1+2/10kv交聯機組是生產0.5～10kv的高壓交聯聚乙烯絕緣電纜的設備。裸線通過放卷、前牽引、內屏蔽包復、絕緣包復、外屏蔽包復、電加熱水槽(工藝水溫為60-130度)、計米印字、后牽引、收卷后成為高壓交聯聚乙烯絕緣電纜。整個生產工藝過程要求各個傳動點具有極高的同步性、可靠性及穩定性。
2 系統基本構成及變頻電氣系統配置
2.1 系統基本構成
1+2/10kv交聯機組主要由:2500主動門式放線架或無軸放線架(兩臺)、800kg氣動履帶牽引機(前牽引)、65/25內屏蔽擠出機(65機)、120/25絕緣擠出機(120機)、90/25外屏蔽擠出機(90機)、電加熱循環冷卻水箱、水槽、吹干裝置、計米印字、1600kg氣動履帶牽引機(后牽引)、2500門式收排線或無軸收線架(兩臺)，其主要技術參數如附表所示。
2.2 變頻電氣系統配置
機組電機均采用380v普通三相交流異步電動機。變頻器均采用原裝進口日本日立工程型無速度傳感器矢量控制sj300系列變頻器:前牽引為sj300-055hfe，功率5.5kw;65機為sj300-300hfe，功率30kw;120機為sj300-750hfe，功率75kw;90機為sj300-550hfe，功率55kw;后牽引為sj300-110hfe，功率11kw。溫度控制采用日本理化rkc智能型數字調節器rkc-ch402控制。聯控同步控制采用我公司自行開發的tb-m/7系列同步控制器(可擴展出17路模擬同步信號)。另外各個擠出機螺桿轉速顯示儀表及計米器和線速度顯示儀表，采用我公司生產的三位半數字表頭和數字智能儀表。
機組電氣控制系統由5臺國標ggd電控柜構成:前后牽引同步控制柜、65內屏蔽擠出機加熱調速控制柜、120絕緣擠出機加熱調速控制柜、90外屏蔽擠出機加熱調速控制柜、水箱水槽加熱控制柜。
3 控制方案
根據高壓交聯聚乙烯絕緣電纜生產工藝要求，機組電氣控制系統核心為:前后牽引之間的同步張力控制，各擠出機主機電機之間的同步運行比例控制，兩臺牽引與3臺擠出機之間的同步及運行比例控制。
附表 主要技術參數
電氣控制系統主控原理圖如下圖所示。
圖 1+2/10kv硅烷交聯機組變頻控制原理圖
生產工藝要求系統能夠實現每臺變頻器都具有手動單開、聯控同步，而且在同步運行過程中，調節同步總給定電位器rp1時，各電機速度由低速到高速的運行比例一致。特別是前、后牽引速度完全按照事先設定好的比例運行，確保牽引速度由低速向高速變化時前后牽引間的拉線張力恒定(后牽引為主動牽引，前牽引為被動牽引)。若電機在由低速向高速變化時速度比例出現誤差，則調節相對應的微調電位器rp2、rp3、rp4、rp5，消除誤差，保證出線質量合格。
系統設有對機組生產線速度、計米，各電機運行電壓、電流、頻率，65機、120機、90機的螺桿轉速，擠出機、水箱水槽等各個加熱點的加熱溫度(共有30個加熱點)，等各項運行數據進行實時監控的功能。同時具有過載、漏電等各種完善的保護功能。
4 設備調試及運行
按圖紙配線要求連接各電氣柜與設備連線，確保接線正確。然后按照先空載單開-帶載單開-空載聯控-帶載聯控的調試流程進行。
4.1 空載單開調試
(1) 擠出機單機調試
擠出機單機調試分為兩步，即加熱溫控調試和擠出機運行調試。
·加熱溫控部分調試:合開電源前應用萬用表檢查三相電源是否正常，正常后合上電源。轉動正面操作面板上機身、機頭電源“轉換”開關，面板上所有溫控表應上電并顯示正常的室溫。若顯示不正常，應檢查是否熱電偶開路、或信號反接，然后改變儀表溫度設定值，觀察溫控部分電流顯示及風機的轉向是否正常(水箱水槽加熱控制柜可按此方法調試)。
