電纜絞制講義

一、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：抗拉強度高。用途：大跨越線路。

2.組合絞線：

  鋼芯鋁絞線（LGJ）：優(yōu)點：抗拉強度高。

  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：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。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、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：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、盤式絞線機、叉式絞線機、框式絞線機、管式絞線機、束線機等。

  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)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)一周所前進的距離。

  節(jié)距比：節(jié)距與直徑的比值。

  h=Lsina=pD¢tga

  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。

  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=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×ρ

G—絞線重量（kg）                            S—絞線截面積（mm2）

L—絞線長度（km）                     Km— 平均絞入系數(shù)；

ρ—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

  r20—20°C時單線的電阻系數(shù)（W·mm2/m）

  Km—平均絞入系數(shù)                                      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：η= d2×Z×km/D2×100%

  d—絞線中單線直徑

  D—絞線外徑                              Z—單線根數(shù)

  km—各層絞線平均絞入系數(shù)

六、一般絞線

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)。

  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。

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4.4

3.結(jié)構(gòu)計算

 

 

項目

中心層為1根單線時

中心層單線為Z0=2～5根時

絞線外徑D

D=D0 2nd

D=D0 2nd

某一層絞線的單線根數(shù)Zn

Zn=6n

Zn=Z0 6n

絞線中單線根數(shù)Z

Z=1 3n(n 1)

Z=(Z0 3n)(n 1)

 

D0—中心層絞合外徑             n—絞線層數(shù)                  d—單線直徑

4.其它類型的架空線

a)防腐鋼芯鋁絞線

b)壓縮型絞線

c) 擴徑鋼芯鋁絞線：

d) 特種絞線

1) 消振絞線及間隙絞線

2) 擴徑、空心絞線

3) 防冰雪絞線

八、異型絞合線芯

A） 扇形線芯的絞合和緊壓：

扇形絞合的要求：

1、中心層中心線上的單線應(yīng)同樣排列在扇形線的中心上。

    2、滑移要求，即扇形外周的單線應(yīng)能在中心層上滑移，中心層中側(cè)兩邊兩根單線也能滑動，這樣在包絕緣后的扇形線芯，在絞成電纜芯時沒有退扭，外周各單線力求環(huán)繞扇形線中心有所滑動。

    3、一般扇形節(jié)距比常采用：

  外層節(jié)距比10～12；

  鄰?fù)鈱庸?jié)距比13～16；

  內(nèi)層節(jié)距比20～25。

  扇形線芯的緊壓：緊壓線芯的絞合與壓型是連續(xù)進行，各單線通過并線模，絞合后即進入壓輥成型。

扇形線芯的優(yōu)點：導(dǎo)體采用扇形結(jié)構(gòu)，可以減小電纜的外徑。與同規(guī)格的圓形電纜相比，扇形芯電纜成纜后的直徑要小20%～25%，可以節(jié)省成纜的填充和包帶材料，以及電纜的鎧裝和護層材料，使扇形芯電纜的成本比圓形芯電纜降低15%～20%。

B） 圓形線芯的絞合和緊壓

    a)  圓形線芯絞合的要求

      采用同心式正規(guī)絞合除各層絞向相反外，在中心層單線根數(shù)固定情況下，每層單線的根數(shù)也是固定的，即永遠多六根。唯一例外情況是當(dāng)中心層為1根時，其第一層絞線的單線數(shù)是6根，比中心層1根單線只多出5根。

   b)  圓形線芯的緊壓

      通過拉拔模拉拔：35mm2及以下的緊壓線芯采用一次緊壓；50 mm2 及以上的緊壓線芯采用分層緊壓。

   c)  緊壓圓形導(dǎo)體的優(yōu)點：為了提高絞合導(dǎo)體的表面質(zhì)量，縮小導(dǎo)體直徑，減少絞線中單線之間空隙，導(dǎo)體電場均勻性得到提高，增加了高壓和超高壓電纜的使用可靠性。