11. 5 纸绝缘电缆
11. 5. 1 纸 绝 缘
由于在某一范围内， 绝缘纸的强度随着湿润程度而升高。 所以， 在将纸带送到
包带机上之前， 要将纸带在温度和湿度可控的房间里放置一段时间。 这一步骤确保所有纸张在应用到电缆上时都是同样的状态， 同时在纸绝缘中也更整齐。 同样也使得扇形导体成缆时， 纸张不会起皱。
11. 5. 2 纸张绕包
要获得最佳的电气强度， 纸绝缘必须绕包紧密、 没有起皱以及其他包带层的不整齐引起的物理缺陷， 就要考虑在整个包带过程中控制张力。 紧密、 自动的控制是必须的。
在一个方法中， 纸卷里的纸带通过一个滑轮， 滑轮与一个转动方向和进带方向相反的电动机电枢连接。 只要进纸， 自由转动的电枢就会反向转动， 与电动机转矩相背。 因此滑轮就对纸带一直有一个向后的恒定的力。 必须调校转矩以得到合适的张力。 图 11- 12 就是一个包带机。
图 11- 12 包带机
11. 5. 3 成 缆
把单根的绝缘导体绞合成二芯、 三芯或四芯电缆需要一个大型的成缆机。 支架有可能是固定不动的， 也可能是为了适应大直径的电缆轴盘做行星运动的。 这样降低了纸带受到的弯曲应力。 用装置来固定支架间较小的电缆线盘， 这些线盘可以用于填料、 较小的电缆， 如光缆或者管道。 小包装的填料也可以用锭子安置。 在安放扇形导体到合适位置的时候， 可以使用导轨和引线。 在导轨后面， 装有机头， 用来将纸带包到无屏蔽电缆上， 如果是带屏蔽的电缆就用复合粘合带。
如果使用金属复合粘合带， 在机头需要插入新的一卷时， 就要点焊连接。 电缆用一个大绞盘收到收线盘上。 绞盘和浸渍线轴的大直径可以减小绝缘的弯曲应力。
11. 5. 4 浸渍材料
过去这些年来， 纸绝缘电缆使用的浸渍物质有很多种。 包括：
● A 型： 未混合的环烷基矿物油。
● B 型： 加入纯化松香的环烷基矿物油。
● C 型： 加入高分子量聚合物的环烷基矿物油。
● D 型： 加入纯化松香的凡士林。
● E 型： 聚异丁烯。
将整个纸绝缘电缆用绝缘油浸渍效果比单个组件分别浸渍好， 由此带来的好处如下：
1） 初始电阻率高。
2） 高温下劣化速度慢。
3） 功率因数低。
4） 功率因数- 温度曲线很平滑。
5） 电离系数低。
研究表明， 从电学和化学角度来说， 未混合的矿物油是最稳定的。 石油中的天然抗老化剂提供了高耐氧化性。
这种抗老化剂是在石油中自然产生的复合树脂。 在炼化过程或中， 大部分复合树脂都被除去了， 因为这也是杂质。 如果是过度精炼的石油， 会除去所有这些抗老化剂， 得到的就是具有高电性能但品质不稳定的清澈油品。 这些树脂从油中吸收氧从而防止氧化降解， 起到抗氧化剂的作用。 这种油品的精炼过程中， 在高电性能和高耐热性之间必须有一个良好的平衡。 中压电缆使用浸渍油大多是 A 型的。 B 型、
C 型和 D 型比 A 型黏度高， 适用于高落差的电缆， 其中 C 型是最常用的。
从 1980 年以来， 最常用的是人工合成的聚异丁烯。 由于这不是油， 更适合称为充流体电缆。
11. 5. 5 干燥和浸渍
如果选材适当、 结构合理， 成品纸绝缘电缆的性能就主要受干燥和浸渍过程影响。
实验表明， 在加热和曝露在空气中的情况下， 绝缘性能下降很快。 纸绝缘电缆中残留的空气和湿气也是有害的。 所以必须在一个密闭的系统中对电缆进行干燥和浸渍。
这个密闭系统的工作原理如下：
1） 真空环境中， 浸渍油从一个真空罐输送到另一个。
2） 浸渍过程中流体压力要高 （85 ～ 200lbf / in2 ）。
3） 浸渍油完全除气除湿。
4） 真空度要高 （1mm 或更低）。
如果工厂里使用的浸渍油品种不止一种， 每种材料都要用分别指定的罐子。
