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礦用橡套電纜導體屏蔽層設計
導體屏蔽層在電纜中主要起到改善電場結構的作用，防止因導體表面尖端突起引起放電，降低局部放電量，保證電纜的使用壽命和可靠性。最近，在GB12972-91和MT818-1999標準中都有電壓等級3.6/6kV的礦用橡套電纜，并且都對該電壓等級的橡套電纜提出了導體屏蔽的要求，該屏蔽層必須采用擠包方式進行。根據這一要求，6/10kV的礦用橡套電纜也須有導體屏蔽層才能保證電纜的安全運行。
橡膠電纜的導體屏蔽層要采用半導電的橡膠材料加工。導體屏蔽層采用繞包方式和擠包方式進行生產，擠包方式生產的屏蔽層比繞包方式生產的更加光滑沒有突起，便于均勻電場效果的提高。導體屏蔽層厚度的選取源于兩個方面的要求：一個是要保證擠包后的導體屏蔽層表面光滑，由于礦用橡套電纜一般采用細銅絲絞線的方式礦用電纜，因此就不可能進行緊壓，導線的絞合表面存在著一定程度的絞線紋絡，這些凹凸不平對于低壓電纜的電氣性能沒有太大的影響，但是對于高壓電纜恰好造成了電場強度不均勻，只能依靠擠包或繞包導體屏蔽層來消除其影響，但是過于薄的導體屏蔽層厚度在工藝上是難以實現的；另外，從經濟的角度來看，雖然導體屏蔽層的加厚在工藝上是比較容易實現的，但是電纜的絕緣厚度每增加1mm就會使得電纜的成纜外徑增加4.3mm，隨之必然帶來護層材料使用量劇增，也就帶來了電纜制造成本的大幅度提高。在GB12972-91和MT818-1999標準中都提出“半導電層的計算厚度控制在0.7mm左右，實際厚度不考核”。綜合上述兩方面因素，采用這兩個標準與一致的導體屏蔽層厚度是適宜的。參照這一要求，對6/10kV礦用橡套電纜也提出了導體屏蔽層計算厚度控制在0.7mm，實際生產厚度也按照0.7mm進行控制，但是不作為一個硬性的質量指標進行控制的技術要求。
在生活中聽到最多的電纜，有視頻線、音頻線，以及其他的連接電纜，大家可能對于橡套電纜很陌生，下面就讓控制電纜專家為大家講解一下橡套電纜的用途.
橡套電纜一般包括通用橡套軟電纜、電焊機電纜,潛水電機電纜,無線電裝置電纜和攝影光源電纜等品種.
橡套電纜廣泛使用于各種電器設備,例如日用電器,電動機械,電工裝置和器具的移動式電源線,同時可在室內或戶外環境條件下使用.
根據電纜所受的機械外力,在產品結構上分為輕型,中型和重型三類,在截面上也有適當的銜接.
一般輕型橡套電纜使用于日用電器,小型電動設備,要求柔軟,輕巧,彎曲性能好;
中型橡套電纜除工業用外,廣泛用于農業電氣化中,
重型電纜用于如港口機械,探照燈,家業大型水力排灌站等場合.這類產品具有良好的通用性,系列規格完整,性能良好和穩定.
防水橡套電纜和潛水泵用電纜,主要用于潛水電機配套. 無線電裝置用電纜,目前主要生產兩種橡套電纜(一種屏蔽的,一種不屏蔽),基本能滿足要求.
橡套電纜連續硫化工藝參數的確定
1 引言
隨著現代科學技術的發展，橡膠生產技術也越來越多顯現出高新技術的發展。橡膠高效快速硫化劑和促進劑的發現，電線電纜快速硫化也成為現實。連續硫化是從擠橡和罐式硫化演變而來，連續硫化有很多優點，生產效率高，電線電纜表觀比傳統工藝大大提高，銅導體不會氧化等。用傳統工藝生產的橡套電纜一般不能和高檔家用電器配套，其主要原因是電纜的外觀不好，銅絲氧化嚴重，不能和家用電器配套，一般用塑料軟電纜代替。隨著中國加入WTO，中國的產品標準也全部按國際IEC標準一致，許多家用電器的供電電源線規定必須使用橡套電纜，如空調器用的室內外連接線就規定必須用245IEC57（YZW）橡套軟電纜。因此，提高橡套軟電纜的外觀質量，是當前急需解決的現實問題。連繼硫化是一種新的橡套電纜加工方法，本文通過對橡套電纜生產過程中的一些工藝參數討論，推道出一整套的硫續硫化工藝參數，不斷提高橡套電纜的產品質量，供電纜行業的同行們參考。
2 規格的確定
一般連續硫化機組技術規范都規定模具尺寸范圍，即規定了模芯、模套最小孔徑，這是確定規格的依據之一。另外，還規定螺桿轉速范圍，擠橡時螺桿轉速低于規定轉速，橡膠塑性不均勻，流動性差，擠出量不夠穩定，電纜加工困難，機頭內壓力很大，容易頂壞機頭。若超過范圍，橡膠擠出量不足，只能降低出線速度來彌補，影響生產效率。
3 螺桿轉速和牽引速度的確定
螺桿轉速和牽引速度決定了生產效率和制品的外徑、外觀。確定螺桿轉速和牽引速度的基本原理是物料平衡原理，即螺桿擠出的橡膠量，正好被牽引出來的制品包覆所需要的橡膠量相等。
