中高压交联电缆硫化工艺计算软件说明书.docx

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中高压交联电缆硫化工艺计算软件说明书

中高压交联电缆

硫化工艺计算程序

用户指南

激活能量

交联反应的关系式：

dx/dt=k（1-x）

K是一个温度函数：

k=koexp（-Ea/RT）

这个参数表示：

Ea/R[Ea/R]=K

计算模式[扩展模式]（输入）

计算模式详细说明，如何设定优化的参数。

在正常模式下，将计算出生产线的速度和正常生产时的温度设定值。

在简要模式下，将计算给定温度的生产线速度，如果是那样的话仅计算速度，也就是可以保证充分地交联度。

在模拟模式下，是将速度和温度给定进行模拟运算。

在半配方模式下计算时只给出正常生产阶段的结果，而在全配方模式下则可以提供各个阶段的生产工艺参数。

硫化计算菜单

点击不同的子菜单项目，可以进行硫化工艺参数的计算（停止）

清除-按钮

可以从现有生产线中将选定的部件进行移除。

冷态直径D（冷）

在室温下，交联线芯的冷态直径。

导体直径[mm]（输入）

导体直径也指在绕包半导电尼龙带之前的直径，半导电尼龙带必须包括在导体屏蔽层内[****]。

因为扇形分裂导体的直径，包带是必须被使用并计算在内的。

导体有效截面[mm2]（输入）

导体的有效载面是指电力（热量）传输的有效载面。

在许多案例中导体绞合后的有效截面是导体相应直径的（80~90）%[****]。

导体初始温度[℃]（输入）

导体初始温度的定义是在没有过十字机头前的温度。

当在不使用导体预热器时，可以输入室温代替。

铜导体的预热温度可以加到xxx℃，铝导体的预热温度可以加到xxx℃，但是预热的温度值由于制造方自行选定。

导体材料[AL/CU]（输入）

导体材料可以选择铝（AL）或铜（CU）。

铜导体需要相对高50%的加热能量，也就是说铜导体的生产线速度相对铝要慢。

导体屏蔽层挤出量[kg/hr]（输出）

导体屏蔽层挤出量是生产阶段线速时的一个大约出胶量[****]。

与材料、设备等各方面的

因素有关[****]。

导体屏蔽层挤出速度[rpm]（输出）

导体屏蔽层的挤出速度是一个大约的转动速度。

计算值基于挤塑机的出胶曲线，详见挤塑机的出胶量介面[****]。

导体屏蔽层挤出温度[℃]（输入）

导体屏蔽层挤出温度定义为融体在通过十字机头时的温度。

值可以被任意输入也可通过出胶量曲线自动计算，详见挤塑机的出胶量介面[****]。

代表性的融体温度在120~145℃间。

导体屏蔽层材料[-]（输入）

导体屏蔽层材料可以从被给定的列表中进行选取。

每一种材料有一个材料参数文件，可以通过修改材料参数的介面窗口中查看[****]。

如果要选用的材料没有在列表中找到，可以选用默认的导体屏蔽材料DEF_SCN。

导体屏蔽层厚度[mm]（输入）

导体屏蔽层厚度是一个冷态的平均值。

冷态与热态挤出值之间的区别可以通过收缩率进行计算[****]。

可能半导电尼龙带被包括在这层厚度内。

详见导体屏蔽层挤出出胶量[****]。

管路内部直径[mm]

悬链线部件的管路直径[mm]。

管路的数值在选区中后，可以在悬链线结构窗口中被更改[****]，在主窗口[****]或管路定义窗口中[****]。

管路长度[m]

悬链线管路的长度在选中前，在悬链线结构窗口或主窗口中修改[****]。

管路温度[℃]

