电缆成缆工艺讲义

电缆成缆工艺讲义一、成缆的目的电缆是用来传输电能或控制信号的。电力设备用电多数是用多相电源，所以电力电缆是多芯的，常用三相电源的三芯电缆或四芯电缆（其中有一芯作为地线）。控制电缆主要是用于控制设备的线路，控制电缆需要的根数一般很多，因此控制电缆往往做成多芯的。这样不仅使用方便、经济，而且使用三相电源送电的三相电缆成缆在一起，可以使三相磁场抵消,减少损耗。因此，在成缆工序中，是将二芯、三芯，甚至是几十芯绞合在一起。组成多芯电缆。这种将绝缘线芯按一定的规则绞合在一起，包括绞合时线芯间空隙的填充和在成缆上的包带过程，叫做成缆。成缆时，绝缘线芯的绞合形式是采用同心层正规绞合，绝缘线芯直径相同的成缆叫做对称成缆，绝缘线芯直径不同的成缆叫做非对称成缆。虽然根据需要根数的绝缘线芯绞合在一起的电缆，使用方便经济，但有些电缆是不成缆的，如高压电缆等，这是为了避免结构太大而笨重和技术设备上的原因，制造成单芯电缆。二、成缆绝缘线芯及其它原材料1.从成缆使用材料上分类2.成缆各辅料的作用a.包带：包带都有将绞合线缆扎紧、包缚成形的作用，同时根据包带材料不同还具有其他特殊作用，如玻纤带有一定的耐火作用。b.填充：填充都有使成缆后电缆外形圆整，不易变形的作用，同时根据填充材料的不同还有其它特殊作用，如阻燃填充有阻燃的作用。3.从成缆结构来看a.由绝缘线芯数的多少，可将成缆分为：两芯，3芯，4芯，5芯，多芯成缆；b.由绝缘线芯数的几何形状，可将成缆分为：圆形线芯，扇形线芯，瓦形+方形，平扇+方形，扇形+圆形等绝缘线芯成缆。c.我公司生产的电缆主要有两芯，三芯等截面圆形电缆，三芯等截面扇形电缆，四芯、5芯等截面扇形电缆，3+1小扇形电缆，3+1大扇形电缆，4+1芯电缆，以及2芯到37芯的控制电缆。我公司电力电缆结构示意图如下：三、成缆的基本工艺参数2.绞合方向：成缆绞合方向有左向右向之分，区别的方法即：将绝缘线芯成缆后，水平放置向前看，如果是左旋为左向，右旋为右向，电缆最外层成缆应为右向。绞合方向的判定方式如下图：四指沿着电缆线芯轴的方向，拇指与绞线方向一致，若与左手相同为左向，与右手相同为右向。3.成缆节距与节距倍数成缆过程中，成缆的每根绝缘线芯，都有直线和旋转两种运动。当绝缘线芯旋转一周时，绝缘线芯沿轴向前进的距离称为电缆节距。在生产实际中，一般成缆节距是以节距倍数来表示的。所谓节距倍数，即是节距长度与成缆的直径之比。用公式表示为：m=L/D式中m—成缆节距倍数；L—成缆节距；D—成缆直径。对于不同的产品节距倍数不同。一般要求柔软性较高的电缆，规定节距倍数较小。如：矿用电缆中的电钻电缆，UZ标准规定不大于5倍，U、UP标准规定不大于12～14倍，以使这些电缆具有较好的弯曲性能。成缆节距长度的选择，对各种电缆绝缘线芯是不同的。成缆节距大小直接影响绝缘线芯变形和电缆柔软性。成缆节距越大，电缆绝缘线芯在弯曲时的变形越大，电缆柔软性越差。通常绝缘线芯的成缆节距是根据电缆使用条件、线芯柔软程度以及成缆后电缆的稳定性等因素加以选定。选择合适的成缆节距，使电缆有好的结构稳定性和弯曲性，减少变形和皱褶以及有较大的生产率。对于圆形绝缘线芯采用较小的节距，一般节径比为25～40，而扇形绝缘线芯采用较大的节径比，一般在40～80。且遵循截面大的绝缘线芯成缆用较小的节径比的原则。（因为大截面线芯形变产生的内应力也大，易破坏电缆结构稳定性和产生“蛇形”）4.