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1、电线电缆制造工艺培训第四章 挤塑工艺第一节 绪论第二节 材料和半成品第三节 挤塑设备和辅助设备第四节 工装设计和选择第五节 塑料挤出理论第六节 塑料挤出的质量控制第七节 塑料挤出质量检验和缺陷预防第一节 绪论塑料电线电缆作为电线电缆的一个主要分支，已普遍的分布到电线电缆的各系列之中，在国民经济各部门得到广泛的应用。塑料电线电缆的绝缘层和外护套，由于采用塑料这种高聚合物材料为主体的挤包形式，使其具有电气性能好、机械性能优越、耐环境气候、不延燃、耐化学腐蚀、容易加工、工艺流程较短、技术操作简便。材料来源丰富、成本较低等优点。尤其是中、低压塑料电线电缆应用更广，在敷设条件、使用环境等诸方面更显示其优
2、异之处。随着我国石油工业的发展，随着各种性能优异的塑料的产量、质量的不断提高，以及高新技术研制、开发的新型电线电缆用塑料品种的不断涌现，塑料电线电缆一定会有更大的发展。 一、塑料电线电缆的分类 塑料电线电缆的产品种类极多，其分类主要是按照结构特点和使用要求来进行划分的，同时也考虑了产品的性能和制造工艺的相近性。塑料电线电缆的主要品种有：塑料电力电缆、塑料通信电缆、电气装备用塑料电线电缆等。 1、塑料电力电缆主要用于传输电力和分配大功率的电能等。通常使用的绝缘材料主要是聚氯乙烯塑料和聚烯烃塑料，其主导产品大致分为：聚氯乙烯绝缘电力电缆（简称为塑力缆）、交联聚乙烯绝缘电力电缆（简称为交联电缆（包括
3、硅烷交联电缆和辐照电缆）和架空绝缘电缆等。根据用途不同，可采用不同结构、截面、电压、规格来生产各种型号的塑料电力电缆。塑料电力电缆按照其导电线芯标称截面的大小，从1mm21000mm2共有22种规格；按照电缆芯的组成，可分为单芯、二芯、三芯、四芯（包括3l芯）、五芯（包括32芯41芯）电缆等；按照工作运行中额定电压等级的高低，主要分为1kV以下、16kV及1035kV电缆；按照电缆使用场合要求的保护层结构形式，可分为非铠装型和铠装型（包括钢带铠装和钢丝铠装）电力电缆。塑料电力电缆由于不受敷设落差的限制，在用于大落差或垂直敷设的条件下显示出极大的优越性，尤其适用于矿山竖井、丘陵高地、石油化工企业
4、、铁路运输、船舶码头等特殊环境中。在中低压电力电缆方面，已逐步由塑力缆、硅烷交联电缆或辐照交联电缆取代油浸纸绝缘电力电缆。 2、塑料通信电缆主要用于电话、电报、传真、电视、计算机及其它电讯信息的传递。主要产品包括：市内通信电缆、长途对称通信电缆、同轴通信电缆、农用通信电缆（如聚氯乙烯绝缘直埋线）、通信设备用电线电缆（如局用电缆及电话软线等）、海底通信电缆、计算机用电缆，以及其它各种通信、广播电视用电线电缆等。塑料通信电缆根据其敷设和运行条件，可分为架空电线电缆、直埋电缆，管道电缆、水下电缆；根据传输频率的高低，可分为低频电缆和高频电缆。其中市内通信电缆根据结构特征有自承式、填充式、隔离式（内屏
5、蔽）电缆等；按照导电线芯的标称直径有0.320.9mm的不同规格之分，其导电线芯主要是采用软铜线，个别使用铝线；按照缆芯配组有星绞和对绞结构，其对绞标称线对从103600对21种线组。3、电气装备用塑料电线电缆主要是指从电力系统的配电点将电能直接输送到各种用电设备、器具的电源连接线路，以及电气装备内部的安装线、各种装备的控制、信号、仪表用电线电缆；这类产品使用范围最广，品种最为繁多，而且大多数要结合所使用装备的特性和使用条件，来确定产品的结构和性能，除有大量的通用产品外，还有许多专用和特殊产品。其主要产品包括：塑料绝缘（软）电线、安装线、电梯电缆、控制电缆、信号电缆、船用电缆、矿山及井下用矿用
6、电缆、石油及地质勘探用电缆、农用电线电缆、高压直流装备用软电缆、航天用电线电缆、照明电缆、汽车专用电缆等。二、塑料电线电缆的基本结构 塑料电线电缆产品的种类很多，由于使用特性、敷设场合、工作条件的要求不同，其产品的结构组成也是多种形式的。根据各种塑料电线电缆制造过程中生产工艺的相似性，以及组成产品结构元件的功能作用的相同特性，其基本结构一般是由：导电线芯、绝缘层、保护层三部分组成。1、导电线芯 导电线芯又叫导体，是塑料电线电缆中具有传导电流之功能的元件，一般由具有高导电系数的铜和铝及其合金制成。因为铜和铝具有很好的导电性能和导热性能、良好的柔软性、足够的机械强度、塑性好、容易加工（易于压延和拉