悬链线管壁温度值可以在主窗口或管路定义窗口中修改[****]。

同样温度斜率也能在管路定义窗口是修改。

悬链线管路

悬链线的每一个管路部件可以被看到，它们的值可以直接或在管路定义窗口中被修改[****]。

悬链线的结构可以通过悬链线结构窗口建立[****]。

删除配方

删除任意一个指定的配方。

就像在Windows程序中删除一个普通文件一样。

删除-按扭

在可见的材料名称栏内删除一个材料[****]，就按这个按扭。

最好不要删除硫化程序自身所提供的材料。

结束阶段冷却时间[min]（输出）

在经过冷却硫化阶段后就进入结束冷却阶段。

冷却是为了降低经过硫化电缆的温度，降低融

点，这个阶段同样需要加压。

这些参数在全配方模式计算中都给出了（详见硫化计算模式[****]）。

结束硫化时间[min]（输出）

为了保证停车时在硫化管内的线芯交联度合格，必须使用线芯有一个硫化的时间。

这些参数在全配方模式计算下给出（详见硫化计算模式[****]）。

结束阶段加热管温度[℃]（输出）

为了保证结束阶段硫化管内的线芯交联度合格，必须保证有一定的管道加热温度。

这些参数在全配方模式计算下给出（详见硫化计算模式[****]）。

下封闭

下封闭是指悬链线的尾部（例如下封闭的位置）

估计导体所受压力[N/mm2]（输出）

在冷却管内绝缘冷却收缩。

因而导体有轴向压力，这将影响电缆剪切后中心向轴向收缩。

这个可以通过在线松驰装加以控制，这个参数是一个压力的估计值。

退出程序

关闭硫化工艺计算程序。

退出-按扭

同意关闭这个窗口点击退出按扭。

输出配方

输出配方参数到（PSU）系统。

参数用于电缆的生产。

如果数据线没有连结，输出功能将不能被实现。

伸长尺寸窗口

伸长尺寸窗口显示每一层的热伸长尺寸能过X光测试系统（在十字机头后0.5m处）。

挤塑机出胶量最大值

出胶量相应于最大的运行转速（rpm）。

挤塑机出胶量最小值

出胶量相应于最小的运行转速（rpm）。

挤塑机出胶量窗口

挤塑机出胶量窗口定义挤塑机的型号，出胶量和融体温度。

参数用于计算生产线大约的转速、融体渡和出胶量限制。

.

