电缆成缆工艺的选定

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摘要：成缆工序做为电缆生产过程中的重要组成部分，其工艺参数的选取对电缆产品的质量及生产成本都有一定的影响。选取合理的电缆结构及成缆工艺参数有助于提高产品的性能及降低生产成本，本文主要叙述了高压电缆分割导体成缆和中压电缆成缆工序中的常见问题和解决方法。

1 引言

导体传输电流的容量并不是随着导体截面的增大而线性增加的，这种现象是由于导体在传输交流电流的过程中“集肤效应”和“邻近效应”造成的。电压等级越高，频率越高，电流集肤现象越严重。

分割导体采用的原理是根据导体交流电阻的这一理论特性，把大截面导体分成若干股块绞合而成，股块之间采用绝缘皱纹纸隔离，使股块之间彼此绝缘，这样导体相当于由若干相互绝缘的扇形股块并联组成。由于单个扇形股块的截面积只有导体总截面积的若干分之一，所以单个股块的“集肤效应”和“邻近效应”大大减小，从而达到了减少导体交流电阻的目的。

电缆是用来传输电能或控制信号的。电力设备用电多数是使用多相电源，所以电力电缆是多芯的，常用三相电源的三芯电缆或四芯电缆（其中有一芯作为地线）。控制电缆主要是用于控制设备的线路，控制线路需要的根数一般是很多的，因此控制电缆往往是做成多芯的。这样不仅使用方便、经济，而且对使用三相电源送电的三芯电缆成缆在一起，可以使三相磁场抵消，减小损耗。因此，在成缆工序中，是将两芯、三芯，甚至是几十根的绝缘线芯绞合在一起，组成多芯电缆。中压电缆成缆是将绝缘线芯按一定的规则绞合起来的工艺过程，包括绞合时线芯间空隙的填充和在成缆上的包带过程。

2 分割导体成缆

成缆是分割导体制作的最终过程，每一个环节的控制都至关重要，在开车前应根据工艺指导卡，设定好成缆节距、成缆方向、绕包节距等工艺参数，选择合适的并线模。

分割导体成缆过程中应注意以下几点：

1．选择合适的牵引绳。由于导体的截面和重量都很大，牵引力也很大，因

此必须选择牢固而且直径和分割导体接近的牵引绳。

2.应设定扇形股块成缆方向和预扭方向并保持一致。成缆的节距要与预扭节距基本相同。

3.扇形股块导线放线时，要注意预扭节距应不发生太大变化，在穿过分线板进入扇形并线模前，应测量预扭节距，并使五个股块导线基本保持一致。在通过圆形成缆并线模前，要预先用手工把五个扇形股块合拢成圆形，长度要不小于30cm后用几个铜箍把圆形导体牢固扎紧，防止头子出现松散，并与牵引绳紧固连接在一起。

4.当把扇形股块合拢后，固定好分线板的扇形过线模的角度，防止发生变化；打开控制台上的线芯退扭开关和线芯角度调整装置；扇形股块的角度调整应保持在±100之间。

5.要缓慢放线，在导线走进第一道并线模时，将其慢慢合拢，但不应过紧。当已成缆的扇形股块被牵引履带夹紧后，再合拢第二道和第三道并线模，但此时并线模间应留有一定间隙，待已成缆的扇形股块全部上轴后，再逐渐完全合拢并线模，此时并线模最好能够自由旋转。并线模的内孔直径应适当，尤其是最后一道成品并线模，其直径应控制在比设计的分割导体直径大0.2～0.3mm。

6.在生产过程中，要时刻注意扇形股块的角度与节距的位置变化，避免发生翻身现象，一旦发现有大角度偏转的可能，应马上做出调整，并对其他部位同时进行调整。否则，一旦发生翻身情况再处理起来就很不容易。

