Введение: При сбое перекрестного связывания XLPE весь кабель выходит из строя

На современном рынке энергетической инфраструктуры с высоким спросом кабели с изоляцией XLPE стали основой систем передачи среднего и высокого напряжения. Тем не менее, несмотря на их популярность,
XLPE cross-linking defects remain one of the most expensive and unpredictable quality failures in cable manufacturing.A single batch with poor cross-linking can lead to catastrophic insulation breakdown, shortened service life, and accelerated thermal aging once the cable enters service. For manufacturers, these failures translate into high scrap rates, inconsistent gel content, and customer complaints that damage reputation and profits.

За последнее десятилетие глобальные кабельные заводы начали переключать свое внимание с одного только сырья на более полное понимание
process stability—from extrusion temperature and pressure to mechanical tension control. This report explains why XLPE cross-linking goes wrong, what recent field research reveals, and how modern factories are upgrading their equipment and production systems to eliminate the root causes.

1. Что приводит к плохому перекрестному связыванию XLPE?

Поперечное связывание - это не один шаг; это сложное взаимодействие между химией, температурой, давлением, скоростью линии и механической стабильностью. Основываясь на анализе международных тематических исследований, на кабельных заводах последовательно появляются пять основных причин:

1. Нестабильность температуры во время штранг-прессования

Изоляция XLPE опирается на контролируемое термическое разложение органического пероксида. Если
extrusion temperature oscillates—either too high or too low—cross-linking becomes incomplete or uneven.

Общие причины включают:

• Стареющие нагреватели, которые медленно реагируют
  

• Нестабильный PID контроль температуры
  

• Неправильное температурное зонирование вдоль ствола
  

• Колебания давления расплава, вызванные нестабильностью выплат
  

• Плохая теплоизоляция приводит к локализованному охлаждению
  

Когда температура поднимается выше ±2C, эффективность сшивания падает, что приводит к изоляции с недостаточным содержанием геля.

2. Неадекватная пластификация расплава

Равномерная пластификация имеет решающее значение. Если гранулы не расплавлены равномерно, микрообласти внутри слоя XLPE могут не достичь надлежащих условий отверждения.

Обычно это происходит из-за:

• Износился винт геометрии
  

• Низкосортный или moisture-contaminated состав
  

• Непоследовательное кормление или смешивание
  

• Изменения в размере или составе гранул
  

Эти микрорегионы становятся слабыми местами во время тестирования на электрическое напряжение, часто терпят неудачу во время долгосрочных тестов на старение.

3. Трубопроводы пароотверждения на линиях CV

Трубка отверждения отвечает за окончательную реакцию сшивания. Нестабильность здесь напрямую влияет на структуру XLPE.

Типичные сбои включают в себя:

• Колебания давления пара
  

• Конденсация капель воды внутри трубки
  

• Изношенные регулирующие клапаны, создающие импульсное давление
  

• Непостоянный уровень воды в паровой системе
  

• Температурные отклонения вдоль трубы вулканизации
  

Эти факторы создают неравномерную энергию отверждения, в результате чего участки кабеля становятся непоперечными.

4. Колебание напряжения от вышестоящего производственного оборудования

Одной из наиболее упущенных из виду проблем в производстве XLPE является механическая стабильность вышестоящего оборудования.

Колебания напряжения - от устаревших установок или несинхронизированных питающих машин - вызывают:

• Изменение толщины стены изоляции
  

• Изменения времени пребывания расплава
  

• Растяжка полуотвержденной изоляции
  

• Микроскопические пустоты в слое XLPE
  

Современные заводы в настоящее время заменяют старые механические выплаты бесшахтными системами с управлением ПЛК для поддержания стабильного напряжения на каждом этапе.

5. Неправильная скорость линии и непоследовательное время пребывания

Для каждого соединения XLPE время выдержки внутри отверждающей трубки должно соответствовать скорости разложения пероксида. Когда скорость линии не соответствует требованиям отверждения:

• Слишком быстрая = недосшитая изоляция
  

• Слишком медленно = частичное предварительное обжигание или неравномерное выгорание перекисью
  

Оба негативно влияют на содержание геля и производительность изоляции.

2. Что полевые исследования говорят нам о дефектах перекрестных связок XLPE

Недавние данные, собранные с кабельных заводов в Азии, Европе и на Ближнем Востоке, подчеркивают четкую тенденцию: большинство дефектов XLPE
not uniform across the insulation layer. Instead, they appear as microscopic pockets where cross-linking was never fully completed.

