關(guān)于高壓文聯(lián)電力電纜采用VCV與C_CV生產(chǎn)工藝的比較

2023年12月11日發(fā)(作者：延年是什么意思)

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高壓交聯(lián)電力電纜VCV與CCV生產(chǎn)工藝的比較

高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的絕緣工藝目前就全球范圍內(nèi)常用的兩種生產(chǎn)工藝業(yè)內(nèi)人士都較為熟悉，即VCV（立式）交聯(lián)生產(chǎn)工藝與CCV（懸鏈式）交聯(lián)生產(chǎn)工藝。

早在上世紀八十年代，國外電纜制造業(yè)的科技人員利用CCV交聯(lián)電纜生產(chǎn)線生產(chǎn)高壓交聯(lián)電力電纜，當時遇到的問題是由于XLPE絕緣材料在熔融狀態(tài)下產(chǎn)生“下墜”而造成絕緣偏心超標，以致于人們想到了采用立式的方法（垂直的從上向下擠包XLPE絕緣料）以避免絕緣的偏心，于是產(chǎn)生了VCV立式交聯(lián)生產(chǎn)工藝。

日本古河于上世紀八十年代初建造了第一條高達60多米的“立塔”，之后又建造了一條90米高的“立塔”，在我國自上世紀八十年代開始，引進了國外數(shù)十條CCV交聯(lián)電纜生產(chǎn)線生產(chǎn)6～35kV中壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，并受到了電力系統(tǒng)的廣泛歡迎，迅速取代了紙絕緣電力電纜。由此，交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的研發(fā)與應用范圍迅速擴大，高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的研制勢在必行，電纜行業(yè)于九十年代末從西歐等引進了多條立式交聯(lián)電纜生產(chǎn)線，建造了多個百米高度的“立塔”，到目前為止估計有近30條生產(chǎn)線。

然而，國外電纜行業(yè)與裝備制造業(yè)的科技人員并未放棄用CCV交聯(lián)電纜生產(chǎn)線生產(chǎn)高壓電纜的工藝研究，科技人員們通過對高壓電纜用絕緣材料流變性能的研究，對電纜制造設備進行改良、機頭流道進行改進，尤其是對XLPE絕緣擠出生產(chǎn)線的進出牽引方式的改變（德國TROESTER公司因此而擁有了CCV交聯(lián)電纜生產(chǎn)線用“雙旋轉(zhuǎn)”牽引生產(chǎn)高壓電纜的專利）、擠出機溫控精度的提高、交聯(lián)工藝溫度的優(yōu)化、生產(chǎn)線自動控制程度的提高，使得CCV交聯(lián)電纜生產(chǎn)線生產(chǎn)高壓交聯(lián)電力電纜早已成為現(xiàn)實，絕緣同心度完全可以與VCV交聯(lián)生產(chǎn)線工藝相媲美。

1990年德國TROESTER公司第一條生產(chǎn)高壓電力電纜具有雙旋轉(zhuǎn)牽引的CCV生產(chǎn)線落戶BICC公司，1993年該公司第二條生產(chǎn)高壓電力電纜的CCV生產(chǎn)線落戶德國F&G(NKT）電纜制造公司，生產(chǎn)了導體截面2000mm2電壓等級為420kV的交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，這也是當時供電系統(tǒng)中的高電壓等級。

CCV交聯(lián)電統(tǒng)生產(chǎn)線在歐洲包括日本用于生產(chǎn)高壓和超高壓電力電纜已很普遍，在我國，人們習慣于現(xiàn)有的VCV生產(chǎn)線這種單一的工藝方式，對CCV交聯(lián)電纜生產(chǎn)線生產(chǎn)高壓電力電纜的認識還有待更多更深人的了解。近幾年，國內(nèi)有廠家采用了國際先進的CCV全干式交聯(lián)電纜生產(chǎn)工藝裝備，生產(chǎn)了數(shù)百公里110kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜供國內(nèi)電力用戶使用，至目前為止敷設運行情況良好。國內(nèi)廠家與德國TROESTER公司合作，引進具有自控“雙旋轉(zhuǎn)”牽引的CCV全干式交聯(lián)電纜生產(chǎn)線，將生產(chǎn)220kV和500kV超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜。與此同時，國內(nèi)也有包括合資企業(yè)在內(nèi)的電纜制造企業(yè)在引進國外先進的CCV交聯(lián)電纜生產(chǎn)線用于生產(chǎn)高壓與超高壓電纜。

