原因的分析
經(jīng)分析導電線芯撐開情況產(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,圓形線芯在成纜時為消除導線的內(nèi)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入并線模?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(diào)節(jié)放線盤轉動圈數(shù)來調(diào)節(jié),即通過調(diào)節(jié)預扭節(jié)距來調(diào)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(chǎn)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lkV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(diào)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(chǎn)生,但并沒有根本上得以解決。若采用另一種方法,即調(diào)整絞線最外層絞向為右向,其他各層絞向也作相應的調(diào)整。由于成纜方向(右向)與其相同,因此成纜時絞線產(chǎn)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(chǎn)生。
在GB/T 3956— 19976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(chǎn)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(diào)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1 kV硅烷交聯(lián)電纜上進行試制,規(guī)格為4×240導體最外層采用右向,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(shù)量,以及進行批量試制生產(chǎn)。在三芯、四芯240 mm。扇形導體電纜上共陸續(xù)試生產(chǎn)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
(1)在二芯、三芯、四芯采用扇形導體結構的大截面導體(185 mm。及以上截面)的1 kV硅烷交聯(lián)聚乙烯絕緣的電纜中,應考慮采用導體最外層 向為右向的工藝;小于185 mm 的扇形導體截面氈可以考慮采用這種結構。
(2)對1 kV 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(chǎn)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。