关键词：超高压电力电缆；分割导体；扇形股块；结构；设计；制造
1.电力电缆技术的发展方向
与充油电缆比较，XLPE电缆具有不需要供油设备、防火功能好、安装维护简略和机械电气功能好等长处，在世界范围内得到广泛运用，但其显着缺陷是存在绝缘气隙和突起等部分缺陷，致使部分电场会集容易发作水树等绝缘老化现象，在长时间运转时有些电缆也许会呈现部分放电现象。XLPE电缆开展迅速，自从其20世纪60年代开端用于低压电缆后，通过近40年的研讨，在高电压和大容量化方面取得了很大开展，东京电力公司已于2000年运用到500kV线路中。欧洲现已很多运用到400kV体系中，在近年国际上运转的400kV以上高压电缆中，绝大多数也为XLPE电缆。电力电缆通过了从充油电缆年代到XLPE电缆年代的改变，现在XLPE电缆逐步向高电压化方向开展。往后将以XLPE电缆为主体，朝着小型化、安全环保化、接头安装简略化以及检查技术自动化等有关技术方向开展。由于导体传输电流的容量并不是随着导体截面的增加而线性增加，这种现象是由于导体在传输交流电流的过程中“集肤效应”和“邻近效应”造成的。随着导体截面的增大，这种现象会越来越显著，因此110～220kV交联聚乙烯绝缘高压及超高压电力电缆标准中，明确规定了截面在800IIlIIl2以上的电缆导体必须采用分割导体，以减小“集肤效应”和“邻近效应”引起电缆的导体电阻增加对传输能量的影响。为满足500kV交联聚乙烯绝缘超高压电力电缆的研制需要，在总结多次大截面分割导体制作经验的基础上，本公司已顺利完成了1200mrn2及2500mrn2分割导体的制作，产品各项指标均达到设计要求，经检测符合国家标准规定。随着国家经济建设的飞跃发展，对电力需求的大幅度提升，高压及超高压、大截面电力电缆的需求量将越来越大，做好大截面分割导体，为国家在电力能源的输送上提供可靠保证，也必将为飞速发展的国民经济作出贡献。
2.分割导体的结构设计
分割导体是由分割股块、隔离绝缘皱纹纸、扎带、半导电尼龙带、导体填充等部分组成，其中，每个股块外要纵包隔离绝缘皱纹纸，股块成缆后在分割导体外首先要用扎带捆紧，再绕包半导电尼龙带，最后缠绕无纺布保护层。另外，分割导体中心采用导体填充。
2.1分割导体的股块构成
目前实际生产中，分割导体一般有四芯、五芯、六芯分割等几种类型。分割股块的形状有扇形、瓦愣形中间加圆形等形状。分割导体中股块越少，在生产时绞合、紧压、成缆等工艺上比较容易实现，但从结构稳定性和耐弯曲性能及避免产生“集肤效应”和“邻近效应”的作用上，多股块分割导体更优越一些，因此，应根据企业现有生产设备的制造能力而适当选择。鉴于本公司现有法国Purter公司生产的3.6m盘绞机，成缆时可使用五个放线架的特点，故在设计大截面分割导体时采用五芯结构。利用AutoCAD辅助设计软件，对股块进行设计，瓦楞形股块底弧的半径要比中间圆形紧压导体的半径略大些，如图1所示。
图1瓦楞形股块截面图
2.2分割导体的直径及单个股块的截面积的计算
依据分割导体的实际截面积，计算在实芯状态时分割导体的最小直径。然后选择适当的填充系数，确定分割导体的直径(应考虑到分割导体的股块成缆时的反弹)。根据所确定的扇形股块的芯数，计算单个股块的截面积。设计每个股块的形状，确定每个股块的单线组成及排列。并依据所选择的填充系数，计算出单丝直径的大小。
2.3分割导体的制造
