改進和人才培養我公司最終攻克以上難關。

焊接步驟分為：一端焊接→拉模拉拔→另一端焊接。

首先用氫氧焰和鉛焊條將鉛管一端和鉛護套焊接在一起，焊接時邊焊接邊冷卻并注意溫度控制，焊接時使用銅刷不斷擦刷焊接處表面，防止焊接過程中產生的氧化物沉積在恢復好的鉛護套表面影響鉛護套性能。

焊接好一端后用內徑78mm的拉模拉拔鉛護套，拉拔時注意用力均衡速度平穩緩慢，切勿用力過猛速度過大導致鉛管斷裂。隨后用內徑為77mm、76mm、75mm的拉模逐漸拉拔直至鉛管外徑與鉛護套外徑相同，并控制鉛管內壁與絕緣空隙達到最小。

最后把鉛管另一端與鉛護套焊接在一起，焊接方式與前一端相同。

2.3 拉模設計

拉模拉拔是為了使鉛管外徑與鉛護套外徑保持一致、為了減小鉛管與絕緣表面的間隙、為了使恢復后的鉛護套與恢復前性能相近。拉模結構如圖1所示。

3 恢復后鉛護套性能

將鉛護套恢復后的800mm2海底電纜送檢，具體檢驗結果如表1所示。

表1

絕緣屏蔽層與鉛護套之間的阻水試驗：手動加壓1.0MPa，24h，透水長度左端100m，右端40m。

可以看出，各項性能指標與恢復前無明顯差別，且完全達到國內外同類型產品的先進水平。

4 影響因素

在確定了焊接工藝及焊接過程后，分析現場生產會出現以下問題：

（1）車間空氣中灰塵和金屬屑含量多影響恢復質量；（2）拉模內表面粗糙度影響恢復表面光滑度；（3）焊接過程溫度控制不好或焊接過程連續升溫時間過長引起的絕緣損壞；（4）焊接過程產生的氧化物殘留影響恢復后性能。

針對以上問題，提出對應的解決措施如下：

（1）在無塵環境中進行鉛護套恢復，并且對操作人員及設備進行相應的除塵處理；（2）采用先進工藝及特殊材料設計出表面粗糙的合格的拉模；（3）采用邊焊接寒冷卻方式控制焊接溫度；（4）焊接過程中使用銅刷不斷擦刷焊接處表面，防止產生的氧化物沉積在焊縫表面。

5 結束語

我們通過工藝的設計、模具上改進、專業人才的培養，成功實現了電纜鉛護套的恢復，恢復前后各項性能指標無明顯差別，且完全達到國內外同類型產品的先進水平。該方式由于原理簡單，操作方便，可以推廣應用到其他類似金屬護套恢復中去，從而極大的促進電纜行業的發展前景。

作者簡介：劉洋洋（1986-），女，助理工程師，主要從事高電壓海纜、電纜技術研究開發工作。