電纜成纜工藝講義

1、電纜成纜工藝講義  一、成纜的目的    電纜是用來傳輸電能或控制信號的。電力設(shè)備用電多數(shù)是用多相電源，所以電力電纜是多芯的，常用三相電源的三芯電纜或四芯電纜（其中有一芯作為地線）?？刂齐娎|主要是用于控制設(shè)備的線路，控制電纜需要的根數(shù)一般很多，因此控制電纜往往做成多芯的。這樣不僅使用方便、經(jīng)濟(jì)，而且使用三相電源送電的三相電纜成纜在一起，可以使三相磁場抵消,減少損耗。因此，在成纜工序中，是將二芯、三芯，甚至是幾十芯絞合在一起。組成多芯電纜。這種將絕緣線芯按一定的規(guī)則絞合在一起，包括絞合時線芯間空隙的填充和在成纜上的包帶過程，叫做成纜。  

2、;  成纜時，絕緣線芯的絞合形式是采用同心層正規(guī)絞合，絕緣線芯直徑相同的成纜叫做對稱成纜，絕緣線芯直徑不同的成纜叫做非對稱成纜。    雖然根據(jù)需要根數(shù)的絕緣線芯絞合在一起的電纜，使用方便經(jīng)濟(jì)，但有些電纜是不成纜的，如高壓電纜等，這是為了避免結(jié)構(gòu)太大而笨重和技術(shù)設(shè)備上的原因，制造成單芯電纜。二、成纜絕緣線芯及其它原材料1. 從成纜使用材料上分類2.成纜各輔料的作用a. 包帶：包帶都有將絞合線纜扎緊、包縛成形的作用，同時根據(jù)包帶材料不同還具有其他特殊作用，如玻纖帶有一定的耐火作用。b. 填充：填充都有使成纜后電纜外形圓整，不易

3、變形的作用，同時根據(jù)填充材料的不同還有其它特殊作用，如阻燃填充有阻燃的作用。3. 從成纜結(jié)構(gòu)來看a.由絕緣線芯數(shù)的多少，可將成纜分為：兩芯，3芯，4芯，5芯，多芯成纜；b.由絕緣線芯數(shù)的幾何形狀，可將成纜分為：圓形線芯，扇形線芯，瓦形 方形，平扇 方形，扇形 圓形等絕緣線芯成纜。c. 我公司生產(chǎn)的電纜主要有兩芯，三芯等截面圓形電纜，三芯等截面扇形電纜，四芯、5芯等截面扇形電纜，3 大1小扇形電纜，3大 1大扇形電纜，4大1小芯電纜，以及2芯到37芯的控制電纜。我公司電力電纜結(jié)構(gòu)示意圖如下： 三、成纜的基本工藝參數(shù)    2. 絞合方向

4、：成纜絞合方向有左向右向之分，區(qū)別的方法即：將絕緣線芯成纜后，水平放置向前看，如果是左旋為左向，右旋為右向，電纜最外層成纜應(yīng)為右向。絞合方向的判定方式如下圖：四指沿著電纜線芯軸的方向，拇指與絞線方向一致，若與左手相同為左向，與右手相同為右向。    3. 成纜節(jié)距與節(jié)距倍數(shù)成纜過程中，成纜的每根絕緣線芯，都有直線和旋轉(zhuǎn)兩種運(yùn)動。當(dāng)絕緣線芯旋轉(zhuǎn)一周時，絕緣線芯沿軸向前進(jìn)的距離稱為電纜節(jié)距。在生產(chǎn)實際中，一般成纜節(jié)距是以節(jié)距倍數(shù)來表示的。所謂節(jié)距倍數(shù)，即是節(jié)距長度與成纜的直徑之比。用公式表示為： m=L/D式中m成纜節(jié)距倍數(shù)；L成纜節(jié)距；D成纜直徑。

