СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ С ПЛАСТМАССОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ Российский патент 1997 года по МПК H01B5/02 

Изобретение относится к кабельной технике, в частности, к технологии изготовления силовых кабелей с пластмассовой изоляцией, используемых для передачи электроэнергии.

Известен способ изготовления силовых кабелей из меди и алюминия, включающий подготовительный процесс, предусматривающий приготовление травильного раствора, волочильный эмульсии, волочение проволоки, отжиг, наложение пластмассовой изоляции, общую скрутку, бронирование, наложение оболочки и защитного шланга.

Недостаток этого технологического процесса заключается в том, что при приготовлении волочильной эмульсии используется смазка на основе масло "Вапор" с добавлением 2% серы, смазка обеспечивает недостаточное качество поверхностной обработки, стабильность геометрических размеров жилы. Применение такой смазки может привести к загрязнению оборудования, частой смене валок, что не обеспечивает высокую производительность оборудования.

Целью изобретения является повышение эксплуатационных характеристик и качества продукции, сокращение затрат на изготовление кабеля, расширение области применения известных волочильных машин путем использования для волочения одной эмульсии как для алюминия, так и для меди.

Это достигается в способе изготовления силовых кабелей с пластмассовой изоляцией, проволоки за счет применения волочильной эмульсии, в состав которой входит 16-18% веретенного масла 2,0-2,5% олеиновой кислоты 0,5-1,0% триэтаноламина и 78,5-81,5% воды с низкой щелочностью. Смешивание этих компонентов с водой производят при температуре последней 50-60^oС.

Это позволило впервые применить для волочения алюминиевой проволоки высокоскоростную волочильную машину, ранее применяемую только для волочения меди. Это позволило значительно снизить технологические отводы, повысить качество алюминиевой заготовки (чистота поверхности, улучшение адгезии), снизить омическое сопротивление за счет обеспечения стабильности диаметра заготовки до 10%
На чертеже изображена схема способа изготовления силовых кабелей с пластмассовой изоляцией: 1 приготовление травильного раствора; 2 травление медоной катанки; 3 приготовление раствора нейтрализации; 4 процесс нейтрализации медной катанки; 5 приготовление эмульсии для волочения медных жил; 6 волочение медных жил, отжиг, наложение пластмассовой изоляции; 7 - приготовление волочильной эмульсии для алюминиевых жил; 8 волочение алюминиевых жил и наложение изоляции; 9 волочение алюминиевых жил; 10 - отжиг алюминиевых жил; 11 наложение пластмассовой изоляции; 12 скрутка и наложение оболочки; 13 скрутка и наложение брони; 14 наложение защитного шланга.

Изготовление силовых кабелей с медными жилами в пластмассовой изоляции производится следующим образом.

В специальной емкости приготавливается травильный раствор, представляющий собой разбавленную серную кислоту концентрацией 5-14% Раствор приготавливается путем заливки воды в концентрированную серную кислоту, температура травильного раствора (40-60^oС) должна поддерживаться в процессе травления.

В другой емкости приготавливается раствор нейтрализации, представляющий собой мыльно-щелочной раствор щелочностью 0,03-015% Раствор приготавливается путем растворения 12 кг 60%-ного хозяйственного мыла и твердого едкого натра в количестве 2,5 кг на 100 л воды, смесь подогревается острым паром до кипения и доводится до однородности путем помешивания деревянной мешалкой. Температура раствора нейтрализации должна быть 60-70^oС.

Несколько бухт медной катанки с помощью электротельфера собираются на медные стропы в пакеты, не превышающие 2000 кг, и погружаются в ванну травления на 10-30 мин до приобретения катанкой светло-розового цвета. После этого пакет бухт поднимается над ванной, и в течение 0,5-1 мин производится стек раствора, далее пакет подается в ванну активной промывки от остатков травильного раствора и медной пыли. Время промывки 2-5 мин, давление воды 3-5 атм.

Далее пакет бухт погружается в ванну нейтрализации на 0,5-2 мин для удаления остатков раствора серной кислоты с поверхности катанки. По окончании процесса нейтрализации катанка поступает к волочильным машинам.

Изготовление медных изолированных жил производится на автоматической линии, которая включает волочильную машину, установку отжига, экструзионный агрегат и установку для испытания изоляции жил на проход.

Предварительно протравленная медная катанка диаметром 8±0,2 мм, проходя через систему фильер, вытягивается до диаметров 1,76-3,48 мм. Отжиг производится в бескислородной среде при 500^oС при напряжении 50±7 В и токе отжига 700-1500 А в зависимости от сечения. Затем накладывается поливинилхлоридная изоляция. Скорость линии до 300 м/мин. Измерение диаметра жилы, изоляции, производится прибором (800 400) фирмы "Sikora". Прием изолированной жилы производится в контейнере по 5-8 км в зависимости от сечения.

