EnMột dây dẫn cách điện đã vượt qua quá trình kiểm tra trực quan và tiến hành kiểm tra điện áp chịu đựng AC. Cuộc thử nghiệm thất bại. Khi cáp được cắt ra, thành cách nhiệt đo được ở một bên là 2,6 mm và bên kia là 3,1 mm. Trong quá trình sản xuất dài 1 km, độ lệch tâm như vậy có thể xuất hiện và biến mất mà không có cảnh báo rõ ràng. Đó không phải là vấn đề về nguyên liệu: lô viên đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và nhà cung cấp hợp chất không thay đổi gì. Sự cố xảy ra do việc căn chỉnh dụng cụ không ổn định và nhiệt độ nóng chảy không nhất quán trong đầu máy đùn. Đây là kinh nghiệm phổ biến trong các nhà máy sản xuất cáp và nó giải thích tại sao cuộc thảo luận kỹ thuật về cách điện cáp ép đùn phải luôn bao gồm cả việc lựa chọn vật liệu và kiểm soát quy trình.
Nói tóm lại, cách điện cáp ép đùn là một lớp polymer liên tục được phủ xung quanh dây dẫn bằng cách ép hợp chất nóng chảy qua khuôn đầu chữ thập. Chất lượng của nó không chỉ quyết định liệu cáp có vượt qua bài kiểm tra tại nhà máy hay không mà còn xác định liệu nó có tiếp tục hoạt động sau nhiều năm chịu nhiệt độ, độ ẩm và áp lực cơ học hay không. Hiểu được quy trình, giới hạn vật liệu và thông số thiết bị giúp nhà sản xuất cáp giảm tỷ lệ hỏng hóc và tránh việc làm lại tốn kém.
Cách điện cáp ép đùn là gì và quy trình hoạt động như thế nào
Đùn là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất để áp dụng cách điện trong cáp điện, điều khiển và truyền thông. Một băng tải trục vít làm tan chảy polyme, một hệ thống khuôn định hình sự nóng chảy thành một ống và ống đó ngay lập tức được kéo xuống dây dẫn chuyển động. Chân không và áp suất bên trong đầu giúp tan chảy bám vào bề mặt dây dẫn mà không bị kẹt không khí. Sau đó, chất cách nhiệt được làm mát trong máng nước, nơi polyme đông cứng từ bên ngoài vào trong.
Quá trình cách điện cáp phải xử lý nhiều loại vật liệu. Polyethylene (PE) phổ biến trong cáp truyền thông, polyvinyl clorua (PVC) trong cáp điện áp thấp thông dụng, polyetylen liên kết ngang (XLPE) trong cáp điện từ trung thế đến cao áp và cao su silicon hoặc fluoropolyme trong các sản phẩm đặc biệt như cáp năng lượng mặt trời, xe điện và cáp nhiệt độ cao. Mỗi vật liệu có nhiệt độ nóng chảy, đường cong độ nhớt và hồ sơ làm mát cần thiết riêng.
Trước khi ép đùn, tình trạng bề mặt dây dẫn cũng rất quan trọng. Trong quá trình sản xuất liên tục, dây đi vào từ quá trình kéo hoặc bện. Độ căng của dây dẫn, sự hiện diện của cặn dầu và quá trình oxy hóa bề mặt đều có thể ảnh hưởng đến độ bám dính cách điện và độ đồng đều của đường kính. Đây là lý do tại sao các thông số quy trình ngược dòng cũng có liên quan như chính các cài đặt của máy đùn. Ví dụ, trong quá trình kéo dây, sự dao động của lực căng có thể làm thay đổi đường kính dây dẫn một chút và sự thay đổi này sau đó xuất hiện dưới dạng sự bất thường tương ứng trong thành cách điện. Mối quan hệ giữa kiểm soát lực căng ở đầu nguồn và chất lượng cách điện cuối cùng được xem xét chi tiết hơn trong bài viết về Máy phân tích thanh quản lý việc kiểm soát độ căng của dây như thế nào .