分割导体的制造主要分为股块的绞制和股块的成缆两部分。在股块绞制过程中，包括工艺参数设定，线盘装载，分层穿线、排线，绞制，压型，牵引、收线等部分。依据工艺规定，在绞合设备上设定好该产品的工艺参数，包括每层绞线的节距、绞向、预扭节距等。依据每个股块的单丝结构及排列，进行分层穿线、排线。在绞合好线芯后，分层压型时，仔细调整压型模具，并测量所压制的股块尺寸，使之符合工艺要求；调整好压型模之间的预扭角，测量所形成的预扭节距，是否符合工艺规定。成缆过程分为设备工艺参数设定，股块线芯的放线，分线板的角度控制，并线模的安装，股块的成缆，绝缘皱纹纸的纵包．包带的绕包，牵引，收线等部分。在成缆过程中，注意股块的预扭节距和成缆节距之问的配合是否合适，不能有股块翻身现象出现。在穿过成缆并线模时，细心调整并线模直径大小，仔细测量成缆后分割导体的直径，使之符合工艺规定。成缆后的分割导体，应扎紧，不能松散，最外面还应绕包防护层，防止半导电带破损。另外，还应注意成缆时预扭节距、绞向、绝缘皱纹纸的隔离、半导电尼龙包带绕包等情况。
2.4股块的绞制和成缆
2.4.1单个股块
选用61根直径为2.64mm的单丝，排列办法为1+6+12+18+24，最外层绞向为左向，最外层节距为260±10mm。股块预扭方向为左向，股块节距应在1100～1200mm。绞制开端后，股块预扭节距应保持共同。股块高度和宽度误差不该超越±0.2mm。绞制时应依据实践状况，调整旋转模具与分线板的间隔以及模具压下量，防止单丝拱起或松股。
2.4.2股块的绞组成缆
瓦楞形股块绞组成缆方向为左向，节距1100～1200mm，并依据实践状况进行调整。瓦楞形股块的放线盘选用退扭式，收线盘每旋转一星期，放线盘同向旋转一星期。瓦楞形股块在合股绞组成缆时，股线间应有绝缘纸离隔绝缘，其宽度与瓦楞形单个股块的下弧长和两个侧边长相加的长度基本共同，约为42mm，并且确保成缆后的导体圆弧外表无绝缘纸。股块绞组成缆呈圆形后，接连绕包半导电尼龙带，要求50%堆叠率。要求绕包紧实、平坦。在绕包半导电带的一起，堆叠绕包一层维护带，要求半导电外表保持清洁。股块绞组成缆时就要留意调查预扭视点和节距的改变，并及时调整，成缆后导体直径的误差值f应操控在±0.5D%以内。伴随着中国经济的继续高速开展，电力需要也成倍提升，构成了大容量会集性供电负荷基地，致使超高压XLPE电缆体系的需要也迅速提升。
2.4.3扇形股块的成缆
当把扇形股块合拢后，固定好分线板的扇形过线模的角度，防止发生变化；打开控制台上的线芯退扭开关和线芯角度调整装置；扇形股块的角度调整应保持在±10。之间。要缓慢走线，在导线走进第一道并线模时，将其慢慢合拢，但不应过紧。当已成缆的扇形股块被牵引履带夹紧后，再合拢第二道和第三道并线模，但此时并线模间还应留有一定间隙，待已成缆的扇形股块全部上轴后，再逐渐完全合拢并线模，此时并线模最好能够自由旋转。并线模的内孔直径应适当，尤其是最后一道成品并线模，其直径应控制在比设计的分割导体直径大0.2-0.3mm。
结论
伴随着中国经济和城市化建设的飞速开展，带动了电网建设的迅速开展，其中大容量配电体系的建设可有用减轻用电严重的问题，并带动超高压电缆需要的迅速提升。开发超高压电缆尤其是大截面超高压电缆，不只改变了中国长时间进口该电缆的前史，也标志着中国从电缆制作大国变成电缆制作强国，我公司将为此做出不懈努力。
参考文献
［1］刘子玉，王惠明.电力电缆结构设计原理［M］.西安交通大学出版社，1996.
[3]刘子玉，王惠明·电力电缆结构设计原理[M]．西安交通大学出版社，2014．
[4]吴炯．大长度、大截面超高压电力电缆技术开发前景[J]．中国电线电缆，2013．(4)：5-7．
论文作者:张晓明
论文发表刊物:《科技新时代》2017年12期
论文发表时间:2018/1/29
标签：导体论文; 电缆论文; 截面论文; 扇形论文; 直径论文; 瓦楞论文; 效应论文; 《科技新时代》2017年12期论文;