Эти микродефекты часто коррелируют с:

• Локальные перепады температуры во время экструзии
  

• Мгновенные всплески напряжения
  

• Пульсация плавления из-за изношенных винтов
  

• Давление пара падает во время отверждения
  

• Вариации влажности материала
  

Когда заводы с более старым оборудованием сравниваются с модернизированными объектами, разрыв в производительности поражает:

• До
  40% higher gel-content stability

• До
  30% lower scrap rate

• До
  50% fewer failures in heat-shock and aging tests

Эти данные побудили многих производителей сосредоточиться на механической стабильности, особенно на контроле натяжения, в качестве основной стратегии улучшения качества изоляции XLPE.

3. Как современное оборудование улучшает стабильность перекрестных соединений XLPE

Для устранения сбоев кросс-линковки ведущие производители кабелей инвестируют в модернизированные производственные системы. Несколько инноваций напрямую уменьшают коренные причины плохого отверждения.

1. PLC-интегрированные системы управления выплатой и напряжением

Современный бесшовный
payoff units with PLC-closed-loop control maintain precise tension, reducing insulation deformation and stabilizing melt pressure during extrusion.This directly improves cross-linking uniformity.

2. Высокоточный контроль температуры в экструдерах

В экструзионных линиях нового поколения используются:

• Многозонные ПИД-контроллеры
  

• Высокопроизводительные обогреватели
  

• Оптимизированные конструкции винтов
  

Они поддерживают температуру расплава в пределах ±0.5C, устраняя тепловые колебания во время разрушения пероксида.

3. Цифровое регулирование давления пара на линиях CV

Модернизированные системы отверждения имеют:

• Цифровой контроль давления в реальном времени
  

• Автоматическая компенсация пара
  

• Улучшенное управление конденсацией
  

Они создают более последовательную энергию отверждения вдоль трубки вулканизации.

4. Расширенный мониторинг и регистрация данных

Некоторые заводы теперь используют интегрированные датчики и программное обеспечение для отслеживания показателей содержания геля в процессе производства, что позволяет в режиме реального времени корректировать дефекты до образования дефектов.

4. Руководство по устранению неполадок: как исправить плохое перекрестное связывание XLPE

Ниже приведен структурированный контрольный список, используемый профессиональными инженерами при диагностике проблем перекрестных ссылок:

Шаг 1: Оцените производительность экструдера

• Контролируйте температурную стабильность с течением времени
  

• Проверить скорость срабатывания обогревателя
  

• Проверьте термопары на износ
  

• Испытание на превышение или колебания температуры
  

Шаг 2: Оцените пластификацию расплава

• Выполните анализ износа винтов
  

• Проверьте уровень влажности в смеси XLPE
  

• Оценка однородности смешивания и подачи
  

Шаг 3: Проверьте работу отверждающей трубки

• Проверьте стабильность давления
  

• Проверьте наличие капель воды или конденсата
  

• Убедитесь, что клапаны и датчики давления откалиброваны
  

• Обеспечьте правильный профиль температуры отверждения трубки
  

Шаг 4: Аудит восходящего оборудования для колебаний напряжения

• Измерьте постоянство натяжения в точках выплат
  

• Проверка синхронизации между машинами
  

• Проверьте тормозные системы и серводвигатели
  

• Реконструкция направляющих и разматывающих систем
  

Шаг 5: Подтвердите скорость линии по сравнению с требованиями к отверждению

• Сравните фактическое время выдержки со спецификациями материала
  

• Проверка согласованности на протяжении всего производственного цикла
  

• Рекордные колебания скорости при отверждении
  

Этот пошаговый диагностический подход устраняет перекрестную неопределенность и создает предсказуемое качество продукции.

5. Заключение: Ключом к лучшему перекрестному связыванию XLPE является стабильность процесса

Плохая сшивка XLPE редко вызвана одним только сырьем. Вместо этого это происходит из-за сочетания механической, термической и химической нестабильности по всей производственной линии. На заводах, которые занимаются модернизацией контроля натяжения, модернизацией зон экструзии и стабилизацией среды отверждения, постоянно наблюдаются резкие улучшения содержания геля, нормы брака и долгосрочной надежности кабеля.

Поскольку спрос на MV и HV кабели продолжает расти, инвестиции в стабильные технологии производства больше не являются необязательными - это основа конкурентоспособного производства. Улучшение качества сшивки XLPE укрепляет техническое преимущество завода и напрямую способствует долгосрочному успеху на рынке.