电线电缆绞制专业知识讲解

　　绞线是以绞合单线绕绞线轴等角速度旋转和绞线匀速前进运动实现的。常用的有铜、铝两种，铜、铝线可以绞制成各种不同规格截面以及不同种类的电线电缆的导线电芯。适用于工作频率较高，单股线材的集肤效应和邻近效应损耗过大的场合。使用绞线可以使运行温度降低，相比同截面积的单股线，绞线拥有更高的机械性、柔韧性。

　　一.绞线的目的：

　　1.采用单根导线不易弯曲，柔软性差，给生产、运输、安装、敷设和使用都带来了困难。

　　2.由于单根导线截面大，涡流损耗大，影响输电效果。

　　3.目的：保证电气性能上有一定截面;力学性能上有一定的柔软性。

　　二.绞线的优点：

　　1.柔软性好

　　2.稳定性好

　　3.可靠性好

　　4.强度高

　　三. 绞线的分类及用途：

　　1.普通绞线：

　　铝绞线(LJ)：优点：导体重量轻，导电性好。用途：应用于受力较小的架空电力线路的配电线。

　　硬铜绞线(TJ)：优点：电气性能优越;用途：架空输电线路。

　　铝合金绞线(LHAJ)：优点：抗拉强度高，导电率较铝绞线低10%。用途：冰川、山区、丘陵等地。

　　铝包钢绞线：优点：抗拉强度高。用途：大跨越线路。

　　2.组合绞线：

　　钢芯铝绞线(LGJ)：优点：抗拉强度高。

　　用途：架空输电线路，配电线路，重冰区及大跨越输电线路。

　　防腐钢芯铝绞线：优点：防止钢芯腐蚀，提高导线使用寿命。

　　用途：咸水湖、沿海、工矿区及腐蚀气氛严重地区。

　　铝包钢芯铝绞线：优点：防止钢芯腐蚀，提高导线使用寿命。降低线损。单位重量减轻，增大了导线跨距。

　　3.特种绞线：

　　扩径钢芯铝绞线:优点：增加导线外径，节约有色金属，减少电晕损失。用途：高电压输电及高海拔输电

　　扩径空心导线：优点：具有较大的导线外径，减少电晕损失，节约有色金属。用途：高压变电站。

　　消振及间隙型绞线：优点：各绞层分离，能自身减少振动。用途：多风暴地区。

　　防冰雪绞线：优点：抗冰雪能力强。用途：重冰区地带。

　　铜电刷线：优点：结构稳定，柔软性良好，采用束绞和复绞而成。用途：电机中的引接线。

　　裸铜软绞线：特点：采用股线正规绞合、束绞、无复绞或束绞后按正规绞合复绞等形式。用途：连接电机、电器设备部件。

　　铜编织线：优点：导线柔软。用途：移动电器装备的连接线，也用于汽车，拖拉机蓄电池的连接。

　　镀铝钢芯铝绞线：特点：镀锌钢丝改为镀铝钢丝。增加抗腐蚀性。用途：用于防腐线路。

　　耐候绝缘架空线：特点：在LJ和LGJ绞线表面加绝缘层。用途：线路通过林区和城市使用。

　　导电线芯：特点：大多用油浸纸绝缘和塑料绝缘的电力电缆。

　　1.硬线芯：用于船用电缆、电力电缆等。

　　2.软线芯：用于矿用电缆、橡套电缆等。

　　3.特软电缆：用经常移动的电线电缆线芯及有特殊要求的导电电线电缆。

　　四.绞合设备

　　包括笼式绞线机、盘式绞线机、叉式绞线机、框式绞线机、管式绞线机、束线机等。

　　设备组成部份：

　　1)放线部份

　　2)牵引装置

　　3)收线装置

　　4)拖动系统

　　5)其他：计米器、电气、液压、气压控制装置和分线板、压模、压型、预扭、绕包、自动停车等装置。

　　五.绞线工艺

　　A、绞合节距

　　定义：单线沿绞线轴向方向旋转一周所前进的距离。

　　节距比：节距与直径的比值。

　　由示意图可得出，绞线节距计算公式如下：

　　h=Lsina=pD¢tga

　　L2=(pD¢)2 h2

　　h—绞线节距长度; L—一个节距内的单线展开长度;

　　D¢—节圆外径，D¢=D-d; D—绞线外径;

　　d—单线外径; a—螺旋升角;

　　d1=d/sina

　　绞线节距的测量：划印法或压印法

　　绞线节距比：

　　m=h/D

　　m¢=h/D¢=h/(D-d)

　　m—实际节距比

　　m¢—理论节距比

　　说明：节距比是绞线的一个重要参数，它的大小同绞线的质量和绞线过程有很重要的关系。

　　a) 节距比小，绞线就比较柔软，绞合紧密，生产效率低。同时由于绞入率增加，材料消耗增大，绞线单位重量也增大。同时也降低了导线的导电率。

　　b) 当节距比倍数过大时，制造和使用时容易松股，使绞合不紧密，但是避免了节距过小造成的缺点。

　　B、绞入系数：是指绞线在一个绞合节距内，单线实际长度与绞线节距长度之比。

　　K=L/h=1 )2

　　K—绞入系数; L—绞线中每一节距长度的单线展开校直后的长度;

　　h—绞线节距长度; m¢—理论节距比。

　　绞入率是指在一个节距内，单线实际长度和绞线节距长度的差值与绞线节距长度之比。

　　l=(L-h)/h´100%

　　l=绞入率 L—单线展开长度

　　h—绞线长度

　　a) 绞线中单线长度计算

　　l=Km×L

　　l—单线长度 Km—平均绞入系数

　　L—绞线长度

　　b) 绞线重量的计算

　　G=S×L×Km×ρ

　　G—绞线重量(kg) S—绞线截面积(mm2)