7、丝、焊接）、耐腐蚀性能好，基本上能够满足塑料电线电缆对导电线芯的要求。 由于塑料电线电缆是利用导电线芯来传导电流的，在一定工作电压下，导电线芯的电阻越小越好，根据欧姆定律，在电线电缆一定长度上，当工作额定电压给定时，导电线芯的截面积或直径越大，允许通过的电流越大，否则反之。因而电线电缆的规格都是以导电线芯的标称截面或标称直径来表示的。 塑料电线电缆根据其敷设、安装、使用的要求，导电线芯有实心和绞合线芯两大类。从导电线芯的形状上，可分为圆形线芯和异形线芯；从导电线芯的绞合形式上，可分为规则绞合和非规则绞合。非规则绞合又分为束绞、同心复绞、特殊绞合等。2、绝缘层 绝缘层简称绝缘，是塑料电线电缆的主
8、要组成部分，是将绝缘材料按其耐受电压程度的要求，以不同厚度包覆在导电线芯外面，使带电体与其它部分隔绝，其作用是保证产品具有良好的电气性能。塑料电线电缆主要采用挤包封闭型绝缘层，结构形式包括：实心塑料绝缘层和空气-塑料绝缘层。塑料电力电缆和电气装备用电线电缆主要采用实心绝缘，塑料通信电缆则采用有实心绝缘、泡沫绝缘、带皮泡沫绝缘等形式。 一般地讲，同一质量的电缆绝缘层愈厚，耐电压也愈高。绝缘层不仅要有好的电绝缘性能，也要具有一定的物理机械性能和易加工制造的工艺性能。比如在制造低电压电线电缆时，尽管从电气性能方面考虑可以采用很薄的绝缘层，但从机械性能与加工工艺考虑，仍以稍厚一些的为好。原因是绝缘层过
9、薄，加工较困难，容易损坏。而电线电缆通电后，导体要发热，绝缘层在电和热的作用下，内部会产生变化，日久天长，绝缘性能就要降低，比较理想的塑料应是对电有良好的绝缘性能，而对热则有良好的传导性能。因此；绝缘层的设计包括对塑料的选择和挤包厚度的确定二个主要内容，此外还必须考虑加工工艺方法。3、保护层 保护层简称护层是，保护电线电缆的绝缘层防止环境因素侵蚀的结构部分。根据电线电缆的品种，用途以及使用环境和绝缘材料的不同，护层有许多不同型式和结构，它们所起的作用也不尽相同。但护层的主要作用是提高电线电缆的机械强度、防化学腐蚀、防潮、防水浸人以及对外界电磁干扰的屏蔽等能力。 由于电线电缆使用的场合不同，敷设
10、的方法也各异，因此电线电缆的护层结构形式的选择也不同。敷设在室内外、隧道和管道中，以及架空的场合，电线电缆正常工作中受不到机械外力的作用，应选择绝缘线芯成缆后，直接挤包塑料护套的全塑结构。敷设在地下，电缆正常工作中可能承受一定的正压力作用，但没有拉力作用的场合，可选择内钢带铠装结构。电缆敷设在既有正压力作用又有拉力作用的场合（如水中、垂直竖井或落差较大的土壤中），应选用具有内钢丝铠装的结构型。其中承受拉力不大时可选细纲丝铝装结构，当承受拉力作用较大时，则应选择粗钢丝铠装结构。塑料电力电缆和电气装备用电线电缆，一般不采用内金属护套结构，多采用外护层结构。塑料通信电缆的保护层结构，传统上采用在金属
11、护套外再加上外护层的结构。随着工艺技术的发展，现在全塑市话电缆护层采用了粘接护层，即在缆芯上纵包双面贴合PE的铝塑（或钢塑）复合带后，并在重叠处用热风加以粘合，再挤包PE外护套，并利用挤时的热量使PE护套粘到复合带上，这样就大大提高了防潮性。 电缆外护层主要有内衬层、铝装层、外护套三个部分组成。其作用是：内衬层有两种作用，一是在装销过程中作为铠销内层的衬垫，可以防止缆芯被铠装层压伤；二是在敷设运行中，可以抵御外界腐蚀介质的侵人，防止金属护套或缆芯与外界腐蚀介质的接近，减少化学腐蚀和电化学腐蚀，从而延长电缆的使用寿命。皑装层的主要作用是防止电缆在敷设或运行过程中遭受可能受到的机械损伤和化学腐蚀，