挤塑机转速最大值

所选挤塑机的最大转速。

挤塑机转速最小值

所选挤塑机的最小转速。

挤塑机的选择列表

列出可供选择的列表。

点击下拉菜单选择你想要的挤塑机型号。

限制生产线速的因素[-]（输出）

限制生产线速度的因素有：

加热功率（如交联度），冷却功率（如导体的出线温度），挤塑机出胶量，牵引的最高线速等。

气体冷却装置

气体的冷却基于氮气的循环。

气体的流动方向通常是向中心移动，气体循环可以同时冷却电缆的表面和部分冷却管。

气体冷却区不仅可以冷却冷却区域同时也可以降低预冷段的温度。

循环的气体可以带走部分加热的气体。

气体松驰装置

气体松驰装置可以被应用于VCV线和CCV线。

硫化管的温度最高可以设定450℃，但通常采用稍低的温度生产。

图形显示/交联度

运行时的交联度。

计算前应选择一个合适的过氧化物分解量，通常是指绝缘层的过氧化物分

解量。

通过图形可以观察从导体至绝缘屏蔽间内部的线芯交联模拟曲线。

图形显示/外径

运行时的实际外径，表现为线径的膨胀和收缩。

主要是绝缘层的变化。

直径值在计算结束后可以得到，但不要在没有重新计算的情况下修改配方的参数。

图形显示/表面温度

生产运行时的绝缘屏蔽表面温度。

图形显示/导体温度

运行过程中导体的温度。

铜的热导性为2000次比铝的热导性1000次要好，聚合物的热导性最差。

因此代表性的导体温度可以假定是一个恒量。

图形显示/长度

显示当前经过管路的距离。

图形显示窗口

图形显示窗口显示当前管路中的导体温度，绝缘温度，表面温度和中心的交联度纵座标表面温度值0~300℃和交联度0~100%。

用蓝色虚线区分管路的组成。

鼠标指针可以通过移动、点击来锁定和释放。

加热区

加热区的运用直流电流加热。

温度由于加热管辐射至电缆的表面在热量在管内自然对流。

通

常CCV线有6-12节加热管，VCV线有3-6节加热管。

帮助

点击帮助将显示硫化程序的帮助文件。

热态直径D（热）

通过X光测量设备显示。

热态厚度Th（热）

通过X光测量设备显示每一层的厚度。

电感加热器

自然段即无加热装置也无冷却装置。

它的温度通过第1个小时的运行基本保持稳定。

通常存在轴向倾斜。

通过管路定义窗口可以设定[****]。

绝缘屏蔽层挤出速度[rpm]（输出）

绝缘屏蔽层挤出速度是一个大约的速度。

计算值是基于挤塑机的出胶量曲线。

插入-按扭

是为了插入一个部件在现在线结构中，当你想增加一个新的部件，点击插入按扭。

绝缘层挤出出胶量[kg/hr]（输出）

绝缘层挤出出胶量是相应于生产的线速度的。

是指的绝缘材料的挤出重量。

绝缘层挤出转速[rpm]（输出）

绝缘层挤出转速是一个大约的速度，计算值基于挤塑机的出胶量曲线。

绝缘层挤出温度[℃]（输入）

绝缘层挤出温度定义为融体出十字机头时的温度。

数值即可直接输入也可以由挤塑机曲线自动输入。

通常融体温度在120~145℃之间。

绝缘层材料[-]（输入）

绝缘层材料可以在给出的材料列表中进行选择。

每一种材料均有一个参数文件，参数文件可以村材料参数窗口中修改。

如果要使用的材料没有在列表中找到，可以使用默认的材料参数文件DEF_INS。

绝缘层厚度[mm]（输入）

绝缘层厚度是一个平均冷态的值，冷态与热态的不同可以通过收缩率进行计算。

绝缘屏蔽层挤出出胶量[kg/hr]（输出）

绝缘屏蔽层挤出出胶量相应于生产速度。

是指的绝缘屏蔽材料的挤出重量。

绝缘屏蔽层挤出温度[°C]（输入）

绝缘屏蔽层挤出温度定义为融体出十字机头时的温度，。

数值即可直接输入也可以由挤塑机曲线自动输入。

通常融体温度在120~145℃之间。

绝缘屏蔽层材料[-]（输入）

绝缘屏蔽层材料可以在给出的材料列表中进行选择。

每一种材料均有一个参数文件，参数文件可以村材料参数窗口中修改。

如果要使用的材料没有在列表中找到，可以使用默认的材料参数文件DEF_INS。

绝缘屏蔽层厚度[mm]（输入）

绝缘屏蔽层厚度是一个平均冷态的值，冷态与热态的不同可以通过收缩率进行计算。

最后三个目录

最后三个目录显示的是你最近访问的三个配方文件，点击可以直接载入。

悬链线结构窗口

悬而未决链线结构窗口是用于配置一条悬链线的结构。

每一个部件都有型号、长度、温度、温度倾斜和轴向气流速度。

主窗口

主窗口包括了电缆的结构和悬链线的结构，以及计算模式。

其它窗口通过下拉菜单激活。

材料参数窗口

材料名文本框

材料名称也就是材料文件名，名称的长度不能超过8个字节。

材料-按扭

通过点击这个按扭，可以卷动可以用的材料，材料名称在材料名文本框内可见。

最大电缆表面温度[℃]（输入）

最大电缆表面温度是指半导电材料所能抵抗的最高温度。

材料的热降解依靠温度和时间。

通常来可剥离的材料温度在300℃，可剥离材料的温度在275℃。

最大的导体出线温度[℃]（输入）

最大的导体出线温度是指当导体出下封闭时的导体最高温度。

如果出现温度过高，绝缘内就可能出现气泡，因为这时的绝缘太软不能抵抗正常气压下的扩张。

最高加热区温度[℃]（输入）

最高加热区温度是指最高允许温度，这是硫化管所能承受的。

在多数情况下是450℃，这个参数可以在加热文件中加以限制。

最高线速[m/min]（输入）

最高线速是指在最高档位下的最快速度。

融点上限

融点的最高上限[℃]

融点下限

融点的最高下限[℃]