一般地說，確定螺桿和牽引速度時，先定出牽引速度，即硫化時間，它是決定制品各項機械物理性能的主要因素，本文將作詳細介紹。
連續硫化擠橡機螺桿都采用長徑比12：1以上的塑化螺桿，螺桿與筒體之間回料量小，螺桿轉速與擠出量基本成正比，即成線性關系。
例如，某擠橡機組技術規范中規定，螺桿轉速為10～50rpm/min,最大擠出量為120kg/h。根據這些數據可以制作螺桿轉速和擠出量關系圖（見圖1）。
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50 轉/分 |
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40 |
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30 |
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20 |
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10 |
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0 |
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0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0
公斤/分
圖 1
例如，某產品擠護套，理論計算護套用料量為78.7 kg/km,出線速度為20m/min,可以計算出每分鐘的用料量：
用料量=20×78.7÷1000=1.574 kg/min
根據物料平衡原理，橡膠擠出量也需要1.574 kg/min，查圖1可以得出，螺桿轉速為39轉/分左右，在設備規范規定的轉速范圍內，符合設備技術規范。根據這一方法，可以確定出該設備生產各種規格的螺桿轉速和牽引速度。
4 機身機頭溫度的確定
機身進料段溫度一般控制低一點，大約30-40度，溫度過高有回料現象，且橡膠易焦燒。機頭溫度要根據橡膠種類和膠料在機體內停留時間來確定，一般在60-70度。中間各段溫度，從機頭溫度逐步遞減的方法確定，一般在40-50度。連續硫化進料一般采用冷喂料，橡頁厚度控制在0.5-1.0mm之間。如果采用熱喂料，切成條狀，也是很好的。
5 蒸汽壓力和出線速度的確定
蒸汽壓力和出線速度是連硫操作的重要參數，其關系到產品機械物理性能﹑外觀質量﹑生產效率等。
化學反應動力學指出，當反應濃度不變的情況下，溫度每升高10K，反應速度大約增加2～3倍。阿侖尼烏斯總結了大量的實驗事實，指出反應速度常數和 溫度的關系：
k=A·e-E/RT
式中： k""-反應速度常數；
E""-反應活化能；
R""-氣體常數；
T""-絕對溫度，K；
e""-自然對數的底（e=2.718）。
該公式在實際使用中有困難。實用的橡膠反應速度與溫度之間的關系可用下式來計算：
V2=V1 2 0.1(t2-t1)
V1"""t1 時的反應速度；
V2"""t2 時的反應速度；
t1,t2"""- 溫度（℃）；
2""""溫度系數
這些理論都提出，橡膠硫化溫度每增加10℃，硫化速度增加一倍，即硫化時間縮短一倍。我們一般都有罐式硫化的生產和技術參數，對一個成熟橡膠配方應該很了解其各種硫化參數。根據罐式硫化飽和蒸汽壓力下的溫度，推算出連硫化時飽和蒸汽壓力，再求出硫化時間和出線速度。
例如，某連續硫化機組，連續硫化管道長度為50米，生產電纜外護套，按照成熟的橡皮配方硫化工藝參數，4kg/cm2（151℃）下，硫化時間為15分種，如果在連續硫化機組上生產，護套出線速度為25米，連續硫化的蒸汽壓力為多少。
先計算連續硫化所需要的時間為：50/25=2分鐘。按照溫度每上升10度，硫化時間縮短一半的關系。計算出時間倍數是3倍。即溫度需要提升30度。也就是連續硫化的溫度為181度。
連續硫化的蒸汽壓力越高硫化速度就越快，生產效率也會大提高。實踐證明，并不是蒸汽壓力能無限地升高，來提高連續硫化的速度。
連硫蒸汽壓力（即硫化溫度）最高值如何確定。經分析，制品在連硫管硫化時，制品外部經受較高的蒸汽壓力，同時承受較高的硫化溫度，制品內部的空氣少量的水份低沸點揮發份以及硫化時產生的氣體會膨脹，在硫化管中，內外壓力相互抵消，一般不會發生膨脹。出終端密封進入常壓下，制品內部來不及迅速冷卻，仍然處在高溫膨脹狀態，內部的氣體會迅速膨脹的，如果制品的徑向應力經受不住內部壓力，就會起泡，嚴重的會開裂。若橡膠混煉不均勻，這種現象更為明顯。
