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低压铜芯电缆铜导体的防氧化的四种办法

铜芯

低压铜芯电缆铜导体的防氧化的四种办法


铜线电阻率低,延展性好,常温下的允许应力,铜比铝分别高出7~28%。特别是高温下的应力,两者相差更是甚远,而且铜线抗氧化,耐腐蚀,而铝线容易受氧化和腐蚀,由于铜线电缆的电阻率低,在同截面流过相同电流的情况下,铜线电缆的电压降小。因此,同样的输电距离,能保证较高的电压质量。在允许的电压条件下,铜线电缆输电能达到较远的距离,即供电覆盖面积大,有利于网络的规划,减少供电点的设置数量。铜的强大而优异性能能给用户更好的产品体验。


金属铜原子序数为29,密度是8.92g/cm3,熔点1083.4℃,具有良好的导热和导电性能,但在潮湿的空气中金属铜表面与氧气发生化学反应,生成Cu2(OH)2CO3,即铜绿,通常电缆生产厂中铜氧化多显示表面发黑,正是这种电缆铜导体表面氧化现象的存在,困扰着众多电缆企业。


我们在日常生产观察与大量资料调研中发现,通过优质铜杆选择、有效控制拉丝工艺及乳化液浓度和温度、钝化处理铜导体绞合或束绞铜丝表面、后续工序优化处理等手段,会有效控制电缆铜导体的质量、防止其氧化,会极大的提高工作效率,减少返工频次,从而达到降低成本和提高内在产品质量的有益效果。


低压铜芯电缆铜导体的防氧化的四种办法


电线电缆生产过程中的铜导体防氧化控制


电缆用金属铜从原理上讲主要有物理方法阻隔铜与潮湿空气接触、阴极保护氧化还原法阻止铜导体氧化、化学方法在铜导体表面生产钝化膜阻止氧化,抑或在导体表面喷涂特殊液体予以保护。

 

铜杆进厂前运输、检测及储存


我国大多数电缆企业用铜基本外购,而多数企业往往忽视了铜杆进厂前运输过程的控制,在江南及沿海地带(江浙、闽粤)夏季较长且多雨,铜杆基本通过重型卡车运输至公司,通过笔者了解,很多电缆企业没有制定相应的铜杆供应商运输规范、夏季雨天包装规范等制度,这使得往往出现铜杆供应商发货时铜杆表面完好无氧化发黑,而到达电缆企业用户面前时则出现铜杆表面发黑现象,带来了不必要的麻烦。

 

铜杆进厂检验基本依照GB/T 3953-2009或电缆企业企标,有严格的程序。铜杆的储存一般电缆企业均放在仓库里,一般企业有较为严格的储存管理办法,在铜杆储存时,尤其是夏季雨天,一定要用塑料布或塑料薄膜覆盖铜杆,用最简单的物理阻隔法阻止铜杆与潮湿空气的接触制,而这一点往往受到电缆企业的忽视。在车间领用铜杆时一定要逐个铜杆卷进行肉眼检查是否有发黑现象,从生产源头加以控制。


铜杆拉丝工序的控制


本阶段以电力电缆最常用的8mm铜杆为例,如今拉丝时一般使用连续退火的铜大拉,需经过放线、拉丝与退火、冷却、烘干、收线等过程,首选选取对应规格的模具,切不可过小,如过小会强制使金属铜的晶格变异,加剧金属温度的急剧上升。


在开机前检查乳化液的浓度,确保浓度合格,在放线过程中,应保持放线张力稳定、均匀,不可过度颤动(颤动不可避免),拉丝过程中操作者应密切关注退火温度的变化,拉丝后导体硬化,延伸率变小,导体直流电阻率上升,拉丝候成圈时铜导体表面不应有残余乳化液,此处需要操作者肉眼识别,在拉丝下盘后用透明塑料薄膜密封,存放于干燥环境之中,待流转,但多数电缆企业因为嫌铜丝包薄膜麻烦而省略包薄膜工序。刚拉丝成圈的导体表面温度高于室温,如遇雨季会潜在氧化的风险。


低压铜芯电缆铜导体的防氧化的四种办法


铜丝绞合(束绞)与化学交联挤出工序


以铜丝绞合为例,在导体绞合过程中,各单丝以规则绞合或不规则绞合等方式绞合,经过各道压模作用下,过模后铜导体温度较过模前有较大提高,尤其是紧压导体、扇形导体等,且框绞机目前无在线退火或降温装置,因此铜导体外层易氧化,在绞合前,选择合适的绞合模具、紧压轮、排线器,调整收线与放线张力,设备调整完毕后,操作者肉眼观察上盘铜丝与放线架中心铜丝的表面光洁度,确保无明显黑点,再启动机器。

 

一般电缆厂家企业会在绞合工序(框绞机、笼绞机)中施加抗氧剂,抗氧剂的配方是0.3%左右的苯并三氮唑酒精溶液,操作方法是将抗氧剂融入工业酒精之中,用输液软管滴入铜丝中,滴入标准以刚好浸润铜丝为准,避免过少局部潜在氧化或过多浪费的现象发生,在所有防氧化工作准备稳妥后,再开机运转。

 

收线处应保证收线盘干燥,收线盘装满后,用透明塑料薄膜密封,与铜丝拉制同理,很多电缆企业也省略了此步骤,若此步骤造成铜导体氧化,对低压电缆影响尚低,对超高压电缆而言,影响则不堪设想。铜导体在经过拉丝、绞合、储存后,金属铜晶格形态已基本稳定。化学交联即在交联剂、抗氧剂、耦合剂等条件下,将XLPE均匀的挤包在铜导体上。在将装满铜导体的放线盘启动前,调整收放线张力,保证设备运行平稳。




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