電纜異形導(dǎo)體的優(yōu)勢及其工藝控制要點(diǎn)

張海娥

摘 要：山西離石電纜有限公司引進(jìn)了新型的異形導(dǎo)體拉絲及絞合模具，試制過程中，技術(shù)人員反復(fù)跟蹤分析，總結(jié)出來一系列有效的工藝控制要點(diǎn)，解決了實(shí)際操作中遇到的問題，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：異形導(dǎo)體 優(yōu)勢 缺點(diǎn) 解決辦法

引 言

為提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，公司引進(jìn)了新型的型線拉絲模具，導(dǎo)體單線由傳統(tǒng)的圓形單線轉(zhuǎn)變?yōu)樾途€。本文介紹了，我公司在試制異形絞合導(dǎo)體過程中，遇到的問題及其解決辦法。

1 異形絞合導(dǎo)體的優(yōu)勢

異形導(dǎo)體是在滿足國標(biāo)規(guī)定的最小根數(shù)和電阻率要求的前提下，導(dǎo)體由圓形單線絞合結(jié)構(gòu)改變?yōu)樾途€絞合結(jié)構(gòu)設(shè)計。其核心是拉制的不是圓線，而是根據(jù)不同規(guī)格經(jīng)過精確計算的異形（瓦形）線，絞制時經(jīng)過圓形絞合整形模具使異形線絞合成型。試制中發(fā)現(xiàn)，采用新工藝的異形導(dǎo)體具有以下優(yōu)勢：

1.1 其優(yōu)勢突出的表現(xiàn)在中高壓電纜，異形絞合導(dǎo)體幾乎沒有毛刺，導(dǎo)體表面電場均衡，避免了因毛刺引發(fā)的尖端放電，局部放電試驗(yàn)放電量極小，產(chǎn)品合格率顯著提高。自公司中高壓電纜采用異形絞合導(dǎo)體以來，產(chǎn)品合格率達(dá)100%。尤其是35KV電力電纜，以往采用圓形單線絞合緊壓結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品合格率僅達(dá)80%。傳統(tǒng)的圓形單線絞合緊壓結(jié)構(gòu)，采用緊壓絞合冷拔工藝，導(dǎo)體晶格變形大，受力大，導(dǎo)致導(dǎo)體發(fā)熱，電阻增高，毛刺多。而毛刺是中高壓電纜生產(chǎn)引起尖端放電的主要因素，尖端放電是導(dǎo)致是中高壓電纜局部放電試驗(yàn)不合格的主要原因。

1.2 應(yīng)用在低壓電纜，電纜導(dǎo)體外觀光滑無毛刺，單線間縫隙小，避免了因毛刺對電纜絕緣的損傷，擠出的絕緣在火花試驗(yàn)或耐壓試驗(yàn)時擊穿概率明顯降低；

1.3 導(dǎo)體電阻的余量控制精確，確保了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。異形拉絲模具的尺寸經(jīng)過精確計算，銅材電阻率按照0.017070Ω·mm?/m設(shè)計，電阻余量控制到0.6%-1.5%。

1.4 降低了產(chǎn)品成本。異形絞合導(dǎo)體外徑變小，節(jié)約了絕緣和護(hù)套材料。據(jù)統(tǒng)計，公司自采用異形絞合導(dǎo)體以來，產(chǎn)品成本平均降低了2-3%。

1.5 另外異型線間接觸面大渦流損耗?。粚?dǎo)體表面光滑，間隙小，電場均衡，產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定，使用壽命更長。

2 異形導(dǎo)體試制過程中發(fā)現(xiàn)的問題

異形絞合導(dǎo)體的優(yōu)勢是值得肯定的，然而其特殊的工藝結(jié)構(gòu)客觀上存在一定的缺陷，需要加強(qiáng)工藝過程控制，克服這些缺陷，確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

2.1 導(dǎo)體彎曲半徑大，柔性稍差。試制中發(fā)現(xiàn)，異形絞合導(dǎo)體的彎曲半徑大，柔性稍差，彎曲過程中，導(dǎo)體易起燈籠，松散變形。

2.2 拉絲過程，對模具的擺放、塔輪的繞線、穿線、焊接等過程控制要求較嚴(yán)，任何一個環(huán)節(jié)控制不到位，都可能會造成拉制的單絲型面受損，導(dǎo)體電阻增大，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。公司在異形導(dǎo)體拉絲試制初期，出現(xiàn)過幾次因拉絲過程控制不精細(xì)，導(dǎo)致導(dǎo)體型面受損，導(dǎo)體電阻不合格的情況。

2.3 絞合過程中，單絲預(yù)扭不到位，絞合模具孔徑過大，絞合節(jié)距大，易造成型線翻身，成型不圓整，表面縫隙大。

2.4 成纜過程，絕緣線芯易扭曲變形。試制初期，成纜過程中，因異形導(dǎo)體彎曲半徑大，柔性差，屢次發(fā)生線芯扭曲變形的情況。

3 針對異形絞合導(dǎo)體在生產(chǎn)中發(fā)生的一系列的影響產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性的因素，經(jīng)過多次分析和試驗(yàn)，總結(jié)出了一套詳細(xì)的工藝控制辦法，保證了產(chǎn)品質(zhì)量

