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[成缆工序] 线芯结构方式
P:2018-05-08 13:22:56
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为了增加电缆的柔软性或可曲度,较大截面的电缆线芯由多根较小直径的导线绞合而 成。由多根导线绞合的线芯柔软性好,可曲度大,是因为单根金属导线沿某一半径弯曲时, 其中心线外部受拉伸?而中心线内部受压缩。如线芯是由多根导线平行放置而组成,由于导 线之间可以滑动。因此.它比相同截面单根导线作相同弯曲时要省力得多。为了保证线芯结 构形状的稳定性和减小线芯弯曲时每根导线的变形,多根导线组成的线芯均需绞合而成。
如[冬II-2-1所示,平行导线弯曲再恢复平直时,由于导线的塑性变形可能在线芯表 面产生凸出部分,使电缆绝缘层中电场分布产生畸变,并损伤电缆绝缘。在绞合的电缆线 芯结构中,由于线芯中心线内、外两部分可以互相移动补偿,弯曲时不会引起导线的塑性 变形,因此线芯的柔软性和稳定性大大提高,绞合节距越小,线芯的柔软性和稳定性越 岛。另外,绞合导线与大截面单根导线不同,弯曲是较平滑地分配在一段线芯上,因而弯 曲时不易损伤电缆绝缘。
图1-2-1线芯弯曲示意图
<a>平行线芯弯曲前:<b)平行线芯弯曲后;(c>平行线芯芎曲后再恢S平直;
<d)绞合线芯弯曲前;(e)绞合线芯弯曲后;(f>绞合线芯弯曲后再恢复平直
不同的电缆应用场合,对电缆线芯的可曲度要求也不同。可曲度要求较高的是移动式 电缆,这些电缆多采用橡皮或塑料作为绝缘材料。油浸纸绝缘电力电缆的可曲度较低,这
是因为油浸纸绝缘电力电缆的可曲度主要由护层结构来决定,线芯对电缆的可曲度影响较 小,一般只要求线芯在生产制造、安装敷设过程中不致损伤绝缘即可。
一般地,电缆线芯的绞合形式可分为两大类,即规则绞合和不规则绞合。
(1) 规则绞合。导线有规则、同心且相邻各层依不同方向的绞合称为规则绞合。规则绞 合还可进一步分为正常规则绞合和非正常规则绞合,前者系指所有组成导线的直径均相同, 而后者系指层与层间的导线直径不尽相同的规则绞合。另外规则绞合还有简单和复合之分, 后者系指组成规则绞合的导线不是单根的.而是由更细的导线按规则绞合组成股.再绞合成 线芯。这种结构使线芯柔软性更好,常见于移动式橡皮绝缘电缆? 一般的电力电缆则是简单 正常规则绞合最为常见。因此.若无特别说明,规则绞合一般均指简单正常规则绞合。
各种规则绞合截面如图1 -2-2所示。
m 1-2-2各种规则绞合截而
(2) 不规则绞合。指所有组成导线都依同一方向绞合,又称束绞。虽然束绞工艺简 单,成本低,线芯填充系数较高.相同截面积外径较小,可曲度又高,但因其结构稳定性 较差,所以电力电缆一般不采用束绞,而绝缘软线或电压等级较低的橡皮绝缘电缆中却多 采用束绞。
塑料绝缘电力电缆导电线芯的构成方式见表1-2-2。
表1-2-2 塑料绝缘电力电缆导电线芯的构成方式
截面 \ ^ (mm2) 'v | 额定电压<kV) | 1?3 | 6?10 | 20?35 |
| 聚气乙烯 PVC | 聚乙烯 PE | 交联聚乙烯 XLPE | 交联聚乙烯 XLPE |
<16 | 铜 | 中-根冈形软线或绞合 |
| |
铝 | 申根圆形硬线或绞合 | 绞合 | ||
25?35 | 铜 | 单根软线或绞合 | ||
25?50 | 铝 | 单根软线或绞合 | ||
^50 | 铜 | 绞合 | ||
>70 | 铝 |
把线芯导体实际面积与线芯轮廓面积之比定义为线芯的填充系数。规则绞合线芯的填充系数不仅与线芯单线层数有关,而且与线芯中心导线根数有关。如图1-2-3所示,中 心导线是一根时,绞合线芯的填充系数随层数的增加而减少,而中心导线根数为2?5根 的线芯填充系数随层数的增加而增加,但其绝对值比中心导线根数为1的小。从提高线芯 填充系数和稳固性考虑,中心为一根导线的规则绞合结构最好,因此电力电缆一般均采用 中心为一根导线的规则绞合结构。
为了提高电缆线芯填充系数.节约材料.降低成本,很多电缆线芯均采用紧压线芯结 构。线芯经过紧压后,每根导线不再是圆形,而是呈不规则形状.原来的空隙部分被导线 变形而填充,如图1-2-4是紧压后圆形线芯截面。
三、线芯几何结构
电力电缆的线芯按其外形可分为冈形线芯、中空圆形线芯、扇形线芯、弓形线芯等 几种。
冈形线芯:由于其结构稳定,T艺性好,线芯表面曲率平均,35kV以上的高压电缆 均采用圆形线芯,对于橡塑绝缘电力电缆一般在3kV以上也都采用圆形线芯。
中空圆形线芯:这种线芯主要用于充油或充气电缆的线芯,我国中空线芯主要有两种 结构。其一是用镀锡硬铜带做成螺旋支撑,支撑的直径由所需 的油道或气道直径的大小来确定(一般为12mm),在支撑外面 有规则地、同心地绞合镀锡导线。其二是由型线绞合而成,内 层为Z型线.其余各层均为弓形线绞合,如图1-2-5所示。
这两种线芯各有优点,型线构成的中空线芯结构稳定、油 (气〉道内表面光滑而不易阻塞,但螺旋支撑结构的柔软性和 工艺性较好。
对于大截面导电线芯,为了减小集肤效应,有时采用四分 图1-2-5形线构成
割、五分割等分割线芯。 的中空线芯
扇形线芯:扇形线芯表面曲率半径不均等,在线芯的边角处曲率半径较小,该处电场 比较集中。因此,在10kv以上的电力电缆中很少采用扇形线芯(分割导体除外)。我国 10kV及以下电压等级的油浸纸绝缘电力电缆和lkV以下的塑料电缆,由于扇形线芯电缆 的结构紧凑,而且生产成本较低.故常采用扇形线芯,如图1-2-6所示。