就當今CCV交聯(lián)生產(chǎn)工藝與VCV交聯(lián)生產(chǎn)工藝從技術(shù)與經(jīng)濟方面仔細分析，CCV工藝相對于VCV工藝生產(chǎn)高壓電纜更有她獨特的優(yōu)勢，這就解釋了為什么在一些發(fā)達國家生產(chǎn)高壓與超高壓電纜采用CCV生產(chǎn)工藝較多的原因。

1.電纜的絕緣品質(zhì)

隨著高分子絕緣材料的技術(shù)進步，110kV電纜絕緣厚度IEC標準規(guī)定為16～19mm，厚度隨規(guī)格變化而略微不同偏心率不大于0.12；220kV電纜絕緣厚度IEC標準規(guī)定為24～27mm，偏心率不大于0.10；500kV電纜絕緣厚度lEC標準未作明確規(guī)定，而國外各國標準也略有差別，不過絕緣厚度隨著材料潔凈度的提高都有減薄的趨勢，偏心率不大于0.08（此偏心率公式：(Smax-Smin)/Smax）。對于上述要求無論采用VCV還是CCV生產(chǎn)工藝生產(chǎn)高壓電纜，其電纜絕緣偏心率均能滿足，具體指標水平見下表。

1

VCV 交聯(lián)生產(chǎn)線：

電力電纜質(zhì)量控制表（偏心度）：

偏心度＝（最大厚度－最小厚度）/（最大厚度+最小厚度）×100

絕緣厚度

(mm)

3.4

5.5

8.0

13.0

18.0

20.0

22.0

25.0

27.0

30.0

33.0

導體截面

(mm2)

A≥16

A≥50

A≥95

A≥240

A≥400

A≥500

A≥630

A≥800

A≥1000

A≥1200

A≥1400

偏心度

X%

≤2.00

≤2.00

≤2.00

≤2.00

≤2.00

≤2.00

≤2.25

≤2.25

≤2.50

≤2.75

≤3.00

CCV 交聯(lián)生產(chǎn)線：

電力電纜質(zhì)量控制表（偏心度）：

偏心度＝（最大厚度－最小厚度）/（最大厚度+最小厚度）×100

絕緣厚度

(mm)

3.4~4.5

5.5

8.0~10.5

13.0

13.0

16.0~19.0

16.0~19.0

22.0~27.0

22.0~27.0

22.0~27.0

27.1~35.0

27.1~35.0

27.1~35.0

導體截面

(mm2)

A≥25

A≥50

A≥95

A≥150

A≥240

A≥240

A≥400

A≥400

A≥800

A≥1000

A≥800

A≥1000

A≥1400

偏心度

X%

≤1.5

≤1.5

≤1.5

≤2.0

≤1.5

≤2.0

≤1.5

≤3.0

≤2.5

≤2.0

≤3.0

≤2.5

≤0.0

2.電纜外徑的圓整水平

高壓與超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜由于其絕緣層相對比較厚，即便在絕緣材質(zhì)相同的前提下，除了要求絕緣擠出機具備對絕緣材料有良好的塑化性能、機頭流道模具的科學設計、高精確的溫度控制之外，還需要有足夠長的交聯(lián)管道使電纜在壓力氮氣中冷卻，而立式交聯(lián)線受到塔高限制，交聯(lián)管道不可能做得很長，因而在交聯(lián)管冷卻段一般都加有壓力轉(zhuǎn)向輪，使電纜在未充分冷卻的情況下強制轉(zhuǎn)向再繼續(xù)冷卻到合適的溫度引出交聯(lián)管，由于壓力轉(zhuǎn)向輪的存在，電纜絕緣在未充分冷卻的情況下受壓力彎曲，使電纜導體內(nèi)外兩側(cè)的絕緣受到不同方向的應力作用，嚴重時會使電纜外徑有明顯變化、甚至壓扁變形，而CCV交聯(lián)生產(chǎn)線由于管道不受高度限制電纜不受轉(zhuǎn)向壓力作用，因而電纜的圓整度相當好。具體指標可見下表：

