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[成缆工序 ] 0.6/1 kV 硅烷交联聚乙烯绝缘电力电缆扇形导体最外层绞向的探讨

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P: 2019-03-10 20:34:33

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0.6/1 kV 硅烷交联聚乙烯绝缘电力电缆扇形导体最外层绞向的探讨


摘要: 该文是作者根据生产中碰到的实际情况,对千伏级交联电缆导电线芯的绞向提出一种新的观点,即绞线最外层绞向采用右向,来解决原工艺绞向(左向)在特定情况下容易出现的质量问题。


关键词:0.6/1kV 硅烷交联电缆;扇形导电线芯;绞线最外层绞向;探讨
1 引 言


导电线芯是作为电力电缆的重要组成部分,其作用是用来传送电流。我国制定了等同采用 IEC228《绝缘电缆的导体》的电缆导体国家标准——GB/T3956-2008(电缆的导体》。作为使用广泛、用量很大的额定电压 1kV 塑料绝缘电力电缆,硅烷交联聚乙烯绝缘电力电缆占了其中相当比重。其导体结构及性能采用的是符合 GB/T 3956-2008 第 2 种导体的要求的绞合导体。绞合的导电线芯在生产过程中,其最外层绞向都是采用左向。在我国的一些权威文章和教材,如《电气绝缘结构设计原理》中,都指出绞线最外层绞向应采用左向。因成缆方向规定采用右向(SZ 成缆除外),而作为其中每一芯的电缆的
导体的最外层绞向采用左向,这样,可使电缆结构更合理、稳定。笔者在生产中曾经碰到了这样情况,即在生产铜芯 1kV、4×240mm


2硅烷聚
乙烯绝缘电力电缆的过程中,为节约原材料,减小电缆外径,导体采用 9O0紧压扇形导体结构,在成缆时,有时会发生其中的一根绝缘线芯在进入成缆机的并线模模口前绝缘内的导电线芯把绝缘撑破,导电线芯的最外层绞线像撑伞一样撑开的情况,从而致使整根电缆定长报废,只能作分盘处理。而且这种情况时有发生,说明不是偶然因素造成,有其必然性,在工艺上可能存在问题。这就需要分析、找出问题发生的原因,进行工艺改进,以避免这种情况的再次发生。


2 原因的分析
经分析导电线芯撑开情况产生的真正原因并非是由于绞线节距不合适或各层紧压不好,以及导体韧炼程度不够而造成。调节绞线节距及各层紧压程度,增加单线韧炼程度,仅能减少这种情况发生的概率,而应找出产生问题的主要原因,从根本上消除这种情况的发生。扇形线芯和圆形线芯的成缆情况不同,圆形线芯在成缆时为消除导线的内应力各绝缘线芯需要退扭,而扇形线芯在成缆时需要预扭。以四扇形电缆为例,四根绝缘线芯成缆后应为圆形,则每一根绝缘线芯横截面应为 1/4 圆,由两条互为直角的边和一条圆弧边构成。成缆后圆弧边在外,四个线芯的圆弧边组成一个圆,四个线芯的直角边分别和其他线芯的直角边紧密贴合。为达到这一要求,则要求各绝缘线芯在进入并线模模口时应按一固定的角度进人,使各绝缘线芯直角边顶点在圆心位置。直角边预扭角度要合适,才能使各直角边所在面正好相合,成缆后电缆才能成为圆形。否则绝缘线芯转动或角度不对,可能使线芯的直角边和圆弧的交点移至中心位置;或圆弧边转向至中心位置,这样成缆出来的电缆就不会圆整,俗称为“线芯翻身”。为了固定各线芯进线角度及位置,必须对各绝缘线芯施加一个扭力,强行控制线芯进线位置,该扭力通过对线芯预扭来达到,其大小通过调节放线盘转动圈数来调节,即通过调节预扭节距来调节。该扭力大小主要与导电线芯截面有关,截面越大,所需扭力越大;同时还与铜丝韧炼程度及导体紧压情况有关。

成缆方向规定为右向,则预扭方向也只能为右向,否则无法达到平衡。预扭所产生的力作用于绝缘导体上,而导电线芯最外层绞向为左向,这样就给导体最外层绞线施加了一个使导体最外层绞线松开的力。导体的外面是绝缘层,导体最外层维持不松开主要是由于绝缘层的紧压作用。当导体截面较大时,所需预扭的力也大,作用在绝缘层上的力也大。而 lkV 硅烷交联电缆的绝缘厚度较薄,当挤
包在导体外的绝缘不足以承受时,就在绝缘的最薄弱地方挤破绝缘,使导体最外层线芯松散。而当导体截面较小时,该力也较小,正常情况下不会挤破绝缘。故这种情况基本只发生在大截面导体的电缆上。
3 解决问题的方法
找出问题发生的原因,接下来就是寻找解决方法。首先,按常规思路,提高铜单线的韧炼程度,使之更柔软;在紧压过程中调整各层节距和压轮高度。这些措施只是减小了成缆时绞线的反绞向应力,从而减少了上述的这类问题的产生,但并没有根本上得以解决。若采用另一种方法,即调整绞线最外层绞向为右向,其他各层绞向也作相应的调整。由于成缆方向(右向)与其相同,因此成缆时绞线产生反向扭应力可以得到根本上改善,从而避免上述问题的产生。在 GB/T 3956—2008《电缆的导体》中,对导体的绞向并没有作出规定。因而导体最外层采用右向没有和国标及IEC标准相冲突,是符合国标和IEC要求的。而对电缆性能来说,改变的是导电线芯各层的绞向,对导体、导体外的绝缘及其外面的结构均没有影响,因而对电缆性能来说是没有影响的。可能造成影响的是电缆的外观,而对扇形线芯来说,其成缆后各线芯结合紧密,成缆时各线芯不退扭,因而我们认为也没有影响。当然,这些还需要通过产品试制进行验证。此外,在工艺上是否可行也不存在问题,只是在绞线时调整一下绞笼旋转方向即
可。
4 试制及验证
刚开始,我们先选择一根成品长度为 280m、四芯 1kV 硅烷交联电缆上进行试制,规格为 4×240mm
2导体最外层采用右向,按照相邻层反向原则调整绞线其
余各层绞线的绞向,电缆其余制造工艺不变。试制结果表明试制情况很好.成缆后电缆外观与以前相比没有变化,对电缆性能也没有影响。然后再增加电缆试制长度、数量,以及进行批量试制生产。在三芯、四芯 240mm
2。扇形导体电缆上共
陆续试生产了三十余公里电缆,结果很好,没有一起导电线芯撑开而撑破绝缘的情况发生,对电缆性能和外观上也没有影响,从而从根本上解决了该问题的发生。
5 结 论
(1)在二芯、三芯、四芯采用扇形导体结构的大截面导体(185mm
2。及以上
截面)的 1 kV 硅烷交联聚乙烯绝缘的电缆中,应考虑采用导体最外层 向为右向的工艺;小于 185mm
2的扇形导体截面毡可以考虑采用这种结构。
(2)对 1kV 聚氯乙烯绝缘电缆中采用扇形导体结构的多芯电缆,当导体截面
较大时,也应考虑采用导体最外层绞向为右向。虽然其绝缘厚度比硅烷交联绝缘厚度要厚,在实际生产中可能很少发生上述情况,但在导体截面较大时也有可能发生,而采用该工艺可以避免它的发生

water absorption - 吸水性。绝缘或被覆材料吸收水份之重量与材料本身重量之比值。如以W0表示材料重量,W1 表示吸水后材料重量,则吸水量=W1-W0 /W0 点赞(0) 投诉

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