绞合节距和绞入率由于成缆过程中绝缘线芯除直线前进的运动外，还有一个扭绞的转动，因此成缆的长度与绝缘线芯的实际长度是不等的。在成缆的一个节距内，绝缘线芯的实际长度l与节距长度L之比称为绞入系数K即：K=l/L在实际使用中，还有绞入率的概念，即在一个成缆节距内绝缘线芯实际长度减去节距长度的差值与成缆节距长度之比称为绞入率。这是因为绞合时，绝缘线芯沿螺旋线转过一个节距时，它的实际长度大于节距长度，因此将这个增加的长度与成缆节距长度之比称为为成缆的绞入率，通常以百分数表示，如下式：L为成缆节距，D为成缆直径，l为一个节距内绝缘线芯的实际长度。则绞入率可用下式表示：l＝（l-L）/L×100%已知l=(p2D2+L2)1/2=[(p2/m2+1)L2]1/2式中m=成缆节距倍数所以绞入率l可写成：l＝｛[1+（p/m）2]1/2-1｝×100%由此可见，绞入率是由节距倍数决定的。节距倍数越小，绞入率越大。绞入率的增加，使成缆的导线电阻增加，同时也相应地增加了单位长度电缆导体材料和其它绝缘材料地消耗。5.部分电缆的成缆外径d:圆形绝缘线芯外径D:成缆外径两等截面圆形绝缘线芯成缆外径：D=2d三等截面圆形绝缘线芯成缆外径：D=2.154d四等截面圆形绝缘线芯成缆外径：D=2.414d五等截面圆形绝缘线芯成缆外径：D=2.7d6.部分电缆的成缆填充面积圆形绝缘线芯成缆后填充面积由以下表方法确定：芯数侧面积中心面积两芯2×0.785d2三芯3×0.417d20.04d2四芯4×0.315d20.215d2d为绝缘线芯外径四、扇形线芯成缆圆形线芯的电缆采用退扭成缆，扇形线芯的成缆有两种方式：一种是不退扭线芯（用固定式）成缆，另一种是退扭线芯（用浮动式）成缆。对于线芯不退扭的在成缆时，为了防止扇形线芯在成缆过程中绝缘线芯的变形，采用固定式成缆，使扇形顶角始终对正电缆的几何中心，以保证成缆直径的圆整。为此，扇形绝缘线芯必须进行弹性预扭。预扭的含义：在线芯绞合压型时相反线芯按成缆节距进行扭转，并方向相反。放线芯逆成缆方向转过某一角度，使绝缘线芯有一个相反方向的弹性变形，扇形顶角对正电费的几何中心。预扭角度的多少，不是以计算求知，是以经验掌握。放线盘到第一道压模的距离长，预扭的角度要大些。绝缘线芯的柔软度愈大，预扭的角度也愈大；小截面的比大截面的预扭角度要大；同样规格的绞合线芯比单根线芯预扭角度大。一般对于在绞笼上的绝缘线芯预扭在半圈到三圈范围内。绞笼后面单独放线架上的扇形绝缘线芯预扭角度较大些。对于预扭角度较差的，可利用调整压模架与分线板的距离少量的补偿。若预扭不足则把压模调节靠近分线板，反之预扭过头，则把压模调至远离分线板。但压模架到分线板的的距离不能太小，如果距离太小，使绝缘线芯进模角度太大，容易使绝缘线芯弯曲半径过小，损伤绝缘或产生绝缘皱折，一般控制绝缘线芯进模角度不大于45度。另一种是线芯退扭的方法。它错助于绞制----绝缘机预扭设备的成缆。绝缘线芯由右向左运动，通过紧压装置，由轴借链条和齿轮系统，使整个装置绕轴旋转。压辊绕轴的附件旋转是借锥形齿轮来达到的，这样线芯的前进运动和旋转运动能适当配合，很方便地得到了线芯的预扭扭转。五、成缆中应注意的一些问题1.成缆时应按绝缘线芯红、黄、绿、蓝、黑或0、1、2、3、4顺序排列；2.包带的方向应为左向；3.包带的厚度要均匀，绕包后平整、紧实、无褶皱，搭盖均匀、无漏包现象。4.成缆后的扇形线芯，不准有翻身现象。5.成缆时必须按工艺将填充物填好，（保证饱满，又不损伤绝缘），填充不应有跳蹦。