5、0;   對于不同的產(chǎn)品節(jié)距倍數(shù)不同。一般要求柔軟性較高的電纜，規(guī)定節(jié)距倍數(shù)較小。如：礦用電纜中的電鉆電纜，UZ標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不大于5倍，U、UP標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不大于1214倍，以使這些電纜具有較好的彎曲性能。    成纜節(jié)距長度的選擇，對各種電纜絕緣線芯是不同的。成纜節(jié)距大小直接影響絕緣線芯變形和電纜柔軟性。成纜節(jié)距越大，電纜絕緣線芯在彎曲時的變形越大，電纜柔軟性越差。通常絕緣線芯的成纜節(jié)距是根據(jù)電纜使用條件、線芯柔軟程度以及成纜后電纜的穩(wěn)定性等因素加以選定。選擇合適的成纜節(jié)距，使電纜有好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和彎曲性，減少變形和皺褶以及有較大的生產(chǎn)率。對于圓形絕

6、緣線芯采用較小的節(jié)距，一般節(jié)徑比為2540，而扇形絕緣線芯采用較大的節(jié)徑比，一般在4080。且遵循截面大的絕緣線芯成纜用較小的節(jié)徑比的原則。（因為大截面線芯形變產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力也大，易破壞電纜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和產(chǎn)生“蛇形”）4. 絞合節(jié)距和絞入率    由于成纜過程中絕緣線芯除直線前進(jìn)的運(yùn)動外，還有一個扭絞的轉(zhuǎn)動，因此成纜的長度與絕緣線芯的實際長度是不等的。在成纜的一個節(jié)距內(nèi)，絕緣線芯的實際長度l與節(jié)距長度L之比稱為絞入系數(shù)K 即：   K=l/L    在實際使用中，還有絞入率的概念，即在一個成纜節(jié)距內(nèi)絕緣線芯實

7、際長度減去節(jié)距長度的差值與成纜節(jié)距長度之比稱為絞入率。這是因為絞合時，絕緣線芯沿螺旋線轉(zhuǎn)過一個節(jié)距時，它的實際長度大于節(jié)距長度，因此將這個增加的長度與成纜節(jié)距長度之比稱為為成纜的絞入率，通常以百分?jǐn)?shù)表示，如下式：L為成纜節(jié)距，D為成纜直徑，l為一個節(jié)距內(nèi)絕緣線芯的實際長度。則絞入率可用下式表示： l（l-L）/L×100% 已知 l= (p2D2 L2)1/2=(p2/m2 1)L21/2   式中 m=成纜節(jié)距倍數(shù)   所以絞入率l可寫成：        

8、0;      l 1 （p/m）21/2-1×100%    由此可見，絞入率是由節(jié)距倍數(shù)決定的。節(jié)距倍數(shù)越小，絞入率越大。絞入率的增加，使成纜的導(dǎo)線電阻增加，同時也相應(yīng)地增加了單位長度電纜導(dǎo)體材料和其它絕緣材料地消耗。5. 部分電纜的成纜外徑d:圓形絕緣線芯外徑                  D:成纜外徑兩等截面圓形絕緣

9、線芯成纜外徑：D=2d三等截面圓形絕緣線芯成纜外徑：D=2.154d四等截面圓形絕緣線芯成纜外徑：D=2.414d五等截面圓形絕緣線芯成纜外徑：D=2.7d6. 部分電纜的成纜填充面積圓形絕緣線芯成纜后填充面積由以下表方法確定：芯數(shù)側(cè)面積中心面積兩芯2×0.785d2 三芯3×0.417d20.04 d2四芯4×0.315d20.215 d2d為絕緣線芯外徑四、扇形線芯成纜    圓形線芯的電纜采用退扭成纜，扇形線芯的成纜有兩種方式：一種是不退扭線芯（用固定式）成纜，另一種是退扭線芯（用浮動式）成纜。 &

10、#160;  對于線芯不退扭的在成纜時，為了防止扇形線芯在成纜過程中絕緣線芯的變形，采用固定式成纜，使扇形頂角始終對正電纜的幾何中心，以保證成纜直徑的圓整。為此，扇形絕緣線芯必須進(jìn)行彈性預(yù)扭。預(yù)扭的含義：在線芯絞合壓型時相反線芯按成纜節(jié)距進(jìn)行扭轉(zhuǎn)，并方向相反。放線芯逆成纜方向轉(zhuǎn)過某一角度，使絕緣線芯有一個相反方向的彈性變形，扇形頂角對正電費(fèi)的幾何中心。預(yù)扭角度的多少，不是以計算求知，是以經(jīng)驗掌握。放線盤到第一道壓模的距離長，預(yù)扭的角度要大些。絕緣線芯的柔軟度愈大，預(yù)扭的角度也愈大；小截面的比大截面的預(yù)扭角度要大；同樣規(guī)格的絞合線芯比單根線芯預(yù)扭角度大。一般對于在絞籠上的絕緣線芯預(yù)扭在

