原因的分析
經(jīng)分析導(dǎo)電線芯撐開情況產(chǎn)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(dǎo)體韌煉程度不夠而造成。調(diào)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(yīng)找出產(chǎn)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(shí)為消除導(dǎo)線的內(nèi)應(yīng)力各絕緣線芯需要退扭,而扇形線芯在成纜時(shí)需要預(yù)扭。以四芯扇形電纜為例,四根絕緣線芯成纜后應(yīng)為圓形,則每一根絕緣線芯橫截面應(yīng)為1/4圓,由兩條互為直角的邊和一條圓弧邊構(gòu)成。成纜后圓弧邊在外,四個(gè)線芯的圓弧邊組成一個(gè)圓,四個(gè)線芯的直角邊分別和其他線芯的直角邊緊密貼合。為達(dá)到這一要求,則要求各絕緣線芯在進(jìn)入并線模?跁r(shí)應(yīng)按一固定的角度進(jìn)人,使各絕緣線芯直角邊頂點(diǎn)在圓心位置。直角邊預(yù)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(zhuǎn)動(dòng)或角度不對(duì),可能使線芯的直角邊和圓弧的交點(diǎn)移至中心位置;或圓弧邊轉(zhuǎn)向至中心位置,這樣成纜出來的電纜就不會(huì)圓整,俗稱為“線芯翻身”。為了固定各線芯進(jìn)線角度及位置,必須對(duì)各絕緣線芯施加一個(gè)扭力,強(qiáng)行控制線芯進(jìn)線位置,該扭力通過對(duì)線芯預(yù)扭來達(dá)到,其大小通過調(diào)節(jié)放線盤轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)來調(diào)節(jié),即通過調(diào)節(jié)預(yù)扭節(jié)距來調(diào)節(jié)。該扭力大小主要與導(dǎo)電線芯截面有關(guān),截面越大,所需扭力越大;同時(shí)還與銅絲韌煉程度及導(dǎo)體緊壓情況有關(guān)。
成纜方向規(guī)定為右向,則預(yù)扭方向也只能為右向,否則無法達(dá)到平衡。預(yù)扭所產(chǎn)生的力作用于絕緣導(dǎo)體上,而導(dǎo)電線芯最外層絞向?yàn)樽笙,這樣就給導(dǎo)體最外層絞線施加了一個(gè)使導(dǎo)體最外層絞線松開的力。導(dǎo)體的外面是絕緣層,導(dǎo)體最外層維持不松開主要是由于絕緣層的緊壓作用。當(dāng)導(dǎo)體截面較大時(shí),所需預(yù)扭的力也大,作用在絕緣層上的力也大。而lkV硅烷交聯(lián)電纜的絕緣厚度較薄,當(dāng)擠包在導(dǎo)體外的絕緣不足以承受時(shí),就在絕緣的最薄弱地方擠破絕緣,使導(dǎo)體最外層線芯松散。而當(dāng)導(dǎo)體截面較小時(shí),該力也較小,正常情況下不會(huì)擠破絕緣。故這種情況基本只發(fā)生在大截面導(dǎo)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(diào)整各層節(jié)距和壓輪高度。這些措施只是減小了成纜時(shí)絞線的反絞向應(yīng)力,從而減少了上述的這類問題的產(chǎn)生,但并沒有根本上得以解決。若采用另一種方法,即調(diào)整絞線最外層絞向?yàn)橛蚁,其他各層絞向也作相應(yīng)的調(diào)整。由于成纜方向(右向)與其相同,因此成纜時(shí)絞線產(chǎn)生反向扭應(yīng)力可以得到根本上改善,從而避免上述問題的產(chǎn)生。
在GB/T 3956— 19976電纜的導(dǎo)體》中,對(duì)導(dǎo)體的絞向并沒有作出規(guī)定。因而導(dǎo)體最外層采用右向沒有和國標(biāo)及IEC標(biāo)準(zhǔn)相沖突,是符合國標(biāo)和IEC要求的。
而對(duì)電纜性能來說,改變的是導(dǎo)電線芯各層的絞向,對(duì)導(dǎo)體、導(dǎo)體外的絕緣及其外面的結(jié)構(gòu)均沒有影響,因而對(duì)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(duì)扇形線芯來說,其成纜后各線芯結(jié)合緊密,成纜時(shí)各線芯不退扭,因而我們認(rèn)為也沒有影響。當(dāng)然,這些還需要通過產(chǎn)品試制進(jìn)行驗(yàn)證。此外,在工藝上是否可行也不存在問題,只是在絞線時(shí)調(diào)整一下絞籠旋轉(zhuǎn)方向即可。
4 試制及驗(yàn)證
剛開始,我們先選擇一根成品長度為280 m、四芯1 kV硅烷交聯(lián)電纜上進(jìn)行試制,規(guī)格為4×240導(dǎo)體最外層采用右向,按照相鄰層反向原則調(diào)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(jié)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(duì)電纜性能也沒有影響。然后再增加電纜試制長度、數(shù)量,以及進(jìn)行批量試制生產(chǎn)。在三芯、四芯240 mm。扇形導(dǎo)體電纜上共陸續(xù)試生產(chǎn)了三十余公里電纜,結(jié)果很好,沒有一起導(dǎo)電線芯撐開而撐破絕緣的情況發(fā)生,對(duì)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(jié) 論
(1)在二芯、三芯、四芯采用扇形導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的大截面導(dǎo)體(185 mm。及以上截面)的1 kV硅烷交聯(lián)聚乙烯絕緣的電纜中,應(yīng)考慮采用導(dǎo)體最外層 向?yàn)橛蚁虻墓に嚕恍∮?85 mm 的扇形導(dǎo)體截面氈可以考慮采用這種結(jié)構(gòu)。
(2)對(duì)1 kV 聚氯乙烯絕緣電纜中采用扇形導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的多芯電纜,當(dāng)導(dǎo)體截面較大時(shí),也應(yīng)考慮采用導(dǎo)體最外層絞向?yàn)橛蚁。雖然其絕緣厚度比硅烷交聯(lián)絕緣厚度要厚,在實(shí)際生產(chǎn)中可能很少發(fā)生上述情況,但在導(dǎo)體截面較大時(shí)也有可能發(fā)生,而采用該工藝可以避免它的發(fā)生。