Chất lượng cách điện ảnh hưởng đến hiệu suất cáp như thế nào
Lớp cách điện có ba chức năng: cách ly dây dẫn về mặt điện, bảo vệ chống lại sự tấn công của môi trường và giữ cho dây dẫn được hỗ trợ về mặt cơ học. Các chức năng tương tự giải thích hầu hết các lỗi kiểm tra tại nhà máy và lỗi tại hiện trường.
Sự cố về điện thường bắt đầu ở nơi có lớp cách nhiệt mỏng nhất. Nếu đường kính dây dẫn hoặc cách điện thay đổi dọc theo cáp thì cường độ điện trường ở phần mỏng sẽ tăng cao hơn cường độ đánh thủng của vật liệu. Hiệu ứng này mạnh hơn ở điện áp cao hơn, đó là lý do tại sao cáp trung thế và cao áp chỉ định dung sai độ lệch tâm cách điện chặt chẽ. Ngay cả trong cáp điện áp thấp, độ dày thành giảm sẽ làm suy yếu khả năng bảo vệ khỏi hư hỏng cơ học và sự xâm nhập của hơi ẩm.
| Chất liệu | Nhiệt độ dây dẫn liên tục | Độ bền điện môi tương đối | Ứng dụng cáp phổ biến |
|---|---|---|---|
| LDPE | 70°C | Trung bình | Cáp điện hạ thế, cáp điều khiển và cáp truyền thông |
| XLPE | 90°C | Cao | Trung bình- and high-voltage power cables |
| PVC | 70°C | Thấp đến trung bình | Dây điện xây dựng điện áp thấp và dây mềm |
| Cao su silicon | 180°C | Trung bình | Cáp EV, cáp năng lượng mặt trời, cáp mềm chịu nhiệt độ cao |
| Fluoropolyme (FEP/PTFE) | 200–260°C | Cao | Cáp và cáp dữ liệu chịu nhiệt tốt |
Tính nhất quán về kích thước cũng ảnh hưởng đến điện dung và trở kháng trong cáp dữ liệu và tần số vô tuyến. Đối với cáp truyền thông, độ lệch tâm hướng tâm thay đổi chậm theo chiều dài có thể gây ra dao động trở kháng và phản xạ tín hiệu. Điều này làm cho độ chính xác về đường kính và độ đồng tâm của lớp cách điện trở nên quan trọng, không chỉ đối với độ bền điện mà còn đối với tính toàn vẹn của tín hiệu.
Các biến quy trình xác định chất lượng cách nhiệt ép đùn
Sau khi vật liệu được chọn, quy trình sẽ quyết định xem lớp cách nhiệt có hoạt động như dự định hay không. Một số biến tương tác trong thực tế.
Chuẩn bị nguyên liệu. Các hợp chất hút ẩm như hỗn hợp polyolefin nhất định phải được sấy khô trước khi sử dụng. Độ ẩm còn lại tạo ra các bong bóng trong chất tan chảy, sau này trở thành các khoảng trống đóng vai trò là điểm bắt đầu phóng điện một phần. Đối với cáp XLPE, khoảng trống là một trong những rủi ro nghiêm trọng nhất về chất lượng.
Hồ sơ nhiệt độ và thiết kế vít. Polyme phải đến khuôn với nhiệt độ nóng chảy đồng đều. Điểm lạnh trong thùng có thể khiến các hạt không tan chảy; một điểm quá nóng sẽ phân hủy vật liệu và tạo ra gel. Hình dạng trục vít, vùng nhiệt độ thùng và tốc độ đường truyền phải phù hợp với hợp chất cụ thể. Máy đùn đa năng có thể chạy tốt PE, PVC và TPE, nhưng dây chuyền sản xuất được thiết kế cho một họ vật liệu sẽ duy trì dung sai chặt chẽ hơn và sản lượng cao hơn.