Изготовление алюминиевых жил производится на автоматической линии, которая включает волочильную машину, экструзионный агрегат, аппарат для испытания изоляции на проход, прибор для контроля жилы и изоляции.

Волочильная эмульсия готовится на линии в две стадии: приготовление компаунда и приготовление из компаунда эмульсии.

Компаунд готовится следующим образом.

В железный бак заливается 35 кг триэтаноламина и при помешивании постепенно вливается 87,5 кг олеиновой кислоты. Вся масса хорошо перемешивается до получения однородной пасты триэтаноламинового мыла. В полученное мыло постепенно при помешивании вливается 530 кг веретенного масла. Перемешивание полученной массы производится до получения однородной маслообразной жидкости.

Приготовлении эмульсии. Компаунд переливается в рабочий бак, куда при тщательном перемешивании до однородного состава заливается 1244 кг воды с низкой щелочностью, подогретой до 50-60^oС. Жирность эмульсии 35-40% щелочность 0,5-1,0%
Волочение и наложение пластмассовой изоляции производится в один проход со скоростью до 200 м/мин. Жилы изготавливаются из алюминиевой катанки диаметром 9,0 мм, проходя через систему фильер. Диаметр готовой жилы 1,76-3,55 мм. Толщина изоляции 0,6-1,1 мм. Изолированная жила принимается в контейнера емкостью 5-10 км.

Сухой отжиг алюминиевой жилы производится с целью снятия нагартовки, полученной в процессе волочения, в шахтной печи прямоугольной формы мощностью 100 КВт. Отжигу подвергается алюминиевая жила сечением свыше 70 кв.мм по следующей технологии: температура 420±15^oС, время отжига в зависимости от сечения 7-9 ч, время остывания 20 ч. Отоженная проволока должна иметь временное сопротивление 6,5 кгс/кв.мм и относительное удлинение не менее 30%
Наложение пластмассовой изоляции производится на экструзионном агрегате со скоростью до 200 м/мин, толщина изоляции 0,9-1,4 мм. Изолированные жилы принимаются на металлические барабаны диаметром 1600 мм по 8-10 км соответственно, по сечениям. Волочение проволоки и наложение пластмассовой изоляции можно производить в один проход со скоростью до 200 м/мин.

Часть изолированных медных и алюминиевых жил поступает на крутильную машину для скрутки и наложения брони в один проход. Поливинилхлоридные ленты на скрученный кабель накладываются с перекрытием 15% Стальные ленты в зависимости от сечения накладываются с зазором 5-17,5 мм. Шаг скрутки 600/1500 мм. Скорость наложения до 25 м/мин. Скрутка принимается на барабаны диаметром 1800 мм по 1,5-2,5 км соответственно, по сечениям.

По стальным лентам накладывается защитный шланг из пластмассы. Скорость прессования в зависимости от сечения от 10 до 40 м/мин.

Изменение волочильной эмульсии в совокупности с волочением позволило увеличить производительность машины и повысить качество заготовки. Также использование этой эмульсии позволяет увеличить скорость волочения до 200 м/мин (при использовании старой 30-500 м/мин), что увеличивает скорость процесса и обеспечивает возможность за один проход производить волочение проволоки и ее изолирование.

Использование: кабельная техника, технология изготовления силовых кабелей с пластмассовой изоляцией. Сущность изобретения: готовят волочильную эмульсию, содержащую олеиновую кислоту, триэтаноламин, веретенное масло, воду при следующем соотношении компонентов, %: веретенное масло 16-18; олеиновая кислота 2,0-2,5; триэтаноламин 0,5-1,0; вода 78,5-81,5. Эмульсию приготовляют путем смешивания указанных компонентов и перемешивания их до получения однородного состава. Воду перед этим нагревают до 50-60^oС, а волочение производят со скоростью 200 м/мин. 1 ил.

1 Способ изготовления силовых кабелей с пластмассовой изоляцией, включающий приготовление травильного раствора, раствора нейтрализации и волочильной эмульсии, травление, нейтрализацию, волочение и отжиг проволоки, ее скрутку, наложение пластмассовой изоляции, брони и защитного шланга, отличающийся тем, что в качестве волочильной эмульсии используют эмульсию, содержащую 16 18% веретенного масла, 2,0 2,5% олеиновой кислоты, 0,5 1,0% триэтаноламина и 78,5 81,5% воды, приготавливаемую путем смешивания указанных компонентов, причем указанную воду перед этим нагревают до 50 60<198>С.