7.绝缘纸要求每个股块之间纵包均匀，不能有漏包现象，绝缘纸起到隔开每个股块之间的电流的作用，如果绝缘纸有破损或漏包分割导体将不再起到减小集肤效应和邻近效应的作用，从而对导体在传输电流时的电性能产生影响。

8.收线盘具采用筒体直径为2.5米的盘具，如果直径过小，导体在弯曲时股块之间将发生错位和涨裂出现大的缝隙，影响导体的稳定性。设备放线架和收线架有一定的承重能力，装盘容量应小于额定载荷，否则在运行过程中，放线盘刹车不灵敏将影响5个股块成缆的圆整度。

3 成缆工艺参数的确定

以YJV22 8.7/15kV 3×300mm2型电缆为例，确定成缆的外径、成缆节距、配模以及填充数量的计算。

已知YJV22 8.7/15kV3×300mm2 型电缆

中，导体外径20.6，内屏蔽厚度0.8mm，绝缘厚

度4.5mm，外屏蔽厚度1.0mm。铜带采用厚度为

0.10mm15%搭盖绕包。

1）成缆外径D的计算：

每相电缆外径D1=20.6＋2×(0.8＋4.5＋1.0＋0.10)=33.4mm

AO) 在2+2(D1=AF)+2(OA=2OF=D

△AOD中

0.577D1≈19.3mm cosacos302==o==D1D1ADAO

1)=72.0mm2+(0.577D1´2=DD

2）配模

成缆采用的模具有压模、包带模，这些模具由两个半圆模加定位销组合而成。模子的形状大致相同，如图2所示。进线区是圆滑的喇叭形，以适应绝缘线芯进入模时的过渡状态，成缆模具不使绝缘线芯产生过分的弯曲。承线区是直线，使线芯经过这个区域后基本定型。模子的进线段和定型段长度之比大约在2：1左右，它们之间是光滑圆弧过渡，使绝缘线芯保持良好状态。模具的内壁光滑耐磨。承线取孔径通常稍大于成缆外径，以保证成缆后电缆能够顺林通过成缆模具，并使填充后的缆芯有较好的圆整度。

图2 成缆模模型图

2YJV228.7/15kV 3×300mm 型电缆成缆外径为72.0，成缆模模具选取选用模孔为75mm的模具。

3）成缆节距的确定

成缆过程中，成缆的每根绝缘线芯，都有直线和旋转两种运动。当绝缘线芯旋转一周时，绝缘线芯沿轴向前进的距离称为电缆节距。在生产实践中，一般成缆节距是以节距倍数来表示的。所谓节距倍数，即是节距长度与成缆的直径之比。用公式表示为：

 D=Lm

式中 m——成缆节距倍数；

L——成缆节距；

D——成缆直径。

对于不同的产品节距倍数不同。一般要求柔软性较高的电缆，规定节距倍数较小。例如矿用电缆中的电钻电缆，UZ标准规定不大于5倍，UC、UCP标准规定不大于10倍，U、UP标准规定不大于12～14倍，以使这些电缆具有较好的弯曲性能。

成缆节距长度的选择，对各种电缆绝缘线芯是不同的。成缆节距的大小直接影响绝缘线芯变形和电缆柔软性。成缆节距越大，电缆绝缘线芯在弯曲时变形越大，电缆柔软性越差。通常绝缘线芯的成缆节距是根据电缆使用条件、线芯柔软程度以及成缆后电缆的稳定性等因素加以选定。选择合适的成缆节距，使电缆有

好的结构稳定性和弯曲性，减少变形和皱折以及有较大的生产率。对于圆形绝缘线芯采用浮动式成缆选用较小的节距，一般节距比为25～40，而扇形绝缘线芯采用固定成缆，为减少变形和带材的位移，选用较大的节距比，一般为40～80。