·擠出機運行調試:檢查電機部分接線無誤后，方可加電試運行。合上空氣開關，使變頻器上電，觀察顯示是否正常。如正常，把變頻器運行參數改為本機方式，由操作面板運行變頻器，觀察電機(空車)的轉向是否與所要求的方向一致，若不一致，應調換電機接線任意兩相(停機進行)。方向一致后，可把變頻器運行參數改為端子控制方式，然后把正面操作面板的“單開/聯控轉換開關”打到“單開”位置，按“啟動”開關，此時擠出機啟動。調節給定電位器設定螺桿速度，擠出運行，觀察螺桿轉速顯示、電機空載電流是否正常。
在擠出機單開調試正常，各溫區溫度達到設定值，恒溫半小時后即可加料帶載運行。帶載運行過程中，時刻觀察電機電流是否正常。同時校對螺桿轉速與顯示值對應(通過調整擠出機電機變頻器模擬輸出口比例增益校對)。在原料由模口擠出時觀察原料流量是否正常，塑化效果是否能夠滿足工藝要求，在運行過程中隨時調整電機轉速、溫度設定值，觀察模口出料情況及各工藝參數，達到最佳工藝效果為止。
3臺擠出機均按照該步驟進行調試。
(2) 牽引機單機調試
兩臺牽引機必須同時聯控調試。檢查電機部分接線無誤后合上空氣開關，使變頻器上電，觀察顯示是否正常。如正常，把變頻器運行參數改為本機方式，由操作面板運行變頻器，要求電機(空車)的轉向與工藝所要求的方向一致，然后把聯控柜面板上的“牽引轉換開關”打到“聯控”位置，啟動“牽引啟動”按鈕，調節“牽引給定”電位器，同時開動前后牽引機，觀察線速度表和計米表顯示并確認正常。在牽引機運行正常后，可帶載進行牽引倒線調節兩臺牽引機同步。運行過程中隨時調整“牽引給定”電位器，觀察前后牽引由低速-高速、高速-低速運行變化過程中，前后牽引間導線張力變化(在運行速度變化過程中工藝要求導線張力恒定)。
4.2 空載聯控運行調試
按接線端子接好各柜聯控電源和變頻器聯控信號線。去掉擠出機的皮帶，各個柜體面板上的“單開/聯控轉換開關”打到“聯控”位置，并確認聯控柜面板上對應聯控指示燈亮，起動聯控柜面板上的“啟動”開關，起動生產線，面板上紅色“聯控運行”燈亮。調節外部“總給定”電位器運行設備，各柜體面板上“螺桿轉速”表顯示轉速，聯控柜體面板上“線速度”表顯示調節速度(通過調整前牽引電機變頻器模擬輸出口比例增益校對)，如果各擠出機運行速度有偏差，可通過對應的“擠出機微調”電位器進行修整，直到滿足工藝要求為止。運行過程中若對應指示燈熄滅，說明變頻器故障停機，必須排除故障后再行開機。
4.3 重載聯控調試
當空載聯試正常后，可把擠出機加熱至設定的工藝參數，單獨排料后，進行重載運行。初次運行，選用廢線進行。開機后調整各工藝參數，直至滿足工藝要求。重載運行若一切正常，即可進行正常生產，生產過程中應注意觀察各電機的運行狀況，以便作以調整。
5 結束語
近幾年隨著國家第一次、第二次農網改造及西部開發的實施，0.5～10kv的高壓交聯聚乙烯絕緣電纜的市場需求量越來越大。高壓交聯聚乙烯絕緣電纜的生產有spv65+150+90干法交聯機組和1+2/10kv硅烷交聯機組兩種設備。其中1kv以上硅烷交聯電纜國內僅有上海、四川、南平三家引進了瑞士maillefer公司生產線即monlsil一步法生產線。其它生產1kv以上硅烷交聯電纜的企業80%以上均是采用1+2/10kv硅烷交聯機組進行生產。因為硅烷交聯工藝與干法交聯工藝相比具有以下優點:
·電氣設備成本低;
·維修控制簡單、方便、直觀;
·生產占用空間小;
·不需要高能源(蒸汽或氮氣)作為交聯介質。
現有國內硅烷交聯機組的電氣控制系統多為直流控制系統，通過變頻器對硅烷交聯機組的控制應用，其控制精度和穩定性完全可以取代直流控制系統。
因此采用變頻控制技術對1+2/10kv硅烷交聯機組進行控制和控制系統改造，具有極大的推廣價值。
參考文獻
[1] 我國電線電纜專用生產設備發展動向[z]. 上海電纜研究所.
[2] 日立sj300變頻器用戶手冊[z]. 日立公司編制.
作者簡介
張 根 男 現任鄭州大洋電氣自動化有限公司工程部經理，主要從事交直流電氣傳動及電氣自動化工程項目的設計和研究。