12、以保护电缆安全运行和有足够长的寿命。为此，铠装的主些材料钢丝和钢带除应有一定的机械性能外，还应具有一定的防化学腐蚀的能力，所以在它们的表面都镀（涂）有防蚀层。电缆经钢带铠装后能承受一定的压力，但不能承受拉力，故钢带铠装电缆可以直埋敷设，而不适宜水底敷设。钢丝铠装的电缆能承受一定的拉力，故过河或海底敷设的电缆一定要用钢丝来作装甲层。外护套的主要作用是保护铠装层，防止铠装层在敷设过程中受到损伤，并防止铠装展在运行过程中腐蚀。在电缆的护套材料根据使用、材料来源、经济性及工艺条件等因素来选定之后，护套厚度的确定主要取决于机械因素；同时也应考虑长期环境老化和材料透湿性的影响，这些影响因素主要与产品的外径
13、和导电线芯截面两者有关，因此护套厚度一般除了随导电线芯的截面增大而加厚外，还与产品的芯数有很大关系。因此在产品规范中规定护套的原则主要是取决于挤包护套前电线电缆的直径。三、塑料电线电缆的发展趋势 随着社会经济的迅速发展，国民经济各部门需求的不断提高；塑料电线电缆的使用量和敷设密集程度越来越高。随着科学技术的不断进步，人们对塑料电线电缆产品使用性能和安全性能的要求也更高，由此推动着塑料电线电缆依靠高新技术，加强产品开发，调整产品结构，逐步形成产品的更新换代系列。 1、在电气装备用塑料电线电缆方面，一是提高各种装备用电线电缆的长期允许工作温度，开发和生产耐高温及耐超高温、耐超低温、耐特殊环境的产品
14、，满足不同使用场合的需要；二是提高电缆的屏蔽性能，满足信息传输、自动化系统、计算机网络的需要；三是开发各种阻燃、耐火电线电缆，满足各行各业提高安全性的不断需要；四是电线电缆结构小型化、轻量化（细径和薄壁）。预制化（定长度、带插接件、成束供应）。 2、在塑料通信电缆方面，高频、超高频、数字通信、超大话对通信电缆的需求量日益增长。市内通信电缆的泡沫绝缘、带皮泡沫绝缘、石油膏全填充式结构以及隔离型结构等产品均已开发。尤其是利用物理发泡生产技术，挤制泡沫绝缘采用气体发泡绝缘新技术，发泡率达60，传输损耗小，纵向密封性能好，大大提高了电缆的可靠性。 随着信息技术和电子计算机技术的迅速发展，现代通信电线电
15、缆向着宽频带、综合化以及数字化的方向发展，宽带数字通信电缆就是这一发展的产物。这种宽带数字通信电缆采用了更高性能的对绞式结构，线对上可传输更宽频带的信号，从单纯的语言发展到图像、可视电话计算机网络数据通信等，使用频率从几兆赫上升到100兆赫甚至几百兆赫。应用到智能大楼的综合布线系统，能把电话、电子邮件、传真、可视电话、防盗报警、自动化管理以及楼内计算机联网等多种业务集中在一根电缆中，避免了各系统重复布线的麻烦。从耐环境性能来看，要求塑料通信电缆不断向结构尺寸小、重量轻、防鼠、防蚁、阻燃、防火、低烟、低毒方向发展。以适应军用、航天、航海、高层大楼等使用环境对电缆安全性能的要求。 3、在塑料电线电
16、缆方面，将向着高压、超高压、长距离、大容量的方向不断提高。随着硅烷交联电缆和辐照交联电缆的不断开发和成熟，由于硅烷（或辐照）交联电缆生产工艺简单，可在塑料挤出机上生产，生产的架空绝缘电缆、机场照明电缆、电机引出线和彩电用高压引接线等颇受用户欢迎，故在我国发展十分迅速。塑料绝缘电力电缆在薄绝缘、耐热、耐老化、耐油、耐化学腐蚀、耐火、低烟低卤及无卤阻燃的品种上加强开发，正逐步形成产品系列化。 随着技术进步，纯属电线电缆本身起火的机率大为减小。然而在火灾发生时，由于普通塑料电线电缆在燃烧过程中着火蔓延，电线电缆因受热分解，会产生大量的烟雾和释放出有毒的腐蚀性气体。这些气体会损坏电子仪器仪表及贵重设备
17、，对人体亦有伤害，并严重影响了火灾现场人员的撤离和消防人员的救火工作。随着人们对这些烟雾和毒气造成的“二次灾害”的认识，有关部门对电线电缆防火、阻燃等特性的要求越来越高，不仅要求电线电缆线路具有高可靠性，而且必须考虑它对周围环境的安全性。要求火灾发生后，电缆不使火焰蔓延，还具有优良的阻燃性能、低毒或无毒气体释放、低腐蚀性、生成的烟雾量极小等特点；或者要求电线电缆在短时间内仍能维持工作，以保证火灾时消防、报警系统、应急供电回路等能继续通电，使救火和人员疏散工作能够正常进行。CB5021794（电力工程电缆设计规范）中已把采用阻燃电缆、耐火电缆等作为电缆防火的重要措施，对阻燃电缆、耐火电缆、低烟低
