一种复合平滑铝套电缆护套生产设备及生产方法与流程

本发明涉及高压电缆生产技术。

背景技术：

现有的皱纹铝套高压电缆在皱纹铝套在轧制过程中，铝套与缓冲层之间存在一定的间隙，间隙大小按工艺控制。

现有皱纹铝套高压电缆工艺控制规定，铝套与缓冲带的间隙0.5-1.0mm之间。在生产过程中，缓冲层与电缆外屏蔽和皱纹铝套是间接接触，属于点式接触。铝套轧纹越浅，接触越不良。而半导电缓冲层的结构是由一层半导电无纺布与一层约1.5mm厚度的半导电蓬松棉，中间粘涂一层不具备导电性聚丙烯酸酯膨胀粉而组成。虽然蓬松棉具有半导电性质，但是疏松多孔的结构使其易变形而使其导电性能下降；而阻水要求的聚丙烯酸酯膨胀粉自身不具备导电性。因此导致电缆绝缘线芯与铝套(屏蔽)接触能力下降，半导电绝缘屏蔽处于悬浮电位状态，电缆电压越高，此悬浮电位也越高，进而出现接触不良类放电，电缆运行几年后，部分电缆出现了内部电腐蚀现象，而且放电量随电压升高而升高，对电缆的长期安全运行产生隐患。

现有技术中，铝套和外护套之间的热熔胶采用涂覆工艺，热熔胶厚度不够均匀，且厚度不容易控制。

另外，现有的焊接皱纹铝套高压电缆，在铝套焊接过程中，均采用单枪焊接，焊接牢靠，但焊缝表面存在凹痕。如果铝套经过(缩径)拉拔模拉拔后，该焊缝凹痕往铝套内表面内陷，而平滑铝套经过拉拔后，与电缆绝缘层间的间隙减小了，如果凹痕严重的话，铝套焊缝凹痕有可能紧贴在绝缘屏蔽的表面，电缆经过生产、施工等多次弯曲后，铝套焊缝凹痕有可能损伤电缆绝缘屏蔽层，对电缆的长期安全运行造成隐患。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题就是提供一种复合平滑铝套电缆护套生产设备及生产方法，解决现有技术中皱纹或者平铝套高压电缆设备及工艺生产的高压电缆，存在的热熔胶涂覆不够均匀，容易产生弓起或起皱现象的问题，以及铝套焊缝表面存在凹痕的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种复合平滑铝套电缆护套生产设备，包括电缆放线架、铝带放线架、铝带包覆装置、铝套焊接装置、铝套拉拔装置、多层共挤装置、冷却水槽以及电缆收线装置，所述电缆放线架上安装有缆芯盘，用于放出缆芯，所述铝带放线架上安装有铝带盘，用于放出铝带，所述铝带包覆装置用于将铝带包覆在缆芯外，所述双枪焊接装置用于焊接铝带并形成铝套，所述双枪焊接装置包括两个焊枪模组，所述焊枪模组包括模架以及对应模架设置的焊枪，第二组焊枪模组在第一组焊枪模组焊接完后的焊缝上进行第二次焊接，所述铝套拉拔装置用于对铝套进行缩径，所述多层共挤装置包括多层共挤机头、热熔胶挤出机、外护套挤出机、外导电层挤出机，所述热熔胶挤出机、外护套挤出机、外导电层挤出机分别挤出热熔胶、外护套材料熔体以及外导电层熔体并输送至多层共挤机头，所述多层共挤机头将铝套与热熔胶、外护套以及外导电层复合在一起并通过冷却水槽进行冷却成型，所述电缆收线装置上安装有收线盘，将成品复合平滑铝套高压电缆绕上收线盘。

