目前,我国已有10条可生产220kv交联聚乙烯(XLPE)电缆的立塔式VCV生产线,其中约3条VCV生产线具有生产500kVXLPE电缆的条件,并已装备了12条可生产110kVXLPE电缆的悬链式CCV生产线,其中2条CCV生产线可生产220kVXLPE电缆,在这些生产线中,基本都配置了导体预热装置。导体预热装置在生产线中有两种情形,一种在安装在导体进入三层共挤挤出机之前,另一种是挤出机前后各配置一个,安装在挤出机之前的称之为前置预热,之后的为后置预热。导体预热装置可提高生产速度并改善交联电缆绝缘品质。
如不使用导体预热装置,由于绝缘层比较厚,绝缘各个部分的温度分布极不均匀,绝缘在冷却时会造成外层冷却快,内层冷却慢,这就会带来以下几个问题:
(1)外层结构均匀,结晶度高;内层结晶度低,易生成不均匀大球晶。大球晶的排渣效应使绝缘中的杂质和微孔较多的集中在球晶界面,并与微孔一起构成沿大球晶晶界的网络状电气弱区,也就是结晶不理想的内层绝缘反而要承受较高工作场强。
(2)绝缘外层产生压应力,内层产生拉应力。拉应力导致高聚物分子链间或分子链内的化学键变弱,会加速电树枝引发与生长,致使尽管测试时无局放的电缆在使用中绝缘性能却会出现恶化,并导致击穿。
(3)绝缘外层先冷却并固化,而内层后冷却并收缩,这样易产生微孔。冷收缩产生的微孔,也就是绝缘缺陷的地方,易产生局部放电,也就是产生电树枝和水树枝的隐患。
使用导体预热装置时,导体在绝缘开始交联前可预热到90~180度,交联所需的热量可分别从导体和绝缘表面双向传入,使交联反应充分进行。由于减少了导电线芯与绝缘表面的温差,也改善了绝缘内的热应力和不均匀结晶现象。整体而言,使用导体预热装置可改善电缆绝缘品质。