3.1 選用低電阻優(yōu)質(zhì)銅材

原材料銅桿的電阻率應(yīng)不大于0.017070 Ω·mm?/m 如果使用銅桿電阻率大于0.017070Ω·mm?/m時，絞線模具應(yīng)相應(yīng)加大?？刂屏鞒蹋恒~桿進(jìn)廠應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行抽檢，測試數(shù)據(jù)應(yīng)及時向技術(shù)部和車間反饋，便于相關(guān)部門對工藝作出相應(yīng)的調(diào)整。每一規(guī)格的絞線模具，共有兩套，原材料銅桿電阻偏大或絞線測量電阻偏大時，可采用大孔徑絞線模。正常情況下不允許使用大孔徑絞線模，模具過大成型不好，單線容易翻身，而且電阻過小，則容易造成銅材浪費(fèi)。

3.2 嚴(yán)格按照拉絲機(jī)的速比配模，穿異形模具時要保證大小面一致，繞塔輪時保證大面與塔倫接觸，單線不能有扭轉(zhuǎn)、彎曲。

處理方法：模具加定位模套。在型線拉絲模具的小面對應(yīng)的部位做平面，定位套有定位螺絲，定位螺絲對準(zhǔn)平面，始終保持定位梢向上，即小面向上。出口模無法安裝定位模，放置模具時必須保持小面向上，可以眼睛觀察，也可以手摸，模具進(jìn)口和出口的形狀應(yīng)完全一致，始終保持小面朝上。線從最后一道模具穿出后，操作工應(yīng)自檢，確保線的外形未受損，模具擺放正確，方可繼續(xù)進(jìn)行下一步操作。

3.3 保證型線退火充分，滿足電纜的柔性要求，減小電纜使用的彎曲半徑。

3.4 由于單絲的規(guī)格較多，且相鄰規(guī)格的外形、重量及其他工藝參數(shù)非常接近，極易混淆。因此，拉好的規(guī)格絲操作工務(wù)必及時做好標(biāo)識，定置分類擺放，避免因規(guī)格混淆形成的質(zhì)量隱患。

3.3 絞線工序注意事項(xiàng)

3.3.1 通過適當(dāng)減小內(nèi)外層節(jié)距，增加電纜柔性， 緩解導(dǎo)體的彎曲變形。

3.3.2 牽頭時每根線應(yīng)預(yù)扭360度或180度。預(yù)扭的方向應(yīng)和線盤的旋轉(zhuǎn)方向相反。

3.3.3 為緩解型線扭曲變形，最后一道過線輪引出的線，距離絞線模具的距離（應(yīng)力消盤距離）不超過30公分。

3.3.4 單線剎車不能過緊或過松。過緊會使單絲拉細(xì)，影響外觀和電阻。過松則預(yù)扭角度需增大到540度或720度，避免絞線模具單線的翻身。

3.3.5 異形導(dǎo)體的檢測

測量導(dǎo)體電阻應(yīng)恒溫后檢測。導(dǎo)體溫度高于室溫，測量數(shù)據(jù)偏大。導(dǎo)體溫度低于室溫，則測量數(shù)據(jù)偏小。這兩種測量結(jié)果均為無效值。

3.4 成纜工序注意事項(xiàng)。

3.4.1 適當(dāng)減小成纜節(jié)距，以增加纜芯結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和柔性，減小電纜安裝使用的彎曲半徑。

3.4.2 成纜時絕緣線芯始端和末端必需要采用等同外徑或外徑相接近的牽引線，保證絕緣線芯及纜芯線始終在足夠張力的作用下成纜，避免導(dǎo)體因內(nèi)應(yīng)力扭曲變形。

3.4.2 牽引線應(yīng)進(jìn)行預(yù)扭，預(yù)扭方向應(yīng)與成纜相一致。

4 結(jié)論

異形絞合導(dǎo)體的優(yōu)勢，突出地表現(xiàn)在中高壓電纜的生產(chǎn)，導(dǎo)體表面光滑，無毛刺，間隙小，較好的解決了中高壓電纜生產(chǎn)因?qū)w表面電場不平衡，以及因毛刺引發(fā)的尖端放電問題，局部放電試驗(yàn)放電量明顯降低，產(chǎn)品合格率顯著提高；在產(chǎn)品成本方面，較傳統(tǒng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，平均降低了2-3%。然而，經(jīng)過試驗(yàn)跟蹤，異形絞合導(dǎo)體客觀上存在彎曲半徑小，導(dǎo)體易扭曲變形問題，影響電纜的敷設(shè)安裝，在一些曲度較大，對電纜柔性要求較高的場合不提倡使用。針對這一問題，我們通過對各個環(huán)節(jié)的工藝控制和改進(jìn)，來提高電纜結(jié)構(gòu)的柔性和穩(wěn)定性，產(chǎn)品投放市場以來獲得了用戶的認(rèn)可和好評。