2对于YJV22 8.7/15kV3×300mm 型电缆节距倍数在实际生产中由于截

面较大。通常取44～48倍。

mD=72.0×(44～48)=3168mm～3456mm=所以计算节距L

实际生产中通常控制节距在3200mm～3400mm。

4）填充

绝缘线芯成缆时，其线芯与线芯之间均有一些空隙，特别是双芯、三芯、四芯和五芯成缆时，其内部和侧面的空隙均较大。如不用填充材料加以填充，很难保证成缆后电缆的圆整度，同时要求填充材料的耐热性能与电缆的工作温度相一致，要求不能促使与其接触材料的性能变化，还要求材料不具有吸水性。对不同的电缆用不同的填充材料，填充用材料一般有纸捻绳、棉纱、塑料绳，塑料填芯、橡皮填芯等。对于大多数电缆产品，国家标准规定应采用非吸湿性材料。对其他电缆多采用聚丙烯撕裂薄膜绳或填充条等。

填充数量需适中，填充量过小时，成缆后圆整度不够，填充效果不明显，填充量过大时，成缆后电缆外径增大，使得以后各道工序耗材增多，从而增加生产成本。

在YJV22 8.7/15kV3×300mm2 型电缆成缆填充过程中，先前所使用的填充绳是6根12×21＋6根2×36的聚丙烯撕裂薄膜绳（PP绳），成缆后的电缆不是很圆整，成缆外径也偏大，出现填充过度现象，这样一来，使后面各道工序的材料用量增加，经过我跟领导及技术科的人讨论后，现在我们改为采用3根20×21+4根2×36的聚丙烯撕裂薄膜绳（PP绳）。成缆后外径有所降低，圆整度也比先前好了很多。经过这次的工艺修改，使得挤护套工序每公里所需内衬层、外护层的耗材以及填充绳、钢带、无纺布等材料都有所降低。使得电缆的生产成本下降。

4 多芯成缆工序注意事项

1）绝缘线芯必须有检查合格的标签，绝缘线芯表面清洁、无损伤。

2）成缆时应按红、黄、绿、蓝或0、1、2、3顺序排列。

3）如有金属屏蔽，截面必须符合规定要求，并在金属屏蔽外用反向铜带或铜丝扎紧。金属屏蔽的铜带（或铜丝）的宽度、厚度（直径）、绕包节距等应符合工艺规定。

4）三芯和四芯五芯电缆的成缆方向为右向，包带为左向，成缆节距应符合工艺规定。

5）成缆填充饱满，保证电缆外形圆整，填充物必须是非吸水性材料，与电缆绝缘有同样的耐温等级，并且不促使与其接触材料性能的变化。

6）绕包带的作用不同，分别起扎紧、隔离、内衬垫的作用，或兼而有之，必须按工艺规定的层数、厚度、重叠率、节距进行绕包，包带平整、紧实、无皱折。

7）绕包带须非吸水性材料，与电缆相适应的工作温度，不促使与其接触材料性能的变化。

8）成缆按规定配模。成缆过程中，不得擦伤绝缘线芯，在扇形绝缘线芯成揽过程中不得翻身。

9）绕包带材料厚度应均匀一致，不应有穿孔、凸起、皱折、孔眼及其他异常情况。

10）如用铜带屏蔽，铜带表面应光滑、清洁、无裂纹、起皮、起刺、边缘整齐。

11）电缆的不圆度不大于15%，整根电缆无明显蛇形。

12）分头处两头必须有明显的标记，分头长度不超过1米，电缆制造长度按规定进行。

13）收线盘具不得有损伤缆芯的缺陷，其筒径不小于电缆直径的20倍。

14）排线整齐、紧实，不得有起落交叉现象。

5 结束语

高压分割导体成缆与中压电缆成缆作为电线电缆生产过程中的一道工序，其质量的好坏对成品电缆品质有直接的影响，同时也关系到电线电缆的制造成本，因此在成缆工作中应立足于本职岗位，不断的总结经验，完善生产工艺。在工作中不仅仅满足于成缆半成品质量合格，力求做到精益求精，提高产品品质。

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