11、半圈到三圈范圍內(nèi)。絞籠后面單獨放線架上的扇形絕緣線芯預(yù)扭角度較大些。對于預(yù)扭角度較差的，可利用調(diào)整壓模架與分線板的距離少量的補(bǔ)償。若預(yù)扭不足則把壓模調(diào)節(jié)靠近分線板，反之預(yù)扭過頭，則把壓模調(diào)至遠(yuǎn)離分線板。但壓模架到分線板的的距離不能太小，如果距離太小，使絕緣線芯進(jìn)模角度太大，容易使絕緣線芯彎曲半徑過小，損傷絕緣或產(chǎn)生絕緣皺折，一般控制絕緣線芯進(jìn)模角度不大于45度。    另一種是線芯退扭的方法。它錯助于絞制-絕緣機(jī)預(yù)扭設(shè)備的成纜。絕緣線芯由右向左運(yùn)動，通過緊壓裝置，由軸借鏈條和齒輪系統(tǒng)，使整個裝置繞軸旋轉(zhuǎn)。壓輥繞軸的附件旋轉(zhuǎn)是借錐形齒輪來達(dá)到的，這樣線芯的前進(jìn)運(yùn)動和

12、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動能適當(dāng)配合，很方便地得到了線芯的預(yù)扭扭轉(zhuǎn)。五、成纜中應(yīng)注意的一些問題1. 成纜時應(yīng)按絕緣線芯紅、黃、綠、藍(lán)、黑/雙或0、1、2、3、4順序排列；2. 包帶的方向應(yīng)為左向；3. 包帶的厚度要均勻，繞包后平整、緊實、無褶皺，搭蓋均勻、無漏包現(xiàn)象。4. 成纜后的扇形線芯，不準(zhǔn)有翻身現(xiàn)象。5. 成纜時必須按工藝將填充物填好，（保證飽滿，又不損傷絕緣），填充不應(yīng)有跳蹦。 電纜絞制講義絞線的目的：  1.采用單根導(dǎo)線不易彎曲，柔軟性差，給生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝、敷設(shè)和使用都帶來了困難。  2.由于單根導(dǎo)線截面大，渦流損耗大，影響輸電效

13、果。  3.目的：保證電氣性能上有一定截面；力學(xué)性能上有一定的柔軟性。二絞線的優(yōu)點：  1.柔軟性好  2.穩(wěn)定性好  3.可靠性好  4.強(qiáng)度高三. 絞線的分類及用途：1.普通絞線：  鋁絞線（LJ）：優(yōu)點：導(dǎo)體重量輕，導(dǎo)電性好。用途：應(yīng)用于受力較小的架空電力線路的配電線。  硬銅絞線（TJ）：優(yōu)點：電氣性能優(yōu)越；用途：架空輸電線路。  鋁合金絞線（LHAJ）：優(yōu)點：抗拉強(qiáng)度高，導(dǎo)電率較鋁絞線低10%。用途：冰川、山區(qū)、丘陵等地。  鋁包鋼絞線：優(yōu)點：抗拉強(qiáng)度高。用途：大跨越線路。2.組合絞線：

14、0; 鋼芯鋁絞線（LGJ）：優(yōu)點：抗拉強(qiáng)度高。  用途：架空輸電線路，配電線路，重冰區(qū)及大跨越輸電線路。  防腐鋼芯鋁絞線：優(yōu)點：防止鋼芯腐蝕，提高導(dǎo)線使用壽命。  用途：咸水湖、沿海、工礦區(qū)及腐蝕氣氛嚴(yán)重地區(qū)。  鋁包鋼芯鋁絞線：優(yōu)點：防止鋼芯腐蝕，提高導(dǎo)線使用壽命。降低線損。單位重量減輕，增大了導(dǎo)線跨距。3.特種絞線：  擴(kuò)徑鋼芯鋁絞線:優(yōu)點：增加導(dǎo)線外徑，節(jié)約有色金屬，減少電暈損失。用途：高電壓輸電及高海拔輸電  擴(kuò)徑空心導(dǎo)線：優(yōu)點：具有較大的導(dǎo)線外徑，減少電暈損失，節(jié)約有色金屬。用途：高壓變電站。  消振及間隙型絞線