在输送到浸渍罐以前， 油品要在蒸汽夹套储存罐中预先加热， 储存罐是真空的。 加热过程中需要搅拌， 使温度均匀。
在蒸汽夹套真空罐和加压的浸渍罐的中央， 都有一根直径比浸渍罐中轴略细的
蒸汽夹套圆柱。 这样可以减小每个浸渍工序中加热的油品的量。 在圆柱顶部， 装有很大的圆形挡板。 当油品进入罐中， 就会撞击挡板形成薄膜。 这样油品就二次脱气了。
纸绝缘浸渍的过程分为两步。 第一步， 油从绝缘外面到导体之间来回流动， 这个过程要施加真空。 第二步， 油品渗入到绝缘纸的纤维之间， 这个过程需要加压。
11. 5. 6 浸渍油的处理
在浸渍过程中， 油品被反复加热， 这样性能损失很大。 工厂经常会建立一个设备来对油品进行条件处理， 保证品质的均一。 每一个真空操作都是在精确的绝对压力下进行。 自动控温电子加热器保持每一步操作的最佳温度。 使用这些设备以后，油品就会保存得与新的一样。 经常与浸渍控制一起使用， 保证电缆品质的一致性。
11. 5. 7 浸渍控制
在实心纸绝缘电缆生产中， 经验告诉我们， 要建立每一步骤的标准时间来规范干燥和浸渍过程。 根据电缆的实际规格和种类， 对规定略作修整。
由于材料和生产的差异， 在电缆进行干燥和浸渍过程中进行绝缘测试。 这种控制由周期性读数构成， 能给出温度和浸渍程度的精确测量值。 这样就能在整个浸渍过程中对每一步骤进行监控。
当电缆放置在浸渍罐中时， 在电缆两端上安装可拆除的电气连接， 而罐子上则是永久终端。
导体电阻被换算成导体温度。 知道浸渍油的黏度- 温度关系后， 将这些数据结合起来， 就能控制油品的浸渍能力。 干燥度是通过测量连续的交流电容值而得到的。 通过测量交流电容可以得到浸渍度。 测量导体温度可知道是否彻底冷却。
11. 5. 8 冷却工序的控制
按照一定速率均匀冷却能获得高品质的纸绝缘电缆。 为此， 可以在浸渍系统中安装一个制冷设备。 这样工厂就能不受供水温度影响来对浸渍电缆实行规定速率的冷却。
浸渍工序完成后就要进行冷却。 有控制地将整个罐子温度下降到室温。 当电缆密封在罐中时， 降温是平缓的。 打开密封， 涂敷了厚厚一层浸渍油的电缆就被送去做压铅或其他护套工序。
过去中压电缆常用的压铅机可以在 3000t 压力下挤铅。 在与每台压铅机相连的熔炉中有最多 2000lb 的铅。 这么大容量的好处是可以减少不可避免的中断。 中断时间可能有数分钟， 这段时间里， 电缆在模具中经受高温。 连续挤出工艺就是这么产生的。
带自动控温的熔炉将铅保持在合适的熔融状态。 一台搅拌器使金属保持运动而无间断。 将熔体上面的熔渣 （ 氧化铅） 除去。 铅液上面施加惰性气氛， 比如二氧化碳或者氮气， 可以减少氧化铅的产生。
在加铅护套的时候， 浸渍过的电缆会通过与加压圆柱相连的钢制模具。 模具有
一个直径仅容缆芯通过的模芯， 还有一个外径与护套直径一样大的硬模。 用液压桩锤或者活塞对塑性状态的铅施压。 在 375 ～ 400 ℉之间， 将铅从圆筒里面挤出来进到模具， 包到缆芯外部。 铅在电缆外面被挤压成一个厚而连续的均一的护套。 铅管后面的压力驱使电缆通过模具。
向圆筒充铅的时候， 铅会满溢出来， 溢出的铅会凝固。 溢出的铅会被一个机械的铡刀或收割装置撇去， 直到与圆筒在一个平面， 这样就把氧化物去除了。 液压桩锤， 有一个圆形的突出部分， 立刻就被放到铅的表面。
压铅就开始了， 一定数量的铅套管就被挤出， 对它进行检查， 查看晶体结构、接合、 延展性是否合格。 电缆开始通过压铅工序后， 会切取一段电缆样品， 查看同心度。 电缆离开模具后会被冷却， 然后按照要求施加护套或者油膏。
使用桩锤和充满液铅的容器的不连续式挤出压铅大多已经被连续挤出机替代了。 连续挤出机的螺杆是垂直的， 从底下喂铅。 挤出温度大约是 300℃ 。