18、毒（无毒）阻燃电缆等的选用作了明确的规定。这些具有防火特性的电缆产品，特别适用于敷设密集程度高的发电站、核电站、地铁、隧道、船舶和车辆、高层建筑等安全性要求高的场所和重要设施。我国在防火电缆方面才刚刚起步，市场潜力很大，随着各种性能优异的阻燃塑料新品种的国产化，各种防火型电缆将逐步成为塑料电线电缆的主导产品，在国民经济发展中起着重要作用。第二节 材料和半成品塑料电线电缆要适应各种不同需要，就应具有广泛的优异而稳定的使用性能。塑料电线电缆的使用性能和寿命，决定了产品结构的先进性、塑料选用的合理性以及工艺的完善性。从塑料电线电缆技术的发展来看，合理而正确的使用材料，是关键的因素。为了制造性能优而稳
19、定的塑料电线电缆，在导电线芯和半成品缆芯满足规定的技术要求的前提下，主要是对绝缘和护套用塑料提出了较高的要求。绝缘塑料的基本要求是具有优异的电绝缘性能，同时根据产品用途和使用条件分别提出对机械件能、耐高温性、物理-化学性能及工艺性能的要求。对护套塑料的基本要求是耐受各种环境因素作用的老化性能，在满足这个条件下分别提出一些特殊要求和辅助要求。随着塑料电线电缆向高压、高频、耐高温、耐火阻燃等特殊功能的发展，就要求善于发现、改进和使用性能好的材料，不断采用性能优异、来源广泛的新材料，研究材料与工艺的关系。同时在选择塑料时，还要考虑其经济性和资源可靠性，将技术-经济价值两行紧密地结合起来统筹考虑。一、
20、 塑料 塑料是高分子合成材料中凡是性能上具有可塑性变化的材料的总称。塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两大类，电线电缆制造中所用的塑料都是热塑性塑料。电线电缆常用的热塑料性塑料有聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯、泡沫聚乙烯、氟塑料、聚酰胺、聚丙烯和聚脂塑料等。 塑料是以合成树脂为基本成份，再添加各种配合剂，经捏合、切粒等工艺而塑制成一定形状的材料。电线电缆中常用的合成树脂有：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、聚酷胺、氯化聚醚和聚脂等。为了满足加工、贮存和使用的要求，合成树脂内一般都要添各种配合剂，根据添加配合剂所起的作用不同，塑料的添加剂大致有以下几种：防老剂（它包括抗氧剂、稳定剂
21、、紫外线吸收剂、光屏蔽剂等，这几种材料由于在塑料中所起的作用各不相同但又相互联系，同一种材料可起几种作用，所以统称为防老剂。）；增塑剂；交联剂；润滑剂；填充剂；着色剂；发泡剂；防霉剂；驱避剂；阻燃剂；耐电压稳定剂；抑烟剂等。（一）、聚氯乙烯 聚氯乙烯（简称PVC）塑料是以聚氯乙烯树脂为基础，加人各种配合剂混合而成的。由于其具有机械性能优越，耐化学腐蚀，不延燃，耐气候性好，有足够的电绝缘性能，容易加工，成本低，因此广泛用作电线电缆的绝缘和护套材料。聚氯乙烯塑料是多组份塑料，根据不同的使用条件，改变配合剂的品种和用量，能够制得不同品种的电线电缆用聚氯乙烯塑料。聚氯乙烯电缆料按其在电线电缆上用途不同
22、，可分为绝缘级电缆料和护层级电缆料。（1）绝缘用聚氯乙烯塑料根据电线电缆的使用要求和特性，绝缘用聚氯乙烯塑料的类型、性能、要求及其主要用途如表2-1所示。表2-1 绝缘用PVC塑料分类及性能类型性能要求使用温度主要用途绝缘级电绝缘性能较好，有一定的耐热性、柔软性。70通信、控制、信号及低压电力电缆绝缘普通绝缘级有一定的电绝缘性能，有较好的柔软性及耐大气性，价廉。70室内固定敷设的电线、护套软线、500V农用电缆以及仪表安装线绝缘，耐热绝缘级级有较佳的耐热性和耐变形性，电绝缘性能较好。80105要求耐热旧袄高的船用电缆、航空导线、电力电缆及安装用电线的绝缘。高电性能绝缘级较佳的电绝缘性能，绝缘电
23、阻高、介电性能好，有一定的耐热性。70电压为610kV级的电力电缆绝缘。耐油耐溶剂绝缘级具有较好的耐油性、耐溶剂性和柔软性，电绝缘性能较好。70用于接触油类和化学物质的电线电缆的绝缘级。阻燃绝缘级电绝缘性能较好，有较高的耐火焰燃烧性，柔软性较好。70固定敷设的电力电缆、矿用电缆、安装用电线的绝缘。 （2）护套用聚氯乙烯塑料 聚氯乙烯护层具有较好的耐腐蚀性，足够的机械性能，一定的耐大气性能，柔软、耐振、重量轻、加工及敷设方便。根据电线电缆的使用条件，研究和制成了不同类型的聚氯乙烯护套料，其性能要求及应用范围见表2-2。表2-2 护层用PVC塑料的分类及性能类型性能要求使用温度主要用途普通护层级有