15、：優(yōu)點：各絞層分離，能自身減少振動。用途：多風(fēng)暴地區(qū)。  防冰雪絞線：優(yōu)點：抗冰雪能力強(qiáng)。用途：重冰區(qū)地帶。  銅電刷線：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，柔軟性良好，采用束絞和復(fù)絞而成。用途：電機(jī)中的引接線。  裸銅軟絞線：特點：采用股線正規(guī)絞合、束絞、無復(fù)絞或束絞后按正規(guī)絞合復(fù)絞等形式。用途：連接電機(jī)、電器設(shè)備部件。  銅編織線：優(yōu)點：導(dǎo)線柔軟。用途：移動電器裝備的連接線，也用于汽車，拖拉機(jī)蓄電池的連接。  鍍鋁鋼芯鋁絞線：特點：鍍鋅鋼絲改為鍍鋁鋼絲。增加抗腐蝕性。用途：用于防腐線路。  耐候絕緣架空線：特點：在LJ和LGJ絞線表面加絕緣層。用途：

16、線路通過林區(qū)和城市使用。  導(dǎo)電線芯：特點：大多用油浸紙絕緣和塑料絕緣的電力電纜。  1.硬線芯：用于船用電纜、電力電纜等。  2.軟線芯：用于礦用電纜、橡套電纜等。  3.特軟電纜：用經(jīng)常移動的電線電纜線芯及有特殊要求的導(dǎo)電電線電纜。四.絞合設(shè)備   包括籠式絞線機(jī)、盤式絞線機(jī)、叉式絞線機(jī)、框式絞線機(jī)、管式絞線機(jī)、束線機(jī)等。  設(shè)備組成部份：  1）放線部份  2）牽引裝置  3）收線裝置  4）拖動系統(tǒng)  5）其他：計米器、電氣、液壓、氣壓控制裝置和分線板、壓模、壓型、預(yù)

17、扭、繞包、自動停車等裝置。五絞線工藝  A、絞合節(jié)距  定義：單線沿絞線軸向方向旋轉(zhuǎn)一周所前進(jìn)的距離。  節(jié)距比：節(jié)距與直徑的比值。  由示意圖可得出，絞線節(jié)距計算公式如下：  h=Lsina=pDtga  L2=(pD)2 h2  h絞線節(jié)距長度；      L一個節(jié)距內(nèi)的單線展開長度； D節(jié)圓外徑， D=D-d； D絞線外徑；  d單線外徑；    a螺旋升角；  d1=d/sina  絞線節(jié)距的測量：劃印法或壓

18、印法  絞線節(jié)距比：   m = h/D m =h/D =h/(D-d)  m實際節(jié)距比 m理論節(jié)距比   說明：節(jié)距比是絞線的一個重要參數(shù)，它的大小同絞線的質(zhì)量和絞線過程有很重要的關(guān)系。  a) 節(jié)距比小，絞線就比較柔軟，絞合緊密，生產(chǎn)效率低。同時由于絞入率增加，材料消耗增大，絞線單位重量也增大。同時也降低了導(dǎo)線的導(dǎo)電率。  b) 當(dāng)節(jié)距比倍數(shù)過大時，制造和使用時容易松股，使絞合不緊密，但是避免了節(jié)距過小造成的缺點。  B、絞入系數(shù)：是指絞線在一個絞合節(jié)距內(nèi)，單線實際長度與絞線節(jié)距長度之比。 

19、 K=（L/h=1 ）2  K絞入系數(shù)；                L絞線中每一節(jié)距長度的單線展開校直后的長度；  h絞線節(jié)距長度；            m理論節(jié)距比。  絞入率是指在一個節(jié)距內(nèi)，單線實際長度和絞線節(jié)距長度的差值與絞線節(jié)距長度之比。  l=（L-h）/h´100%l=

