CN103021573B - 电缆用外层高紧密度紧压圆形铝导体制备方法 - Google Patents

Abstract

一种电缆用外层高紧密度紧压圆形铝导体的制备方法，所述铝导体包括中心层和***层，中心层为圆形结构，由多根铝单线以一根铝单线为圆心构成，***层至少有两层。所述铝导体用极限紧压法制备，选用伸长率在12%～15%的铝单线，紧压模具采用聚晶模或钻石涂层模，采用分层压紧，在压紧次外层和最外层时，减少次外层的紧压量，将次外层的紧压系数设计值降低到0.86，增加最外层的紧压量至接近极限紧压量，即紧压系数理论计算值达到0.94，在成型的次外层表面形成类似单线直径大小的凹槽，使外层单线有一定的嵌入量；制得的铝导体的整体紧压系数达到0.9，外层单线紧压系数达到0.92以上。采用本制备方法可以提高铝导体的外层紧密度，确保铝导体填充系数高。<!--1-->

Description

电缆用外层高紧密度紧压圆形铝导体制备方法

技术领域

本发明涉及电缆，具体涉及电缆用的圆形铝导体。

背景技术

紧压铝芯导体广泛的用于电力电缆，但紧压铝芯导体在生产中容易出现外层不紧密，松散隙缝的问题。特别是超过240mm²的大截面紧压铝芯导体容易出现导体外层松散的问题。以往在紧压导体设计时主要考虑各层的紧压系数，结构设计上一般采用逐层提高紧压量的办法，各层紧压系数在84%～90%，一般由内到外逐层提高，在最外层时紧压系数达到约90%。这种设计方式仅考虑每一层的铝单线的可变形量，有很大的局限性。紧压圆形铝导体生产过程中一般采用分层紧压，进行生产时，上一层紧压成型后，下一层紧压时不会造成上一层的结构变化。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提出一种电缆用外层高紧密度紧压圆形铝导体的制备方法，提高铝导体的外层紧密度，确保铝导体填充系数高。

申请人通过大量实践，发现：一层铝单线在极高的紧压量下，不但本层单线会变形，也会对内层单线施加相当大的力，造成内层单线的二次变形，提高单线填充系数的同时，使内外层单线位置相对固化，使导体外层成型度和紧密度都有所提高。由此申请人设计了一种极限紧压法，极限紧压法是从铝材本身力学性能和导体加工工艺相结合，在铝单线达到一定韧性的条件下，按照外层铝单线在可变形范围内受到最大的紧压力确定紧压模的尺寸，提高铝导体的外层紧密，确保铝导体填充系数高，生产出外层高紧密度的圆形铝导体。

本发明的技术方案如下：

一种电缆用外层高紧密度紧压圆形铝导体的制备方法，所述铝导体包括中心层和***层，其中中心层为圆形结构，由多根铝单线与一根铝单线为圆心构成，***层至少有两层。其特征在于，所述铝导体用极限紧压法制备，选用伸长率在12%～15%的铝单线，紧压模具采用聚晶模或钻石涂层模，采用分层压紧，在压紧次外层和最外层时，减少次外层的紧压量，一般次外层紧压量经验选取值约为0.88，为了保证外层紧压量，将次外层的紧压系数设计值降低到0.86，增加最外层的紧压量至接近极限紧压量，即紧压系数理论计算值达到0.94，在成型的次外层表面形成类似单线直径大小的凹槽，使外层单线有一定的嵌入量；制得的铝导体的整体紧压系数达到0.9，外层单线紧压系数达到0.92以上。

按照以上对单线伸长率的控制、模具的选取以及压紧量的调整，生产出的紧压圆形铝导体整体紧压系数可达到0.9，外层单线紧压系数可达到0.92以上，而且外层紧密高，无松散现象。

附图说明

图1紧压圆形铝导体截面示意图；

图2A紧压圆形铝导体紧压时受力变形示意图；

图2B是图2A的A部放大图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明：

参见图1，导体的紧压系数（也叫填充系数）=每根单线截面积之和/绞合线芯外接圆面积，拓展开来说，导体某一层的紧压系数=该层每根单线截面积之和/该层的圆环面积。

$k1=\frac{\mathrm{\&pi;}}{4}\&times;\frac{n1\&times;d^2}{D^2-D{1}^2}$

K1：导体最外层紧压系数；

n1：导体最外层的单线根数；

d：单线直径；

D²：导体外径；

D1：导体次外层外径。

现在的紧压圆形铝导体的紧压系数一般在0.88，紧压圆形铝导体的外层的紧压系数一般为0.90。而根据我们的参数选取试验得出的经验，生产的导体，外层紧压系数设计值要达到0.94，即k1不小于0.94。

本发明通过调整紧压量，减少次外层的紧压量，提高最外层的紧压量，使最外层的紧压系数理论计算值达到0.94。而实际生产中，见图2A和图2B，导体由中心层1、次外层2和最外层3构成，最外层由于接近极限的紧压量，填充和紧密度都非常高，同时在如此大的紧压量下产生了向内很大的压力，如图2B所示，使本来已经成型的次外层再次变形，变形后的次外层表面形成了类似单线直径大小的凹槽，即图中的受力变形点B，使外层单线有一定的嵌入量，固化了外层单线的相对位置，同时使内外层之间的结合界面增大，外层单线不易产生滑动、错位，有利于防止导体松散，近一步提高紧压圆形铝导体外层紧密度。

因此，为了实现外层高紧密度紧压圆形铝导体，需要有两个条件：一是为了保证铝单线能够达到计算变形量，单线的韧性必须满足一定要求，根据经验数据，铝单线伸长率要达到12%以上；二是为了保证导线外层在极限紧压量下不断线，应采用表面光洁度高的紧压模具，比如：聚晶模或钻石涂层模。

以240的紧压铝导体为例：普通紧压铝导体结构参数及各层紧压模外径设定值见表1：

表1

而采用本发明的极限紧压法，将铝单线伸长率控制在12%～15%，紧压模具采用聚晶模。外层高紧密度紧压圆形铝导体结构参数及各层紧压模外径设定值见表2：

表2

本方法生产出的紧压圆形铝导体整体紧压系数可达到0.9，外层单线紧压系数达到0.93，而且外层紧密高，无松散现象。

Claims (1)

1.一种电缆用外层高紧密度紧压圆形铝导体的制备方法，所述铝导体包括中心层和***层，中心层为圆形结构，由多根铝单线以一根铝单线为圆心构成，***层至少有两层；其特征在于，所述铝导体用极限紧压法制备，选用伸长率在12％～15％的铝单线，紧压模具采用聚晶模或钻石涂层模，采用分层压紧，在压紧次外层和最外层时，减少次外层的紧压量，将次外层的紧压系数设计值降低到0.86，增加最外层的紧压量至接近极限紧压量，即紧压系数理论计算值达到0.94，在成型的次外层表面形成单线直径大小的凹槽，使外层单线有一定的嵌入量；制得的铝导体的整体紧压系数达到0.9，外层单线紧压系数达到0.92以上；

所述铝导体的***层为两层，分别是第二层和第三层，各层紧压模外径设定值如下表：