Thiết kế dụng cụ và đầu. Hình dạng khuôn chữ thập thiết lập độ dày thành ban đầu. Nếu đường tâm của khuôn lệch so với dây dẫn thì lớp cách điện sẽ lệch tâm. Đây là lỗi tĩnh có thể được sửa bằng vít định tâm, nhưng lỗi sẽ quay trở lại nếu dụng cụ không được khóa đúng cách. Theo thời gian, sự mài mòn của khuôn làm thay đổi khe hở đầu ra và dẫn đến độ dày thành bị trôi dần.
Làm mát. Cấu hình làm mát ảnh hưởng đến cấu trúc tinh thể của polymer và do đó ảnh hưởng đến tính chất cơ và điện của nó. Làm mát nhanh có thể tạo ra ứng suất bên trong, trong khi làm mát chậm ở cáp có thành mỏng ảnh hưởng đến độ oval về chiều.
Liên kết chéo. Đối với cáp XLPE, hoạt động liên kết chéo là bước quy trình có tác động lớn nhất đến định mức nhiệt và độ tin cậy lâu dài. Liên kết ngang hóa học yêu cầu kiểm soát nhiệt độ chính xác dọc theo ống bảo dưỡng; liên kết ngang vật lý với chùm tia điện tử đòi hỏi liều lượng và độ xuyên thấu được kiểm soát.
Giám sát trực tuyến phát hiện các biến thể của quy trình trước khi chúng trở thành những khiếm khuyết tiềm ẩn. Đối với phản hồi đường kính tại lối ra khuôn, một Máy đo đường kính laser LGD25 cung cấp cho người vận hành thông tin thời gian thực về kích thước vật liệu cách nhiệt ép đùn. Việc đo đường kính, cùng với thiết bị kiểm tra tia lửa ở phía sau, tạo ra một vòng giám sát chất lượng trực tuyến cơ bản nhưng hiệu quả.
Nhà máy, nhà sản xuất máy đo đường kính LGD-25 tùy chỉnh - Công nghệ Gia Thành Giang Tô Jiangsu Jia Cheng Technology Co., Ltd. là nhà sản xuất và nhà máy sản xuất máy đo đường kính LGD-25 của Trung Quốc, chúng tôi cung cấp máy đo đường kính LGD-25 tùy chỉnh. Xem sản phẩm → Xác minh chất lượng cách nhiệt thông qua thử nghiệm
Thử nghiệm tại nhà máy xác nhận xem lớp cách nhiệt có đáp ứng các yêu cầu về điện và cơ khí hay không. Bộ thử nghiệm phù hợp tùy thuộc vào loại cáp và tiêu chuẩn áp dụng. Các bước kiểm tra sau đây là phổ biến đối với hầu hết các loại cáp:
- Đo điện trở cách điện. Thử nghiệm này đo điện trở DC giữa dây dẫn và màn chắn đất hoặc nước. Giá trị thấp cho thấy độ ẩm, ô nhiễm hoặc vật liệu cách nhiệt kém.
- Kiểm tra điện áp chịu đựng AC. Cáp phải chịu điện áp xoay chiều tăng cao trong một thời gian xác định. Sự cố xảy ra trong quá trình thử nghiệm thường cho thấy có khiếm khuyết nghiêm trọng trên tường cách nhiệt.
- Thử nghiệm kéo dài nhiệt. Mẫu cách điện liên kết ngang được nung nóng dưới tải xác định; độ giãn dài và độ bền vĩnh viễn phải duy trì dưới mức giới hạn. Thử nghiệm này xác minh rằng hoạt động liên kết ngang có hiệu quả.
- Các xét nghiệm lão hóa Các mẫu được tiếp xúc với nhiệt độ cao trong lò tuần hoàn không khí trong một khoảng thời gian xác định và đo sự thay đổi tính chất cơ học.