融体温度最大值

融体温度相应于最高的运行转速。

融体温度最小值

融体温度相应于最小的运行转速。

熔融-按扭

悬链线内绝缘下垂是与绝缘的温度和交联度相关的。

XLPE（LDPE）在低于120℃时是不会出现下垂的。

同样交联开始后也不会出现下垂现象。

点击熔融-按扭显示的是温度=120℃和交联度在50%时的轮廓线。

水平轴是残余的距离L，而纵轴是现在范围。

底部是导体表面，顶部是中心表面。

再次点击移除这些轮廓线。

信息文本栏

这个文本框是显示输入框的简短信息。

当指向输入框时就会显示信息。

最小过氧化物分解量[%]（输入）

最小过氧化物分解量是反应交联反应必需的过氧化物分解水平。

过氧化物分解依靠温度和时间以及加速反应的温度。

分解动力在每一种材料参数中提供了。

通常4个半半衰期（大约95%）就足够了。

注意热凝固不是唯一的参数。

载入-按扭/挤塑机出胶量窗口

硫化计算时通过这个按扭选择相配的挤塑机。

自然段（接合）

自然段是一个不加热也不冷却的部件。

它的温度是运行时第1个小时内通过加热管传热获得并保持一定的水平。

新建配方

新建配方可以清除主窗口中的悬链线结构，电缆参数和挤塑机等，以便重新配置结构。

向后-按扭/挤塑机出胶量窗口

通过点击这个按扭可以更换挤塑机。

向后-按扭/材料参数窗口

通过点击穿这个按扭可以卷动查看材料的热导参数、比热和密度。

经选择的参数分别列出不同温度下对应的参数，参数的名称可以在文本框内显示出来。

备注文本框

用于填写备注文本，备注打印时显示在配方的最下方。

备注

备注窗口用于记录简短的信息，存储在配方文件中。

好-按扭

通过点击这个按扭离开本窗口。

打开配方

打开任何一个现有的配方文件，与在Windows应用程序中打开文件一样。

出胶量与融体温度曲线

显示在螺杆运行时的融体温度和出胶量的关系曲线。

曲线是基于平均的挤出量，计算的结果可能不是非常的精确。

参数列表输入框

在此输入要填写的参数值。

参数列表窗口

参数列表窗口包括输入与计算的参数值，这些参数经常有较少的变化。

列表包括过程限制，起车和停车参数和一些预热的参数。

参数类型文本框

文本框指出参数曲线（如热导性、比热和密度）

参数值列表

列表内容是现有参数曲线的参数值。

参数（比热、密度和导热性）表示为分段的线性曲线。

过氧化物热分解dH

过氧化物分解需要损耗热。

这个参数的关系是热/质量单位dH,[dH]=kJ/kg

中点控制器

中点控制器包括传送装置和接收装置，分别安装在一节管路的法兰两端，通常的长度是150mm距离相隔6m，没有温度加热系统。

预热器#1净功率[kW]（输出）

预热器#1净功率计算的是导体可以接收的发热能量。

计算是基于导体的初始温度，以及假定的室内温度。

注意反馈的功率一般偏高，因为变压器的功率大约是95%，线圈功率只有30%，这取决于它的尺寸与线圈，以及导体的规格与材料。

预热器#2净功率[kW]（输出）

预热器#2是指在过十字机头后的预热。

预热器#2的净功率是依据导体所接收的热量计算的。

计算是基于预热器#2的温度增加值。

注意反馈的功率一般偏高许多，因为变压器的功率大约是95%，线圈功率只有10-20%，这取决于线圈的尺寸圈，以及导体的规格与材料。

打印配方

在打印机上打印当前的配方。

必须有默认的打印机。

如果你想更换打印机，首先应更改你的默认打印机。

生产线速度[m/min]（输出）

在正常、简单模式下生产线速度可以被计算出来，在模拟模式下需要你输入一个生产速度（生产速度必须适当），那样才能保证足够的交联度。

同时不能超过挤塑机的最大出胶量与转速和导体的出线温度也不能过高。

轮廓-按钮

点击轮廓-按钮将显示绝缘层是心的温度（红）和交联度（蓝）。

（例如水平轴是导体表面至绝缘屏蔽表面这个范围）当鼠标移动时曲线将适时不断地更新变化。

轮廓图形只能在经过计算后才能显示，在重新计算后不能修改配方。

最大反应速度常数ko

交联反应的关系式：

dx/dt=k（1-x）

K是一个温度函数：

k=koexp（-Ea/RT）

这个参数是：

ln（ko）[ko]=1/s

配方名称

配方是一个文件包含输入的数据和硫化程序计算的结果。

配方包括两个文件：

配方文件的扩展名为.REC和图形文件的扩展名.CRV。

配方可以被存储在任何一个目录里，配方名称不可超过8个字节。

配方库菜单

移除-按钮

在现有结构中移除一个部件时点击移除按钮。

计算结果窗口

计算结果窗口显示时间、到机头的管路长度、管路温度、线芯各层温度、交联度和每一个部件的冷却/加热功率。

结果列表/导体温度Tc[°C]