优选的，所述双枪焊接装置采用钨极焊枪，且两个焊枪间距为钨极焊枪瓷瓶外套管的外径。

优选的，前一焊枪的焊接电流为a1，后一焊枪的焊接电流为a2，a2大于a1。

优选的，a2比a1大1.5-3％。

优选的，两个焊枪均采用单独电源，且其中一个为ac电源，另外一个为dc电源。

优选的，拉拔铝套前后的缩径比例不大于9％。

优选的，所述双枪焊接装置沿电缆输送方向设置有两组，在其中一组双枪焊接装置出现故障时，另一组双枪焊接装置启动进行焊接。

优选的，还包括内层挤出机，所述内层挤出机用于挤出内层熔体并输送至多层共挤机头。

优选的，所述铝套拉拔装置和多层共挤装置之间设有牵引电缆输送的牵引装置。

本发明还提供了一种复合平滑铝套电缆护套生产方法，采用所述的一种复合平滑铝套电缆护套生产设备进行生产，包括如下步骤：

s1：在电缆放线架上缆芯盘放出缆芯，铝带放线架上铝带盘放出铝带后，通过铝带包覆装置将铝带包覆在缆芯外；

s2：双枪焊接装置焊接铝带并形成铝套；

s3：通过铝套拉拔装置对铝套进行缩径；

s4：通过多层共挤机头将铝套与热熔胶、外护套以及外导电层复合在一起；

s5：将复合成型后电缆通过冷却水槽进行冷却成型；

s6：通过电缆收线装置将成品复合平滑铝套高压电缆绕上收线盘。

本发明采用上述技术方案，具有如下有益效果：

1、电缆设计采用复合平滑铝套，使半导电缓冲层与平滑铝套内表面整体紧密接触后电场分布更加均匀，避免在绝缘屏蔽表面产生局部放电，进而产生电腐蚀现象；平滑铝套电缆结构更加紧凑，外径小于皱纹铝套电缆，节约了原材料，降低了电缆生产成本。

2、单枪焊接有时会有漏焊、虚焊、焊不牢等缺陷，因此采用双枪焊接装置焊接平铝套，针对原有单枪焊接焊缝有些凹痕的基础上，再进行第二次焊接，焊接铝带经模架内的模具纵包且经设计的定径模架固定装置后成形焊接，焊缝直线挺直，不会左右移动，焊缝质量更可靠。使用双焊枪可以提高焊接速度，同时可以选择不同的焊接参数，两个焊枪都有单独焊接电源，可以先择ac焊和dc焊，具有不同的平衡或脉冲，焊接更具有深的渗透力，焊接更牢靠，焊缝表面更光滑，无凹痕，质量更可靠。因而，两次焊接弥补了原有的焊缝凹痕，焊缝表面更加平整，焊接好的铝套经过拉拔模后，缩径后的平滑铝套焊缝表面光滑圆整。

3、该双枪焊接装置设计成两组，在一组焊枪出现故障时，另一组焊枪马上自动启动，避免停机，且保证了焊接质量。

4、在平滑铝套外还要包覆一层热熔胶，以达到防腐作用，热熔胶的关键作用是使外护套及平滑铝套牢固粘合在一起，相当于铝套与热熔胶及外护套三层复合在一起，所以简称复合平滑铝套。本发明设计了一种热熔胶+外护套+外导电层的三层共挤技术，这种设计的热熔胶挤包技术，挤出的热熔胶厚度均匀，厚度大小可以均匀控制，完全覆盖的平滑铝套四周表面，这样，热熔胶既达到防腐作用又起到粘合作用，把电缆外护套、导电层及平滑铝套牢固粘合在一起。

5、三层共挤装置，使平滑铝套与外护套、导电层紧密成为整体，平滑铝套电缆弯曲时利用外护套的弹性模量大、弯曲收缩量大等特性，在电缆弯曲收线及施工时不会产生弓起或起皱现象，确保了电缆质量。

6、护套多层共挤，可降低每一层的偏心度，使铝套、热熔胶和外护套及导电层四层紧密结合，相当于增加了护套层厚度，可以提高电缆护套层耐压击穿水平。多层共挤机头在流道设计上采用提高机头熔融压力，使热熔胶、外护套和导电层在高压的作用下合缝更加紧密，同时也提高了导电层的表面光洁度；提高料的流速，减少物料在机头中的停留时间，降低了生产烧焦的可能性，还可以将一些小的死角物料快速带走，减少烧焦粒子的产生，提高了电缆的表面质量。

本发明的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为双枪焊接装置的结构示意图；

图3为多层共挤装置的结构示意图；

图4为多层共挤机头的结构示意图；

图中：1：电缆放线架；2：铝带放线架；3：铝带包覆装置；4：双枪焊接装置；41：焊枪；42：模架；43：探伤仪；5：铝套拉拔装置；6：牵引装置；7：多层共挤装置；71：多层共挤机头；701：热熔胶进口；702：内层熔体进口；703：外护套熔体进口；704：外导电层熔体进口；705：挤塑模套；706：挤塑模芯一；707：挤塑模芯二；708：挤塑模芯三；72：热熔胶挤出机；73：外护套挤出机；74：外导电层挤出机；8:冷却水槽；9：电缆收线装置；100：平铝套缆芯；101：共挤层；1001：电缆缆芯；1002：平铝套。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本领域技术人员可以理解的是，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