2

VCV 交聯(lián)生產(chǎn)線：

電力電纜質(zhì)量控制表（圓整度）：

圓整度＝最小直徑/最大直徑

絕緣厚度

(mm)

3.4

5.5

8.0

13.0

18.0

20.0

22.0

25.0

27.0

30.0

33.0

導體截面

(mm2)

A≥16

A≥50

A≥95

A≥240

A≥400

A≥500

A≥630

A≥800

A≥1000

A≥1200

A≥1400

圓整度

X％

≥99.0

≥99.0

≥99.0

≥99.0

≥99.0

≥99.0

≥98.5

≥98.5

≥98.5

≥98.0

≥98.0

CCV 交聯(lián)生產(chǎn)線：

電力電纜質(zhì)量控制表（圓整度）：

圓整度＝最小直徑/最大直徑

絕緣厚度

(mm)

3.4~4.5

5.5

8.0~10.5

13.0

13.0

16.0~19.0

16.0~19.0

22.0~27.0

22.0~27.0

22.0~27.0

27.1~35.0

27.1~35.0

27.1~35.0

導體截面

(mm2)

A≥25

A≥50

A≥95

A≥150

A≥240

A≥240

A≥400

A≥400

A≥800

A≥1000

A≥800

A≥1000

A≥1400

圓整度

X％

≥99.0

≥99.0

≥99.0

≥99.0

≥99.0

≥99.0

≥99.0

≥98.5

≥99.0

≥99.0

≥98.5

≥98.5

≥98.5

交聯(lián)工藝生產(chǎn)效率較高

CCV交聯(lián)生產(chǎn)線裝備由于不受廠房高度的限制，可以根據(jù)常規(guī)廠房進行設計，包括主機、凈化、交聯(lián)管長度等、生產(chǎn)高壓電纜的效率要比VCV生產(chǎn)線高出15％左右；而VCV生產(chǎn)線為了提高生產(chǎn)效率，不得不增加廠房的建筑高度，因而出現(xiàn)了130m高的“立塔”，這也是不得以而為之。同時過高的立塔線也不可以同比增加速度，因為未固化的熔融材料同樣會有變形產(chǎn)生。典型的生產(chǎn)速度見下表：

3

電壓等級

kV

110

220

500

導體截面

mm2

400

1600

2500

VCV立塔

m/min

1.56

0.70

0.50

CCV懸鏈

m/min

1.85

0.70

0.50

交聯(lián)工藝投資成本低

用于生產(chǎn)高壓與超高壓電力電纜的CCV交聯(lián)生產(chǎn)線裝備與VCV交聯(lián)生產(chǎn)線裝備目前國內(nèi)都依賴進口，設備本身價格相當，甚至VCV價格略高于CCV價格。而VCV生產(chǎn)線要建百米高的立塔廠房，然而建一座立塔廠房至少要多花費2000多萬元的投人，并且建設周期長，對于電纜行業(yè)來說投資風險增大，這些投入勢必分攤在電纜制造成本上而轉(zhuǎn)嫁于用戶。

綜上所述，采用CCV交聯(lián)工藝生產(chǎn)高壓與超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜技術(shù)上是成熟的，且技術(shù)水平要比VCV工藝高得多，電纜的結(jié)構(gòu)尺寸其絕緣偏心率、圓整度指標與VCV工藝完全可以相媲美，質(zhì)量是可靠的，并且具有生產(chǎn)效率高、投資成本低建設周期快等特點，符合國家“資源節(jié)約型”產(chǎn)業(yè)政策，可以預見．采用CCV交聯(lián)電統(tǒng)生產(chǎn)工藝生產(chǎn)高壓與超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜將具有良好的發(fā)展空間。

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