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硅烷交聯(lián)聚乙烯電力電纜探

摘要：該文是作者根據生產中碰到的實際情況，對千伏級交聯(lián)電纜導電線芯的絞向提出一種新的觀點，即絞線最外層絞向采用右向，來解決原工藝絞向（左向）在特定情況下容易出現(xiàn)的質量問題。

關鍵詞：0．6／1kV硅烷交聯(lián)電纜；扇形導電線芯；絞線最外層絞向；探討

l 引 言

導電線芯是作為電力電纜的重要組成部分，其作用是用來傳送電流。我國制定了等同采用IEC228《絕緣電纜的導體》）的電纜導體國家標準——GB／T 3956—1997《電纜的導體》。作為使用廣泛、用量很大的額定電壓IkV塑料絕緣電力電纜，硅烷交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜占了其中相當比重。其導體結構及性能采用的是符合GB／T 3956—1997第 2種導體的要求的絞合導體。

絞合的導電線芯在生產過程中，其最外層絞向都是采用左向。在我國的一些權威文章和教材，如《電氣絕緣結構設計原理》中，都指出絞線最外層絞向應采用左向。因成纜方向規(guī)定采用有向＊Z成纜除外），而作為其中每一芯的電纜的導體的最外層絞向采用左向，這樣，可使電纜結構更合理、穩(wěn)定。

筆者在生產中曾經碰到了這樣情況，即在生產銅芯 IkV、4×240 mm2硅烷聚乙烯絕緣電力電纜的過程中，為節(jié)約原材料，減小電纜外徑，導體采用90°緊壓扇形導體結構，在成纜時，有時會發(fā)生其中的一根絕緣線芯在進人成纜機的并線模模口前絕緣內的導電線芯把絕緣撐破，導電線芯的最外層絞線像撐傘一樣撐開的情況，從而致使整根電纜定長報廢，只能作分盤處理。而且這種情況時有發(fā)生，說明不是偶然因素造成，有其必然性，在工藝上可能存在問題。這就需要分析、找出問題發(fā)生的原因，進行工藝改進，以避免這種情況的再次發(fā)生。

2 原因的分析

經分析導電線芯撐開情況產生的真正原因并非是由于絞線節(jié)距不合適或各層緊壓不好，以及導體韌煉程度不夠而造成。調節(jié)絞線節(jié)距及各層緊壓程度，增加單線韌煉程度，僅能減少這種情況發(fā)生的概率，而應找出產生問題的主要原因，從根本上消除這種情況的發(fā)生。

扇形線芯和圓形線芯的成纜情況不同，圓形線芯在成纜時為消除導線的內應力各絕緣線芯需要退扭，而扇形線芯在成纜時需要預扭。以四芯扇形電纜為例，四根絕緣線芯成纜后應為圓形，則每一根絕緣線芯橫截面應為1／4圓，由兩條互為直角的邊和一條圓弧邊構成。成纜后圓弧邊在外，四個線芯的圓弧邊組成一個圓，四個線芯的直角邊分別和其他線芯的直角邊緊密貼合。為達到這一要求，則要求各絕緣線芯在進人并線模�？跁r應按一固定的角度進人，使各絕緣線芯直角邊頂點在圓心位置。直角邊預扭角度要合適，才能使各直角邊所在面正好相合，成纜后電纜才能成為圓形。否則絕緣線芯轉動或角度不對，可能使線芯的直角邊和圓弧的交點移至中心位置；或圓弧邊轉向至中心位置，這樣成纜出來的電纜就不會圓整，俗稱為“線芯翻身”。為了固定各線芯進線角度及位置，必須對各絕緣線芯施加一個扭力，強行控制線芯進線位置，該扭力通過對線芯預扭來達到，其大小通過調節(jié)放線盤轉動圈數來調節(jié)，即通過調節(jié)預扭節(jié)距來調節(jié)。該扭力大小主要與導電線芯截面有關，截面越大，所需扭力越大；同時還與銅絲韌煉程度及導體緊壓情況有關。

成纜方向規(guī)定為右向，則預扭方向也只能為右向，否則無法達到平衡。預扭所產生的力作用于絕緣導體上，而導電線芯最外層絞向為左向，這樣就給導體最外層絞線施加了一個使導體最外層絞線松開的力。導體的外面是絕緣層，導體最外層維持不松開主要是由于絕緣層的緊壓作用。當導體截面較大時，所需預扭的力也大，作用在絕緣層上的力也大。而IkV硅烷交聯(lián)電纜的絕緣厚度較薄，當擠包在導體外的絕緣不足以承受時，就在絕緣的最薄弱地方擠破絕緣，使導體最外層線芯松散。而當導體截面較小時，該力也較小，正常情況下不會擠破絕緣。故這種情況基本只發(fā)生在大截面導體的電纜上。

3 解決問題的方法

找出問題發(fā)生的原因，接下來就是尋找解決方法。首先，按常規(guī)思路，提高銅單線的韌煉程度，使之更柔軟；在緊壓過程中調整各層節(jié)距和壓輪高度。這些措施只是減小了成纜時絞線的反絞向應力，從而減少了上述的這類問題的產生，但并沒有根本上得以解決。若采用另一種方法，即調整絞線最外層絞向為有向，其他各層絞向也作相應的調整。由于成纜方向（右向）與其相同，因此成纜時絞線產生反向扭應力可以得到根本上改善，從而避免上述問題的產生。

在 GB／T 3956—1997《電纜的導體》中，對導體的絞向并沒有作出規(guī)定。因而導體最外層采用右向沒有和國標及IEC標準相沖突，是符合國標和IEC要求的。

而對電纜性能來說，改變的是導電線芯各層的絞向，對導體、導體外的絕緣及其外面的結構均沒有影響，因而對電纜性能來說是沒有影響的�？赡茉斐捎绊懙氖请娎|的外觀，而對扇形線芯來說，其成纜后各線芯結合緊密，成纜時各線芯不退扭，因而我們認為也沒有影響。當然，這些還需要通過產品試制進行驗證。此外，在工藝上是否可行也不存在問題，只是在絞線時調整一下絞籠旋轉方向即可。

4 試制及驗證

剛開始，我們先選擇一根成品長度為 280 m、四芯 IkV硅烷交聯(lián)電纜上進行試制，規(guī)格為 4×240mm2，導體最外層采用右向，按照相鄰層反向原則調整絞線其余各層絞線的絞向，電纜其余制造工藝不變。試制結果表明試制情況很好，成纜后電纜外觀與以前相比沒有變化，對電纜性能也沒有影響。然后再增加電纜試制長度、數量，以及進行批量試制生產。在三芯、四芯240 mm2扇形導體電纜上共陸續(xù)試生產了三十余公里電纜，結果很好，沒有一起導電線芯撐開而撐破絕緣的情況發(fā)生，對電纜性能和外觀上也沒有影響，從而從根本上解決了該問題的發(fā)生。


5 結 論

O）在二芯、三芯、四芯采用扇形導體結構的大截面導體（185mm2及以上截面）的 IkV硅烷交聯(lián)聚乙烯絕緣的電纜中，應考慮采用導體最外層統(tǒng)向為右向的工藝；小于 185mm2的扇形導體截面也可以考慮采用這種結構。

（2）對1kV聚氯乙烯絕緣電纜中采用扇形導體結構的多芯電纜，當導體截面較大時，也應考慮采用導體最外層絞向為右向。雖然其絕緣厚度比硅烷交聯(lián)絕緣厚度要厚，在實際生產中可能很少發(fā)生上述情況，但在導體截面較大時也有可能發(fā)生，而采用該工藝可以避免它的發(fā)生。