　　L—绞线长度(km) Km— 平均绞入系数;

　　ρ—所用金属材料密度(铝2.703g/cm3、钢7.80 g/cm3、铜8.89 g/cm3)。

　　c) 绞线直流电阻的计算

　　R20=r20KmL/S

　　R20—温度为20°C时，绞线的直流电阻

　　r20—20°C时单线的电阻系数(W·mm2/m)

　　Km—平均绞入系数 L—绞线长度(km)

　　S—导体的总截面积(mm2)

　　C、绞合方向

　　同心绞合的相邻层的绞合方向相反

　　多层线都绞合成圆形，当绞线受力时各层产生的转动力矩相互抵消，防止各层单线向一个方向转动而松股，同时也能使绞线产生转动力矩的分力，避免绞线在未拉紧时打卷。对于钢芯铝绞线而言，各层铝线绞合在钢芯上就像一个螺旋线绕在轭铁外，当电流通过铝线时产生磁力线，绞线各层绞向相反，磁力线的方向相反，各层磁力线互相抵消，减少交流阻抗。

　　1、方向：方向分为左向(S向)和右向(Z向)。

　　2、绞合规律：铝绞线和钢芯铝线最外层绞向为右向，电气装备用电线电缆和电力电缆用的铜铝导电线芯最外层绞向为左向。

　　D. 绞线外径的计算：D=D0 2nd

　　D0—绞线中心层直径

　　d—圆单线直径

　　n—绞层数

　　E. 束线外径的计算：D束=DK

　　D—单线直径及根数与束线相同时的同心层绞线外径

　　K—调整系数

　　F. 绞线的填充系数

　　定义：绞线截面与同样外径的单线的截面之比。即空间的利用率。

　　公式：η= d2×Z×km/D2×100%

　　d—绞线中单线直径

　　D—绞线外径 Z—单线根数

　　km—各层绞线平均绞入系数

　　六.一般绞线

　　1、绞合方式

　　裸绞线和绞合线芯的绞合方式有退扭和不退扭两种：

　　退扭绞合：指在整个绞合过程中单线(或股线)本身不扭转。

　　不退扭绞合：绞合过程中，每绞一个节距，单线(或股线)自身要扭转360°，即绞合时导线绕中心轴线公转一周时，导体本身也自转一周。

　　2、绞线的紧压：扇形紧压线芯和圆形紧压线芯。

　　七.架空绞线

　　1、同一单线构成的绞线：由同一种材料、同一种直径的单线制成。一般为同心层绞。

　　2、有钢线加强的绞线

　　钢芯铝绞线的铝截面比有三种：

　　a) 铝钢截面比为6.0及5.3

　　b) 铝钢截面比为8.0

　　c) 铝钢截面比为4.3及4.4

　　3、结构计算

　　项目

　　中心层为1根单线时

　　中心层单线为Z0=2～5根时

　　绞线外径D

　　D=D0 2nd

　　D=D0 2nd

　　某一层绞线的单线根数Zn

　　Zn=6n

　　Zn=Z0 6n

　　绞线中单线根数Z

　　Z=1 3n(n 1)

　　Z=(Z0 3n)(n 1)

　　D0—中心层绞合外径 n—绞线层数 d—单线直径

　　4.其它类型的架空线

　　a)防腐钢芯铝绞线

　　b)压缩型绞线

　　c) 扩径钢芯铝绞线：

　　d) 特种绞线

　　1) 消振绞线及间隙绞线

　　2) 扩径、空心绞线

　　3) 防冰雪绞线

　　八、异型绞合线芯

　　A) 扇形线芯的绞合和紧压：

　　扇形绞合的要求：

　　1、中心层中心线上的单线应同样排列在扇形线的中心上。

　　2、滑移要求，即扇形外周的单线应能在中心层上滑移，中心层中侧两边两根单线也能滑动，这样在包绝缘后的扇形线芯，在绞成电缆芯时没有退扭，外周各单线力求环绕扇形线中心有所滑动。

　　3、一般扇形节距比常采用：

　　外层节距比10～12;

　　邻外层节距比13～16;

　　内层节距比20～25。

　　扇形线芯的紧压：紧压线芯的绞合与压型是连续进行，各单线通过并线模，绞合后即进入压辊成型。

　　扇形线芯的优点：导体采用扇形结构，可以减小电缆的外径。与同规格的圆形电缆相比，扇形芯电缆成缆后的直径要小20%～25%，可以节省成缆的填充和包带材料，以及电缆的铠装和护层材料，使扇形芯电缆的成本比圆形芯电缆降低15%～20%。

　　B) 圆形线芯的绞合和紧压

　　a) 圆形线芯绞合的要求

　　采用同心式正规绞合除各层绞向相反外，在中心层单线根数固定情况下，每层单线的根数也是固定的，即永远多六根。唯一例外情况是当中心层为1根时，其第一层绞线的单线数是6根，比中心层1根单线只多出5根。

　　b) 圆形线芯的紧压

　　通过拉拔模拉拔：35mm2及以下的紧压线芯采用一次紧压;50 mm2 及以上的紧压线芯采用分层紧压。

　　c) 紧压圆形导体的优点：为了提高绞合导体的表面质量，缩小导体直径，减少绞线中单线之间空隙，导体电场均匀性得到提高，增加了高压和超高压电缆的使用可靠性。

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