20、絞入率         L單線展開長度 h絞線長度a)  絞線中單線長度計算 l=Km×L      l單線長度              Km平均絞入系數(shù) L絞線長度 b)   絞線重量的計算 G=S×L×Km×G絞線重量（kg） 

21、60;   S絞線截面積（mm2） L絞線長度（km）    Km 平均絞入系數(shù)；所用金屬材料密度（鋁2.703g/cm3、鋼7.80 g/cm3、銅8.89 g/cm3）。  c)  絞線直流電阻的計算   R20=r20KmL/S  R20溫度為20°C時，絞線的直流電阻；   r2020°C時單線的電阻系數(shù)（W·mm2/m）  Km平均絞入系數(shù)      

22、60;L絞線長度（km） S導(dǎo)體的總截面積（mm2）  C)、絞合方向  同心絞合的相鄰層的絞合方向相反  多層線都絞合成圓形，當(dāng)絞線受力時各層產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩相互抵消，防止各層單線向一個方向轉(zhuǎn)動而松股，同時也能使絞線產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩的分力，避免絞線在未拉緊時打卷。對于鋼芯鋁絞線而言，各層鋁線絞合在鋼芯上就像一個螺旋線繞在軛鐵外，當(dāng)電流通過鋁線時產(chǎn)生磁力線，絞線各層絞向相反，磁力線的方向相反，各層磁力線互相抵消，減少交流阻抗。  1.方向：方向分為左向（S向）和右向（Z向）。  2.絞合規(guī)律：鋁絞線和鋼芯鋁線最外層絞向為右向，電氣裝備用電線電纜和電力

23、電纜用的銅鋁導(dǎo)電線芯最外層絞向為左向。  D）. 絞線外徑的計算： D=D0 2nd    D0絞線中心層直徑 d圓單線直徑 n絞層數(shù)  E). 束線外徑的計算： D束=DK    D單線直徑及根數(shù)與束線相同時的同心層絞線外徑 K調(diào)整系數(shù)  F). 絞線的填充系數(shù)：  定義：絞線截面與同樣外徑的單線的截面之比。即空間的利用率。  公式：= d2×Z×km/D2×100%  d絞線中單線直徑 D絞線

24、外徑      Z單線根數(shù) km各層絞線平均絞入系數(shù)六一般絞線定義1.絞合方式  裸絞線和絞合線芯的絞合方式有退扭和不退扭兩種：  退扭絞合：指在整個絞合過程中單線（或股線）本身不扭轉(zhuǎn)。退扭絞合常用于不緊壓的絞合線芯，絞線中的單線沒有扭轉(zhuǎn)內(nèi)應(yīng)力，絞線結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。圓形的絕緣線芯采用退扭絞合成纜后，線芯沒有回彈應(yīng)力，可以保證成纜圓整度和成纜直徑的準(zhǔn)確性。  不退扭絞合：絞合過程中，每絞一個節(jié)距，單線（或股線）自身要扭轉(zhuǎn)360°，即絞合時導(dǎo)線繞中心軸線公轉(zhuǎn)一周時，導(dǎo)體本身也自轉(zhuǎn)一周。不退扭絞合則多用于緊

25、壓圓形線芯和扇形線芯，對于扇形絕緣線芯的成纜也必需采用不退扭的絞合才能保證成纜后纜芯為圓形。2.絞線的緊壓：扇形緊壓線芯和圓形緊壓線芯。七架空絞線  1.同一單線構(gòu)成的絞線：由同一種材料、同一種直徑的單線制成。一般為同心層絞。  2.有鋼線加強(qiáng)的絞線  鋼芯鋁絞線的鋁截面比有三種：  a) 鋁鋼截面比為6.0及5.3  b) 鋁鋼截面比為8.0  c) 鋁鋼截面比為4.3及4.43.結(jié)構(gòu)計算項目中心層為1根單線時中心層單線為Z0=25根時絞線外徑DD=D0 2ndD=D0 2nd某一層絞線的單線根數(shù)ZnZn=6nZn=Z0 6n絞線中單線根數(shù)ZZ=1 3n(n 1)Z=(Z0 3n)(n 1)D0中心層絞合外徑             n絞線層數(shù)