Một máy đo điện trở cách điện là một công cụ cơ bản trong mỗi nhà máy sản xuất cáp. Nó xác minh rằng lớp cách điện chặn rò rỉ DC theo yêu cầu của tiêu chuẩn cáp. Cùng với máy kiểm tra khả năng chịu đựng và thiết bị kéo dài nhiệt, những thiết bị này tạo thành cổng chất lượng tối thiểu giữa dây chuyền ép đùn và lô hàng.
Nhà máy, nhà sản xuất máy đo điện trở cách điện ZC-90 tùy chỉnh - Giang Tô Jiache Jiangsu JiaThành Technology Co., Ltd. là nhà sản xuất và nhà máy sản xuất Máy đo điện trở cách điện ZC-90 của Trung Quốc, chúng tôi cung cấp Máy đo điện trở cách điện ZC-90 tùy chỉnh... Xem sản phẩm → Những gì cần tìm trong một dây chuyền ép đùn
Việc lựa chọn thiết bị ép đùn phù hợp là vấn đề kết hợp dây chuyền với hỗn hợp sản phẩm. Các yếu tố sau đây thường xác định liệu một đường dây có giữ được dung sai cần thiết qua nhiều năm hoạt động hay không:
- Phạm vi vật liệu. Một nhà máy chỉ chạy PVC và PE có thể sử dụng máy đùn đa năng đơn giản. Một nhà máy phục vụ thị trường cáp điện cần một đường dây có khả năng kiểm soát nhiệt độ và liên kết chéo tốt hơn. Một nhà sản xuất cáp chuyên dụng có thể cần dây chuyền ép đùn cao su silicon hoặc fluoropolymer với các thiết kế vít khác nhau.
- Sự ổn định của quá trình. Vít máy đùn, hộp số, bộ truyền động động cơ và hệ thống điều khiển phải giữ điểm đặt trong phạm vi dung sai chặt chẽ. Sự dao động nhiệt độ thậm chí 5°C có thể làm thay đổi độ phồng của khuôn và đường kính cuối cùng.
- Các phép đo như một phần của máy. Các dụng cụ kiểm tra đường kính, độ lệch tâm và tia lửa phải được tích hợp vào bộ điều khiển đường dây, không được coi là thiết bị bổ sung.
- Hậu mãi và tích hợp dây chuyền. Một extrusion line does not operate in isolation. The pay-off, preheater, cooling trough, capstan and take-up must be synchronized. When evaluating a supplier, the total line configuration and the support provided during installation matter as much as the extruder specifications.
Đối với các nhà sản xuất thực hiện chu kỳ sản xuất dài các sản phẩm tiêu chuẩn, một quy trình được xây dựng có mục đích dây chuyền sản xuất dây cách điện tốc độ cao mang lại lợi thế hơn so với việc lắp ráp các bộ phận riêng biệt: bộ truyền động, vùng nhiệt độ, làm mát và thu hồi được thiết kế thành một hệ thống. Các hợp chất silicon, fluoropolymer, tạo bọt và liên kết ngang yêu cầu các dòng khác nhau và áp dụng cùng một logic cho từng loại.
Nhà máy, nhà sản xuất dây chuyền sản xuất dây cách điện tốc độ cao tùy chỉnh - Jiang Jiangsu JiaThành Technology Co., Ltd. là nhà sản xuất và nhà máy sản xuất dây chuyền cách điện tốc độ cao của Trung Quốc, chúng tôi cung cấp dây chuyền sản xuất dây cách điện... Xem sản phẩm → Những cân nhắc này không phải là lý thuyết. Các nhà máy sản xuất cáp thường xuyên thay thế hoặc nâng cấp thiết bị ép đùn của họ vì lớp cách điện là nơi sản phẩm đạt được giá trị điện. Các quy trình ngược dòng, vẽ, ủ và bện, tạo nên dây dẫn, nhưng quy trình ép đùn xác định ranh giới cách điện xác định điện áp định mức và tuổi thọ sử dụng của cáp.