24、足够的机械强度、耐热、光老化性及耐寒性较好。70塑料电线电缆的外护层及其他电缆的外护层。耐寒护层级有较高的耐寒性，低温柔软性好。70户外及耐寒电线电缆护层。柔软护层级具有较高的柔软性，较好的耐寒性。耐寒柔软的电线电缆护层。耐热护层级耐热性能良好。80105耐热的电线电缆护层。耐油护层级耐油性、耐化学药品性好与油类及化学药品接触的电线电缆的护层。易撕护层级抗撕裂性低，敷设方便、价格低廉。室内固定敷设用绝缘电线的护层。防霉、防白蚁、防鼠护层级抗生物性好、防白蚁、防霉性好。70热带及温热带地区用电缆护层。阻燃护层级抗燃烧性好。70安全性要求高的电线电缆护层（3）半导电聚氯乙烯塑料半导电聚氯乙烯塑料可
25、作为屏蔽材料来使用，例如可作为10kV聚氯乙烯电缆的屏蔽层，挤包在导电线芯和绝缘层表面，以至改善电缆的电场分布等电气性能。半导电塑料用作高压电缆的屏蔽料时，由于半导电料直接与绝缘料接触，会发生相互迁移，因而尽量选用与绝缘料相同的增塑剂或电性能好、迁移小的增塑剂。否则在使用过程会影响绝缘料的电绝缘性能。（4）环保型防白蚁、防鼠啮电缆护套料 白蚁和老鼠对电缆造成的破坏，轻则造成中断供电，重则酿成事故，使电力与通信部门深受其害。以往采用在电缆护套料内加人有毒添加剂（如氯丹、七氯、狄氏剂、艾氏剂等）的办法，杀灭白蚁、老鼠，以保护电缆安全运行。但这些有毒害添加剂却又对空气、土壤、人身造成严重污染和危害，
26、使电缆制造和运行部门苦无良策，在全球日益注重环保的今天，这些办法更是难以为继，并逐步被淘汰。 目前，多使用在护套料中加人环烷酸铅或环烷酸酮作添加剂，制成改型的防白蚁护套料，深受用户欢迎。尤其是现在电缆塑料开发了一种新型的绿色环保型防白蚁、防鼠啮的电缆护套，不含有任何有毒有害添加剂，在加工与使用过程中不发生任何污染。它具有很高的机械强度和硬度，优良的耐磨性能，依靠其高硬度与高光洁度的表面抵抗蚁、鼠的侵害。用作各种电缆的护套时，不影响电缆的各项性能，包括安装敷设时所需之弯曲性能。同时挤出加工方便，只需用一般塑料挤出机，采用普通工艺即可加工。该材料虽然价格比低毒的防蚁护套料要高，但用以保护电缆免受白
27、蚁和老鼠侵害，可以说是一种理想的护套材料。（5）低烟低卤型阻燃护套料 用普通（阻燃）PVC电缆料制的电缆燃烧时会产生 大量黑烟，同时释放出大量腐蚀性气体氯化氢（HCI），对人体和仪器装置造成巨大损害。低烟低卤阻燃电缆料是以专用PVC树脂为基料，添加各种改性剂、助剂和优良阻燃剂，经过均匀混炼充分塑化加工而成的高科技产品。它不仅具优良的阻燃性，而且在燃烧时释放的烟量低，氯化氢（HCI）释出量亦很低，可观察到燃烧火焰及附近的物体。与普通PVC护套料相比，其拉伸强度及断裂伸长率相当；挤出时无需特种螺杆，其工艺性能亦相当，挤制电缆表面好。使用低烟低卤阻燃PVC电缆料制成的电缆，完全适用于地铁、高层建筑。
28、发电站、广播电视中心和机算机中心等对电线电缆阻燃性能要求高的场所。（二）、聚乙烯 聚乙烯是由精制的乙烯经聚合反应而得到的一种高分子碳氢化合物，称为聚乙烯树脂。聚乙烯（树脂）与各种添加剂（如稳定剂、抗氧剂、着色剂、润滑剂等）混制成具有某些特定性能的高分子混合物聚乙烯塑料（简称PE）。其性能除具有聚乙烯（树脂）的一系列优异性能（如优良的电性能、良好的热塑性等）之外，各种添加剂的成份、数量等也将赋予聚乙烯塑料以某些特性。聚乙烯（树脂）做为聚乙烯塑料的主体，在很大程度上决定着聚乙烯塑料的基本性能，而聚乙烯的基本性能则是由乙烯聚合的方法和条件所决定。由于乙烯聚合方法的不同，所得到的聚乙烯分子结构就会不同
29、，则决定了性能的差异，这种性能的差异与聚乙烯的密度有极密切的关系。低密度聚乙烯（LDPE），密度0.9150.930。中密度聚乙烯（MDPE），密度0.9310.940。高密度聚乙烯（HDPE），密度0.9410.965。聚乙烯树脂的电绝缘性能较好，且很少受分子量的影响，机械性能适中，故可直接作电线电缆的绝缘或护套材料。但是，为了提高它的性能，电线电缆用聚乙烯塑料除聚乙烯树脂外，还添加各种配合剂制成符合电线电缆使用要求的聚乙烯塑料。电线电缆常用的聚乙烯塑料有：（1）一般绝缘用聚乙烯塑料一般绝缘用聚乙烯塑料仅由聚乙烯树脂和抗氧剂（用量为0105份）所组成。其熔融指数通常在2.0以下，若用于高速加