假如制品出終端密封的一瞬間，把制品作為壓力容器來處理，本文總結出一套最高連硫蒸汽壓力公式：
δ=P· D內/（2[σ] t- P）
式中 ： δ """制品控制的最薄點厚度，mm ；
P """最高硫化蒸汽壓力，MPa ；
D內"""制品擠橡前的外徑，mm ；
[σ] t ""-硫化溫度下的制品徑向應力，N/ mm 2 。
其中，硫化溫度下橡膠的徑向應力 [σ] t ，比制品的軸向原始擴張強度低。可用起泡時的應力，來計算起泡時最高硫化蒸汽壓力，開裂時的應力，來計算起泡時最高硫化蒸汽壓力，開裂時的應力，來計算開裂時最高硫化蒸汽壓力。可考慮用制品的定伸抗張強度和高溫下橡膠熱變形，以及徑向抗張強度較小等綜合因素來確定 [σ] t 。根據硫化最高蒸汽壓力即硫化溫度，可以推算出硫化時間，即最大出線速度。同時，還要考慮纜芯空隙填充緊密程度。
例如，某重型橡套電纜，成纜外徑是38.5mm，護套平均厚度為5.0mm，最薄點厚度為4.15mm，護套材料為天然/丁苯橡膠的SE3橡皮混合物，其抗張強度取8.4N/mm2,徑向抗張強度一般為60%的軸向抗張強度，即徑向抗張強度為5.04 N/mm2，代入上式可以計算出最大連續硫化的蒸汽壓力為：
4.15=P× 38.5÷（2×5.04- P）
P=0.98 N/mm2
即該重型橡套電纜的最大蒸汽壓力為10kg/cm2
已知最大蒸汽壓力，可以用硫化速度公式推算出該產品的最大出線速度。
對較厚制品的出線速度還要考慮橡膠傳熱的速度，橡膠的熱傳導公式為：
Q = λ A [ （ t1 - t2 ）/ δ ]
式中： Q"""導熱熱流量， W ；
λ"""橡膠導熱率，W/（m · ℃ ）；
A"""單位傳熱面積，mm 2 ；
t1 , t2 """-外溫，內溫，℃ ；
δ"""厚度，m 。
上式中，橡膠導熱率λ不變，單位傳熱面積A基本不變，橡膠制品內外硫化需求的溫度計t1 , t2 不變。可以看出，導熱熱流量Q與厚度過δ 成反比。即厚度增加一倍，要達到同樣的硫化較果，出線速度要下降一倍。當然這是理論上的說法，仍然要靠實踐驗證。
橡套電纜是由橡膠作絕緣和護套的電纜，因為橡膠柔軟性能優異，通過合理的配方設計，耐磨性、阻燃性、耐油性、耐高溫以及特殊要求，如防蟻、防霉、防鼠、耐候等都可以制造。目前橡套電纜已廣泛用于各種電氣設備和機械設備外部的中低壓電源輸送和控制系統，例如日用電器，電動機械，電工裝置和器具等，尤其是礦山機械，各種河海船舶及海上石油平臺等水上建筑物，高原、沙漠、海洋等環境惡劣的風電工程建設中。
橡套電纜的線芯/電纜橡膠絕緣及護套生產普遍采用連續硫化工藝，連續硫化是使剛擠制橡膠絕緣或護套的線芯或電纜通過連續壓力蒸汽管，在高溫蒸汽中進行硫化，硫化管后端又通以大量高壓水進行冷卻。客觀上因絞合導體間、成纜各線芯間、纜芯與護套間存在間隙，加上硫化蒸汽壓力高，極易造成電纜在硫化過程中，壓力蒸汽從端口浸入并縱向延伸，導致電纜進水（其長度通常達100米左右），引起電纜銅導體氧化，更甚者將引起安全事故。目前電線電纜生產廠家皆采用截去此段電纜來保證產成品的質量，由此導致電纜不必要的浪費，特別是大規格電纜從人工、原材料、設備、能耗等方面造成更大的浪費，降低了生產效率，造成了成本的不斷攀升和經濟損失。
本發明是針對橡套電纜絕緣、護套擠出時出現連續硫化蒸汽進入電纜內部造成的質量難題的重點攻關，其特征是將進入擠包橡膠機頭前的導體壓緊直壓實，使此壓緊部分接近于實心體，而后通過擠包橡膠機頭及連續硫化。從而消除進水汽空隙，增大水汽進入阻力，起到阻水汽進入作用。特別是對于多芯橡套電纜，壓緊前先施加溶解參數相當或相近于擠出膠料的橡膠膠漿或粘結劑，這樣阻水汽密封性更好。經實際應用試驗，檢測電纜端部基本無水汽。
這項新發明新技術操作簡單、迅速、快捷， 而且可靠穩定性好，可以確保任意規格軟絞合導體及多芯軟電纜的擠包橡膠連續硫化阻水，從根本上解決了橡套電纜絕緣、護套擠出時連續硫化進水現象的發生，確保生產出性能可靠、品質領先的遠東產品，大大提高了生產效率和經濟效益，為公司增強自主創新能力、搶占技術的制高點提供強勁的動力
橡套電纜的成本價格計算：
平方X1.83=銅的重量X當時的銅價+橡膠的價格(重量X0.4元/斤)=成本價格+10%的加工費
電纜的價格=制造材料成本+固定費用+稅收+業務費+利潤
制造材料成本=材料成本*(1+材料消耗)(材料成本即為理論計算出來的值)
固定費用根據各個公司的情況有所不同，一般包括生產工資、管理工資、水電費、修理費、折舊費、房租費、運輸費用