在部件尾部的导体温度。

铜的导热系数是2000次比铝1000次要好，铜、铝的导热性都优于聚合物。

因此导体的温度可视为常数。

结果列表/交联度Xd[%]

部件尾部的交联度（依据过氧化物的分解率）。

计算前应选择一个合适的过氧化物分解量，通常是指绝缘层的过氧化物分解量。

通过列表可以观察从导体至绝缘屏蔽间内部的线芯交联模拟曲线。

结果列表/加热功率P[kW]

在管路中加热是对绝缘层中心的（冷却是从绝缘中心）。

加号表示加热，值是一个功率值。

结果列表/绝缘温度Ti[°C]

在管路尾部绝缘中心点的温度。

文件LH_TECH.TXT指出了这个需要的值，中心点被设定为（默认值）。

导体表面=0.0，中心点=0.5，线芯表面=1.0。

结果列表/线的长度[m]

部件距离机头的长度。

结果列表/部件型号

悬链线的部件。

详见悬链线结构窗口。

结果列表/表面温度Ts[°C]

管路尾部的线芯表面温度（绝缘屏蔽表面）

结果列表时间t[min]

在生产速度下从机头到管路尾部的时间。

保存配方

使用当前的配方名称保存配方，如果你想改变配方名称，使用配方另存为…。

配方另存为...

使用新的名称保存配方。

保存-按钮

修改材料参数值时用于保存当前名称或新名称文件。

如果使用新名称，那么这个名称将出现在名称提示文本框内。

在点击这个按钮前需在注意新的名称长度不可超过8个字节。

卷动-按钮

卷动按钮可以垂直卷动。

管路定义窗口

在这个窗口中管路的结构可以被修改。

管路的直径、温度及温度倾斜度以及气流的速度甚至型号都可以被改变。

通过双击管路图形即可以需要的管路段载入到主窗口的悬链线结构配置中。

管路的气流速度[m/s]

悬链线管路的气流速度，这个参数只可以部件定义窗口中修改。

参数用于气体冷却的管路配置中。

部件的温度梯度[℃/m]

悬链线管壁的梯度值只有在部件定义窗口中修改。

减号表示减少的温度。

部件的型号/部件定义窗口

通过点击管路的图标来更换型号。

部件型号帮助文本

当你在管路结构窗口中点中部件时，部件的名自然数就会显示出来。

选择挤塑机的型号

文本显示当前挤塑机的型号。

挤塑机型号可以从挤塑机选择列表中改变选择。

收缩率值Sh（%）

通过X测量设备可以得到室温下每一层的值。

开始硫化计算

激活硫化计算程序，在开始计算前请输入参数和选择计算的模式。

硫化计算可以被中止通过停止硫化计算菜单。

开始阶段加热管温度[℃]（输出）

开始阶段的加热管温度可以通过正常生产的速度被计算出来。

要计算这个参数请使用全配方计算模式。

开始生产速度[m/min]（输出）

开始生产速度的计算可以保证斜坡升速时的线芯产品质量。

这个参数的获得请使用全配方计算模式。

开始生产速度最小值[%]（输入）

开始生产速度最小值是一个输入的参数，它是正常生产速度的百分数。

这个参数是保证起车升速时的线芯品质的。

这个参数的获得请使用全配方计算模式。

停止硫化计算

用于停止硫化计算程序的。

可以在任何时候停止。

在硫化计算期间可以使用其它的任何功能。

系统配置

只用于配置，不经常使用。

系统信息

系统信息用于显示当用硫化计算的版本。

温度值数列

数列包括现有参数曲线的温度值。

参数（比热，密度和导热系数）被表示为分段的线性曲线。

管道压力[bar]（输入）

管道的压力指明了硫化管道内的压力，通常保持在10bar。

使用T（n）曲线-复选框

如果这个复选框被选中，硫化计算运用融体的温度曲线来更新挤出温度。

其它

版本文本框

显示硫化程序建立时的时间和版本号。

水冷却区

水冷却区是基于循环水系统的。

流向是与线芯移动的方向相反的。

对流速度快以致线芯进入冷却管的第1米就可以降到水的温度。

当水离开管道的时间，水已变得温热。

这可以引入

一个温度倾斜的参数，详见部件定义窗口。

水松驰区域

可能水松驰区域位于水冷却管的中间，管路的温度依靠管路的电压，但通常限制在170℃（在10bar压力下178℃的温度水就会蒸发。

功能表菜单