30、工及薄绝缘时；常采用0.3以下。聚乙烯的密度一般在妈。0.9170.930g/cm3。 （2）耐候聚乙烯塑料 主要由聚乙烯树脂、抗氧剂和碳黑组成。耐候性能的好坏取决于碳黑的粒径、含量和分散度，要求碳黑的粒径在35毫微米以下，碳黑的含量在23份。 （3）耐环境应力龟裂聚乙烯塑料 当采用熔融指数为2.0的聚乙烯塑料作为电缆护套时，在电缆弯曲半径较小，并接触一些诸如洗涤剂、化学试剂、肥皂水等场合下，常会使护套产生龟裂。所以，使用在上述场合的电缆，应采用而环境应力龟裂性能较好的聚乙烯塑料。如采用熔融指数0.3以下，分子量分布不太宽的聚乙烯；或在聚乙烯树脂中掺合有乙丙橡胶、丁基橡胶、聚异丁烯等物质组成聚
31、乙烯复合物；或将乙烯和其它单体，如乙烯和丁烯、乙烯和乙烯、乙烯和酯酸乙烯等共聚物；或对聚乙烯进行辐照或化学交联。目前用于电缆护套时，常采用前二种方法来改善聚乙烯耐环境应力龟裂性能，尤其是第一种方法较简便，拉伸强度也较高。 （4）高电压绝缘用聚乙烯塑料 聚乙烯树脂本身虽然具有较高的耐电强度，但用作高压电缆时，在长期的较高电压作用下，绝缘会破坏。这是由于聚乙烯中存在杂质、孔隙以及氧化老化时产生的局部缺陷，这种缺陷部分即使在较低的外加电压下也会产生局部应力，引起局部放电，产生树枝状孔道，最终使绝缘层破坏。所以高压用电缆绝缘的聚乙烯塑料要求高度纯净，还需添加电压稳定剂和采用特殊的挤塑机（机头、机身能抽
32、真）避免气孔产生，以抑制树枝状放电，提高聚乙烯的耐电弧、耐电蚀和耐电晕性。 （5）半导电聚乙烯塑料 在高压或超高压塑料绝缘电缆中，在导电线芯和绝缘之间往往存在空隙而产生局部放电，并导致绝缘电老化，影响电缆的长期稳定性。为减少局部放电现象，在导电线芯和屏蔽之间，绝缘层和外护层之间，必须采用半导电层进行屏蔽，对导电线芯屏蔽的称为内屏蔽层，对绝缘屏蔽的称为外屏蔽层。当采用聚乙烯绝缘时宜采用半导电聚乙烯塑料做屏蔽，而对交联聚乙烯绝缘的应采用半导电交联聚乙烯塑料做屏蔽。 半导电聚乙烯塑料是在聚乙烯中加人导电炭黑获得的，一般应采细粒径、高结构的炭黑，导电炭黑的用量一般为每100份聚乙烯加40份炭黑。（6）
33、热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料 该种电缆料是以聚乙烯树脂为基料，加人优质高效的无卤无毒阻燃剂、抑烟剂、热稳定剂、防霉剂、着色剂等改性添加剂，经混炼、塑化、造粒而成，不含有任何卤素、重金素和磷元素。不仅具有优良的机械物理性能、电性能、阻燃性能及加工工艺性能，而且具有不释放卤酸、发烟量低、离火即自熄等特点，可大量减少有毒腐蚀性气体的排放和烟雾的产生，制成的电缆特别适合在要求具有高度安全性的公共场合下使用。其护层级、绝缘级、柔软级电缆料适用于1kV及以下电力电缆、控制电缆、船用电缆、市话电缆、信号电缆及光缆等。（7）10kV耐候性高密度聚乙烯架空绝缘料这是一种高分子量高密度聚乙烯黑色架空绝缘料。它是
34、由高密度聚乙烯树脂加人改性树脂、炭黑、抗氧剂、光稳定剂、润滑剂等添加剂经混炼，挤出造粒制成。具有优良的耐候性、韧性，耐磨性和极优的耐环境应力开裂性。用于制造架空电缆绝缘，具有良好的机械强度和耐磨性，及电气绝缘性能。（三）交联聚乙烯 聚乙烯在高能射线或交联剂的作用下，能使线型的分子结构变成体型（网状）的分子结构。使热塑性材料变成热固性材料。交联聚乙烯与一般聚乙烯相比，它可以提高耐热变型性，改善高温下的机械性能，改进耐环境应力开裂性能和耐老化性能，增强耐化学稳定性和耐溶剂性，减少冷流性，而电气性能基本保持不变。用交联聚乙烯作绝缘材料的电缆，长期工作温度可提高到90，瞬时短路温度达170250。是发