实施例一

参考图1至图3所示，一种复合平滑铝套电缆护套生产设备，包括电缆放线架1、铝带放线架2、铝带包覆装置3、双枪焊接装置4、铝套拉拔装置5、多层共挤装置7、冷却水槽8以及电缆收线装置9，所述电缆放线架上安装有缆芯盘，用于放出缆芯，所述铝带放线架上安装有铝带盘，用于放出铝带，所述铝带包覆装置用于将铝带包覆在缆芯外，所述双枪焊接装置用于焊接铝带并形成铝套，所述铝套拉拔装置用于对铝套进行缩径，所述多层共挤装置7包括多层共挤机头71、热熔胶挤出机72、外护套挤出机73、外导电层挤出机74，所述热熔胶挤出机、外护套挤出机、外导电层挤出机分别挤出热熔胶、外护套熔体以及外导电层熔体并输送至多层共挤机头，所述多层共挤机头将铝套与热熔胶、外护套以及外导电层复合在一起并通过冷却水槽进行冷却成型，所述电缆收线装置上安装有收线盘，将成品复合平滑铝套高压电缆绕上收线盘。

其中，所述双枪焊接装置包括两个焊枪模组，所述焊枪模组包括模架42(模架上设置模具)以及对应模架设置的焊枪41，第二组焊枪模组在第一组焊枪模组焊接完后的焊缝上进行第二次焊接。这是针对现有技术采用的单枪焊接，焊缝会有些凹痕以及有时会存在漏焊、虚焊、焊不牢等缺陷，因而采用双枪焊接装置焊接平铝套，在原有第一次焊接基础上，进行第二次焊接，两次焊接弥补了原有的焊缝凹痕，焊缝表面更加平整，另外，第二次焊接具有更深的渗透力。焊接铝带经模架内的模具纵包且经设计的定径模架固定装置后成形焊接，焊缝直线挺直，不会左右移动，焊缝质量更可靠。

两个焊枪的结构及对应的模架结构可以参考现有技术，两个焊枪间距为钨极焊枪瓷瓶外套管的外径。这样，两个焊枪间距固定位置且间距小，单枪焊接渗透力有限，在前一焊枪焊接后，后一焊枪紧接着焊接，渗透力更强，焊缝更平整更可靠。

两个焊枪可以选择不同的焊接参数，按照焊接先后顺序，前一焊枪的焊接电流为a1，后一焊枪的焊接电流为a2，a2大于a1，具体a2比a1大1.5-3％。领域技术人员可以理解的是，可以根据铝带厚度尺寸设计电流大小。另外，两个焊枪都有单独焊接电源，可以先择ac焊和dc焊，具有不同的平衡或脉冲，焊接更具有深的渗透力，焊接更牢靠，焊缝表面更光滑，无凹痕，质量更可靠。

使用双焊枪可以提高焊接速度，同时焊接好的铝套经过拉拔模后，缩径后的平滑铝套焊缝表面光滑圆整。其中，拉拔铝套前后的缩径比例不大于9％。依据标准规定，电缆规格越大，铝套平均厚度越厚的特性，铝套越厚，如果缩径比例越大，拉拔力也越大，容易损坏设备，因此，一次性拉拔铝套前后的缩径比例不大于9％。电缆规格越大，铝套越厚，可以设置两道模具拉拔，以减少缩径比例，减小拉拔力。

进一步的，所述双枪焊接装置沿电缆输送方向设置有两组，且在其中一组双枪焊接装置出现故障时，另一组双枪焊接装置自动启动进行焊接。避免焊枪故障停机，且保证了焊接质量。

多层共挤机头为现有技术，本发明采用多层共挤机头将铝套与热熔胶、外护套以及外导电层复合在一起。与现有技术涂覆热熔胶相比，挤出的热熔胶厚度均匀，厚度大小可以均匀控制，完全覆盖的平滑铝套四周表面，这样，热熔胶既达到防腐作用又起到粘合作用，把电缆外护套、导电层及平滑铝套牢固粘合在一起。

进一步的，还可以包括内层挤出机，所述内层挤出机用于挤出内层熔体并输送至多层共挤机头。

参考图4所示，多层共挤机头包括机头体，所述机头体设有多个进胶口以及对应与多个进胶口分别连通的多条进胶道，在进胶道出口设有分流体。其中进胶口和进胶道对应多层共挤的设定，对应热熔胶挤出机72、内层挤出机、外护套挤出机73、外导电层挤出机74分别设置热熔胶进口701、内层熔体进口702、外护套熔体进口703、外导电层熔体进口704。

