电缆铜导体的国家标准：电缆铜导体防氧化的控制方法
电缆铜导体的国家标准：电缆铜导体防氧化的控制方法▎中压电力电缆生产过程中的铜导体防氧化控制我们在日常生产观察与大量资料调研中发现，通过优质铜杆选择、有效控制拉丝工艺及乳化液浓度和温度、钝化处理铜导体绞合或束绞铜丝表面、后续工序优化处理等手段，会有效控制电缆铜导体的质量、防止其氧化，会极大的提高工作效率，减少返工频次，从而达到降低成本和提高内在产品质量的有益效果。本文中将以中压电力电缆生产为例，从铜杆抵达生产厂、储存、拉丝、绞合、内芯存放到绝缘挤出，对每个步骤有效控制措施进行分析。
金属铜原子序数为29，隶属于过渡金属，密度是8.92g/cm3，熔点1083.4℃，具有良好的导热和导电性能，但在潮湿的空气中金属铜表面与氧气发生化学反应，生成Cu2(OH)2CO3，即铜绿，通常电缆生产厂中铜氧化多显示表面发黑，正是这种铜导体表面氧化现象的存在，困扰着众多电缆企业。
我们在日常生产观察与大量资料调研中发现，通过优质铜杆选择、有效控制拉丝工艺及乳化液浓度和温度、钝化处理铜导体绞合或束绞铜丝表面、后续工序优化处理等手段，会有效控制电缆铜导体的质量、防止其氧化，会极大的提高工作效率，减少返工频次，从而达到降低成本和提高内在产品质量的有益效果。本文中将以中压电力电缆生产为例，从铜杆抵达生产厂、储存、拉丝、绞合、内芯存放到绝缘挤出，对每个步骤有效控制措施进行分析。
▎中压电力电缆生产过程中的铜导体防氧化控制
电缆用金属铜从原理上讲主要有物理方法阻隔铜与潮湿空气接触、阴极保护氧化还原法阻止铜导体氧化、化学方法在铜导体表面生产钝化膜阻止氧化，抑或在导体表面喷涂特殊液体予以保护。以中压电力电缆生产为例，每道工序防氧化控制的主要方法。
▶ 铜杆进厂前运输、检测及储存
我国大多数电缆企业用铜基本外购，而多数企业往往忽视了铜杆进厂前运输过程的控制，在江南及沿海地带（江浙、闽粤）夏季较长且多雨，铜杆基本通过重型卡车运输至公司，通过笔者了解，很多电缆企业没有制定相应的铜杆供应商运输规范、夏季雨天包装规范等制度，这使得往往出现铜杆供应商发货时铜杆表面完好无氧化发黑，而到达电缆企业用户面前时则出现铜杆表面发黑现象，带来了不必要的麻烦。
铜杆进厂检验基本依照GB/T 3048.2或电缆企业企标，有严格的程序。铜杆的储存一般电缆企业均放在仓库里，一般企业有较为严格的储存管理办法，在铜杆储存时，尤其是夏季雨天，一定要用塑料布或塑料薄膜覆盖铜杆，用最简单的物理阻隔法阻止铜杆与潮湿空气的接触制，而这一点往往受到电缆企业的忽视。在车间领用铜杆时一定要逐个铜杆卷进行肉眼检查是否有发黑现象，从生产源头加以控制。
▶ 铜杆拉丝工序的控制
本阶段以电力电缆最常用的8mm铜杆为例，如今拉丝时一般使用连续退火的铜大拉，需经过放线、拉丝与退火、冷却、烘干、收线等过程，首选选取对应规格的模具，切不可过小，如过小会强制使金属铜的晶格变异，加剧金属温度的急剧上升。
在开机前检查乳化液的浓度，确保浓度合格，在放线过程中，应保持放线张力稳定、均匀，不可过度颤动（颤动不可避免），拉丝过程中操作者应密切关注退火温度的变化，拉丝后导体硬化，延伸率变小，导体直流电阻率上升，拉丝候成圈时铜导体表面不应有残余乳化液，此处需要操作者肉眼识别，在拉丝下盘后用透明塑料薄膜密封，存放于干燥环境之中，待流转，但多数电缆企业因为嫌铜丝包薄膜麻烦而省略包薄膜工序。刚拉丝成圈的导体表面温度高于室温，如遇雨季会潜在氧化的风险。
▶ 铜丝绞合（束绞）与化学交联挤出工序
以铜丝绞合为例，在导体绞合过程中，各单丝以规则绞合或不规则绞合等方式绞合，经过各道压模后金属铜晶格改变结构，在强外力作用下，过模后铜导体温度较过模前有较大提高，尤其是紧压导体、扇形导体等，且框绞机目前无在线退火或降温装置，因此铜导体外层易氧化，在绞合前，选择合适的绞合模具、紧压轮、排线器，调整收线与放线张力，设备调整完毕后，操作者肉眼观察上盘铜丝与放线架中心铜丝的表面光洁度，确保无明显黑点，再启动机器。
一般电缆企业会在绞合工序（框绞机、笼绞机）中施加抗氧剂，抗氧剂的配方是0.3%左右的苯并三氮唑酒精溶液，操作方法是将抗氧剂融入工业酒精之中，用输液软管滴入铜丝中，滴入标准以刚好浸润铜丝为准，避免过少局部潜在氧化或过多浪费的现象发生，在所有防氧化工作准备稳妥后，再开机运转。
收线处应保证收线盘干燥，收线盘装满后，用透明塑料薄膜密封，与铜丝拉制同理，很多电缆企业也省略了此步骤，若此步骤造成铜导体氧化，对低压电缆影响尚低，对超高压电缆而言，影响则不堪设想。铜导体在经过拉丝、绞合、储存后，金属铜晶格形态已基本稳定。化学交联即在交联剂、抗氧剂、耦合剂等条件下，将XLPE均匀的挤包在铜导体上。在将装满铜导体的放线盘启动前，调整收放线张力，保证设备运行平稳。
▎总结
我国几乎所有的电缆厂都面临铜导体氧化的困扰，从金属铜化学特性讲，就是要保持金属铜的还原性。在日常生产中，采用如下措施可减少铜导体氧化的几率：
1） 选择质优金属铜杆，规范供应商运输、交货流程与制度，铜杆到公司后，采取透明塑料薄膜密封措施，铜导体拉制、绞合后都应采取透明塑料薄膜密封措施；
2） 采用合适的铜丝拉制工艺，定期检查拉丝机的退火部件，优先选择含抗氧剂的拉丝油，定期检查乳化液浓度，保质期到期前一定提前更换；
3） 铜丝绞合、挤包绝缘工序采用钝化处理技术；
4） 树立质量意识，加强业务培训让以上工序操作者清楚铜丝氧化带来的不良后果。