35、展电线电缆绝缘的好材料，尤其是辐照交联聚乙烯绝缘和硅烷交联聚乙烯绝缘料在中低压电线电缆中的使用得到飞速发展。（l）辐照交联聚乙烯 辐照交联聚乙烯是利用高能射线（如射线、射线和电子射线等）照射聚乙烯绝缘层，使聚乙烯分子间产生交联。用于电线电缆的辐照交联是靠电子加速器产生的物理能量进行的，故属于物理交联。辐照交联的工艺是先将聚乙烯挤包在导电线芯或电线上，然后将半成品通过辐射源进行辐照交联。聚乙烯经过辐照交联后，其电性能基本不变，交联度一般在6070之间。（2）化学交联聚乙烯 化学交联聚乙烯是以聚乙烯树脂为基料；再配合适量的交联剂和抗氧剂，有时还添加适量的填充剂（起提高耐电弧、耐电蚀作用或作为耐电压
36、稳定剂）和软化剂捏合而成的聚乙烯混合物，然后将其挤包在导电线芯上，在一定的压力和温度下进行交联反应而成。（四）泡沫聚乙烯 泡沫聚乙烯就是在聚乙烯中加人受热分解而产生气体的发泡剂，经过热加工使聚乙烯中存在许多微孔的空气-塑料组合材料。与实体聚乙烯比较，它的介电常数小，比重轻，因此在通信电缆中广泛用作绝缘材料。通信电缆所用泡沫聚乙烯绝缘层要求孔细，数量多，分布均匀一致，彼此间不连通，其构造为各自独立的封闭型气孔，并且表面要光滑平整。由于用途不同，发泡度有所不同，如同轴电缆中使用的泡沫绝缘，其发泡度要求在5560，而市话电缆中使用的泡沫绝缘的发泡度要求在2025。制造泡沫聚乙烯电缆的几种发泡方法：1
37、挤出发泡法：将含有发泡剂的聚乙烯混合物加入挤塑机，发泡剂受热，挤出后分解，气体迅速膨胀形成泡沫聚乙烯。2涂制发泡：将聚乙烯溶于甲苯或二甲苯溶剂，然后将聚乙烯溶液涂在铜线上，聚乙烯溶液冷却后大部分溶液挥发，聚乙烯白化，然后通过高温发泡炉使聚乙烯中残留的溶剂在高温下挥发逸出，从而形成细小微孔的泡沫聚乙烯。3膨润挤出发泡法：将含有发泡剂的高密度聚乙烯，先放在热的溶液（早苯、二甲苯等）中浸泽膨润，膨润度约10，然后在一般用的聚乙烯挤塑机上挤出发泡。4为了改善工艺性能或泡沫质量，现在还有采用溶剂注入挤出发泡法和气体注入挤出发泡法等等。（五）氟塑料凡是分子结构中含有氟原子的塑料，总称为氟塑料。这种含氟塑料
38、与其它塑料相比，具有更优异的耐高温、耐低温、耐腐蚀、耐候、电绝缘性、不吸水、以及低的摩擦系数等特性。氟塑料的品种很多，目前在电线电缆中最常用的有聚四氟乙烯（F4）和聚全氟乙丙烯（F46）塑料。聚四氟乙烯塑料的连续使用温度为260，聚全氟乙丙烯塑料的使用温度为200，它们是耐热电缆的绝缘和护套材料。（六）聚丙烯聚丙烯是由丙烯烃聚合反应而得的含有碳氢两种元素的立体规整性高分子化合物。其密度特别小，比重仅为0909s；外观很象高密度聚乙烯，呈白色蜡状固体，比聚乙烯透明。电线电缆用聚丙烯（PP）有粒料和薄膜两种。聚丙烯由于具有很好的物理机械性能，其表面硬度和耐环境应力龟裂性比聚乙烯要高；聚丙烯塑料是非
39、极性材料，具有很好的电气绝缘性能，其介电常数较小、介质损耗角正切值较低、体积电阻和击穿场强较高，而且在广阔的频率范围内不发生变化；由于吸水性很小，完全可以用作高频绝缘材料（如通信电缆中有用泡沫聚丙烯绝缘）；聚丙烯还具有较高的耐热性和耐化学稳定性。因此可用于各种电线和电力电缆绝缘，绝缘可以挤包得比较薄，也可用薄膜包电缆缆芯。同时由于它柔韧、耐磨，还可以作电缆的保护层。应注意的是，聚丙烯用于电线电缆绝缘材料时，与铜接触易产生化学反应，减弱其抗老化能力。为此聚丙烯塑料中必须加人适量的“有害金属抑制剂”以消除“铜害”。用于电线电缆的聚丙烯往往加人一定比例的聚异丁烯，以到改善耐寒性，提高挤出工艺性能两方
40、面的目的。（七）聚酰胺聚酰胺一般称为尼龙，可由二元胺和三元酸通过缩聚反应制得。聚酰胺在机械性能方面，表现为抗拉强度较高，延伸率基本符合电线电缆使用要求；它表面硬度大，耐蠕变性较好，抗弯强度和冲击强度高，延性好，耐磨性高，并且有自润滑性，可用作电线电缆的挤包外护层。二、导体塑料电线电缆的导体主要有：电工圆铜线、电工圆铝线、电力电缆用铜和铝导电线芯、电气装备电线电缆用铜和铝导电线芯等。（一） 电工圆铜线1、电工圆铜线应符合GB3953电工圆铜线标准。圆铜线型号：TR软圆铜线； TY硬圆铜线； TYT特硬圆铜线2、圆铜线直径偏差应符合表2-3表2-3 直径偏差标称直径d mm偏差 mm0.0260.