本发明多层共挤机头在流道设计上采用提高机头熔融压力的结构。具体来说，分流体为圆锥结构，所述分流体的圆周面沿轴向设有若干从进胶道进口端向出口端逐渐变窄的环状流道。因而，可以提高机头熔融压力，使热熔胶、外护套和导电层在高压的作用下合缝更加紧密，同时也提高了导电层的表面光洁度。本领域技术人员可以理解的是，熔融压力的具体设定值和范围，根据每层护套厚度大小设定。

另外，参考现有技术中多层共挤机头的结构，所述多层共挤机头设有挤塑模具，所述挤塑模具包括挤塑模套和挤塑模芯，其中挤塑模芯的数量根据进胶道对应设计，在本实施例中，对应四层共挤技术，设置一挤塑模套705，并对应设计有挤塑模芯一706、挤塑模芯二707和挤塑模芯四708，形成四条流道，对应热熔胶、内层熔体、外护套熔体、外导电层熔体。

进一步的，为了提高机头中物料的流速，所述挤塑模套的内锥角大于挤塑模芯外锥角4°～9°。这样的角度使护套塑料挤出压力逐渐增大，实现护套塑料层之间组织密实，各层护套之间更加紧密，角差愈大，挤出压力愈大，但这个角度差不宜过大，否则使挤出压力增大而降低挤出流量。因而，可以提高料的流速，减少物料在机头中的停留时间，降低了生产烧焦的可能性，还可以将一些小的死角物料快速带走，减少烧焦粒子的产生，提高了电缆的表面质量。

上述的电缆放线架1、铝带放线架2、铝带包覆装置3、铝套拉拔装置5、冷却水槽8以及电缆收线装置9可以参考现有技术，在此不再赘述。

实施例二

一种复合平滑铝套电缆护套生产方法，采用实施例一所述的一种复合平滑铝套电缆护套生产设备进行生产，其生产工艺流程为：

s1：在电缆放线架上缆芯盘放出缆芯，铝带放线架上铝带盘放出铝带后，通过铝带包覆装置将铝带包覆在缆芯外；

s2：双枪焊接装置焊接铝带并形成铝套；

s3：通过铝套拉拔装置对铝套进行缩径；

s4：通过多层共挤机头将铝套与热熔胶、外护套以及外导电层复合在一起；

s5：将复合成型后电缆通过冷却水槽进行冷却成型；

s6：通过电缆收线装置将成品复合平滑铝套高压电缆绕上收线盘。

在设计的平滑铝套高压电缆生产工艺流程中，拉拔(缩径)铝套是一道新设计的重要工序，根据设计结构，在平滑铝套外还要包覆一层热熔胶，以达到防腐作用，热熔胶的关键作用是使外护套及平滑铝套牢固粘合在一起，相当于铝套与热熔胶及外护套三层复合在一起，所以简称复合平滑铝套。所以，创新设计了一种热熔胶+护套+导电层的三层共挤装置技术，这种设计的热熔胶挤包技术，挤出的热熔胶厚度均匀，厚度大小可以均匀控制，完全覆盖的平滑铝套四周表面，这样，热熔胶既达到防腐作用又起到粘合作用，把电缆外护套、导电层及平滑铝套牢固粘合在一起。

复合平滑铝套外包覆热熔胶的工艺要求是：使用氩弧焊或连续挤包在高压电缆的缆芯上制成铝套，平滑铝套经过特殊设计的拉拔模后，包覆平滑铝套的缆芯半成品由牵引通过三层共挤挤塑机装置后再进入水槽冷却，热熔胶冷却后凝结形成防腐层，使热熔胶与外护套及铝套牢固粘合在一起，最后把包覆热熔胶及外护套的成品复合平滑铝套高压电缆绕上收线盘，电缆弯曲收线时利用外护套的弹性模量大、弯曲收缩量大等特性，外护套不会产生弓起或起皱现象，确保了电缆的外观质量。

平滑铝套电缆设计的优点：设计的外护套三层共挤装置，使平滑铝套与外护套、导电层紧密成为整体，在电缆弯曲收线及施工时不会产生弓起或起皱现象，保证了电缆的外观质量；高压电缆设计采用复合平滑铝套，使半导电缓冲层与平滑铝套内表面整体紧密接触后电场分布更加均匀，避免在绝缘屏蔽表面产生局部放电，电缆长期运行后不会产生电腐蚀现象；平滑铝套电缆结构更加紧凑，外径小于皱纹铝套电缆，节约了原材料，降低了电缆生产成本。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。