41、1250.1260.4000.4016.000.0030.0041%d圆铜线垂直于轴线的同一截面上测得的最大和最小直径之差应不超过标称直径偏差的绝对值。3、机械性能电工圆铜线的机械性能应符号表2-4的要求。表2-4 机械性能标称直径mmTR型TY型TYT型伸长率% 抗拉强度MPa伸长率%抗拉强度Mpa 伸长率%0.100.250.300.450.681.121.762.002.242.5010151520252525252525421419419417415410403400398395-0.50.70.70.80.8-443440438435-0.70.70.80.84、电性能 圆铜线的电阻
42、率应符合表3-7的要求，计算时，20时的铜线密度为8.89g/cm3，线膨胀系数为0.000017 1/。型号电阻率20 .mm2/m电阻温度系数 1/2.00mm以下2.00mm以上2.00mm以下2.00mm以上TRTY、TYT0.0172410.017960.0172410.017770.003930.003770.003930.003815、外观 圆铜线表面光洁，无氧化、发红发黑发粘现象，无机械损伤等，上盘的产品排线应平整，无满、乱、偏、紧、松等现象。（二） 工圆铝线 铝绞线、钢锌铝绞线和电缆线芯用圆铝线应符合GB3955电工圆铝线标准中H9状态的LY9型的硬铝线的规定。 1、尺寸偏差
43、 圆铝线垂直于轴线的同一截面上测得最大和最小直径之差，应不超过标称直径偏差的绝对值，并符合表2-5的规定。表2-5 圆铝线的线径公差标称直径d mm偏差 mm0.3000.9000.9102.4902.50以上0.0130.0251%d2、机械性能圆铝线的机械性能应符合表2-6直径 mm抗拉强度 MPa1.261.501.511.751.762.002.012.252.262.502.512.752.763.001931881841801761731693、电气性能 圆铝线的电阻率应不大于0.028264.mm2/m，电阻温度系数0.00403/1。4、外观 圆铜线表面应光洁，不得有与良好工业
44、品不相称的任何缺陷。（三）塑料电线电缆用导电线芯 1、电线电缆的导体应符合GB3956-97电缆用导体标准要求。标准种将导体分成四种：第1种、第2种、第4种、第6种。第1种为实芯导体，第2种为绞合导体。第5种和第6种预定用于软电缆和软线的导体，第6种比第5种更柔软。电力电缆用的导电线芯有圆形、半圆形、扇形及瓦形结构。绞线为同心式绞合，各相邻层绞合方向相反，绞合最外层绞合为左向，绞合导体宜采用紧压。绞合导体的节距比为：内层不大于40d，外层不大于20d。电气装备用导电线芯一般为圆形，一次束绞的线芯其节距比不大于25d，复绞线其股线不大于30d，内层不大于20d，外层不大于14d，外层绞向均为左向
45、，且各层方向相反。各种绞合导体不允许整芯焊接，绞合导体中的单线允许焊接，但在同一层内，相邻两个接头之间的距离应不小于300mm。导电线芯表面应光洁、无油污、无损伤屏蔽及绝缘的毛刺、锐边等现象。半圆形、扇形、瓦形导体应控制截面形状的不对称差。三、半成品缆芯根据电线电缆使用场合及敷设条件的要求不同，电线电缆挤外护套的半成品缆芯的结构形式主要有：带有铠装（钢丝、钢带）结构类型的缆芯；非铠装结构缆芯；带有金属屏蔽结构的缆芯等。在市内通信电缆中还有自承式、填充式及隔离式等。由于半成品缆芯的质量影响着电缆外护层的挤包质量，则要求：（1）非铠装型电线电缆的缆芯，成缆要紧密、圆整、对称、不损伤绝缘线芯表面；严
46、格控制成缆的不圆整度和外径的均匀性；要求成缆时绕包带要绕包平整、紧实、无折叠和打皱现象，绕包带无划伤和损伤，接头出不能太大；严禁成缆后电缆蛇形，扇形线翻身等现象。（2）铠装型电缆芯钢带铠装缆芯：两层岗带均以间隙绕包，绕包方向为右向，绕包应紧而平服，上下两层钢带的搭盖及钢带绕包间隙应符合工艺规定；钢带接头处应剪成450的斜口，斜口经绕包后应与电缆轴向平行，接头应重叠310mm焊接，焊接处要平整，牢固，边缘部分不得有毛刺、尖角翘起现象，焊接处应防腐处理；钢带绕包上电缆后不应有夹层、毛刺、砂孔、锈蚀缺陷，严禁绕包的钢带卷边和绕包间隙过大。钢丝铠装缆芯：钢丝绕包必须排列紧密、整齐，不得有跳线、重叠、钢丝扭结、凸起，不应有大于一根钢丝直径的间隙；钢丝接头应对准中心，接头要平整、牢固，焊接处需经反复弯曲检查，以防虚焊，焊接处如有毛刺或凸起的尖角，必须锉平，焊接处应防腐处理；绕包用钢丝不得有毛刺、三角口及叠加接头等。第三节 挤塑设备和辅助设备 生产工艺与生产设备是密切相关的，生产工艺是在一定的生产设备上形成，生产设备又必须满足工艺要求。电线电缆的塑料挤包是采用连续挤压方式进行的。通过挤塑机用螺杆挤压，将塑料包到导体或缆芯上，构成电线电缆的绝缘层、屏蔽层、内护层和
