CN104021870A - 一种大截面铝芯5+1分割导体及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大截面铝芯5+1分割导体，五个分割股块依次紧密排列在圆形绞合中心导体圆周外，分割股块外绕包有半导电带和保护层，五个分割股块中的三个分割股块上设置有皱纹绝缘纸，皱纹绝缘纸使五个分割股块之间隔离，没有设置皱纹绝缘纸的两个分割股块与圆形绞合中心导体接触；本发明分割导体制造方法：拉丝、退火—圆形中心导体绞合、分割股块绞合—导体成缆、半导电特多龙绕包带及保护层绕包，本发明铝芯导体重量轻，成本低，绝缘纸由5块变成3块，减少成本，导体的“集肤效应”等性能和传统性能相同。

Description

一种大截面铝芯5+1分割导体及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种电缆的分割导体，具体是一种适用于500kV及以下的大截面铝芯5+1分割导体。
背景技术
为了降低导体的“集肤效应”和“邻近效应”，降低导体的交流电阻，大截面铝芯分割导体采用一个圆形绞合中心导体和五个分割股块组合结构。常采用的方案是：一个圆形绞合中心导体和五个大小、形状和截面均相同的分割股块而组合为导体，五个分割股块依次紧密排列在中心圆形绞合导体圆周外，分割股块之间有皱纹绝缘纸进行隔离，所述导体外分别绕包有半导电带和保护层。如公告号为CN202563959U公开的超高压电缆用大截面分割导体。
上海电缆研究所黄崇祺院士在其撰写的《论中国电缆工业的以铝节铜》一文中指出，在中国的电缆工业中“以铝节铜”已是大势所趋，因为它明显影响线缆产品的成本和利润，再加上中国又缺铜，专家指出了电线电缆行业存在的题目，同时也肯定了铝代铜是行业发展的必然选择。
高电压等级电力系统的传输，线路自身损耗已不是影响成本的主要因素，相比较铜芯导体，铝芯导体重量轻，成本低，符合我国节能降耗的要求；大截面铝芯分割导体满足电力发展的需求，研发大截面铝芯分割导体也是电力系统制造厂家的当务之急。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在满足导体技术要求的前提下，提供一种低成本的大截面铝芯5+1分割导体以及制造方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种大截面铝芯5+1分割导体，包括一个圆形绞合中心导体和五个大小、形状和截面均相同的扇形(也称瓦形)分割股块，所述五个分割股块依次紧密排列在圆形绞合中心导体圆周外，所述五个分割股块外依次绕包有半导电带和保护层，五个分割股块中的三个分割股块上设置有皱纹绝缘纸，分割股块上设置的皱纹绝缘纸使五个分割股块之间绝缘隔离，没有设置皱纹绝缘纸的两个分割股块与圆形绞合中心导体接触。
所述半导电带为半导电特多龙绕包带。
所述扇形分割股块的角度为71.5°。
所述保护层材料为无纺布。
一种大截面铝芯5+1分割导体的制造方法，包括以下步骤：
(1)拉丝，将电工圆铝杆经过铝拉机拉制成铝丝单丝；
(2)退火，将上述获得的铝丝经热风循环炉退火2小时，热风循环炉的上层温度为335～338℃，热风循环炉的中层温度设置为330～335℃，热风循环炉的下层温度设置为330～333℃；一般的生产过程中，不需要对铝丝进行退火，为了保证铝丝的柔软度，有利于后期的加工，本发明对铝丝进行了退火，上述的退火温度确保了铝丝退火后的柔软度，还最大程度地确保铝丝不会产生其他副作用，如氧化。
(3)将退火后的铝丝单丝经过圆形模具进行绞合，制作成圆形紧压中心导体；
(4)经过拉丝、退火工序后得到的铝丝单丝采用轧辊进行紧压并经过预扭头预扭，分别制作成五个截面积和形状相同的分割股块，所述分割股块为扇形，每个分割股块的角度为71.5°；
(5)将上述五个分割股块依次紧密排列在中心圆形绞合导体圆周外，五个分割股块中的三个分割股块上设置皱纹绝缘纸，分割股块上设置的皱纹绝缘纸使五个分割股块之间绝缘隔离，没有设置皱纹绝缘纸的两个分割股块与圆形绞合中心导体接触；
(6)采用盘式成缆机对分割股块及中心圆形绞合导体进行成缆形成导体；
(7)在所述导体外分别绕包有半导电特多龙绕包带和无纺布保护层。
本发明采用的铝芯导体重量轻，成本低。五个分割股块中的三个分割股块上设置有皱纹绝缘纸，将传统使用的绝缘纸由5块变成3块，大大减少生产的成本，而在导体的“集肤效应”等性能上，和传统的分割导体则相同。采用半导电特多龙带做半导电层，由于半导电特多龙带面密度较大，可以更好的填充分割导体自身的缝隙，保证导体屏蔽截面光滑平整，起到优良的均化电场作用；再者，半导电特多龙带抗张强度大，可以保证半导电特多龙带更好的与分割导体接触，起到扎紧和辅助成型作用。
本发明在保证铝芯分割导体稳定的同时可以有效增大导体的截面积，大幅减小了“集肤效应”和“邻近效应”，降低导体的交流电阻，从而增加了电缆的载流量，克服了在环境温度较高的环境使用效果不好的问题，且制作工艺简单，成本非常低。大截面铝芯分割导体既能保证大电流电力系统的传输，又能充分利用全球有限能源、有效缓解全球能源危机。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明分割导体制造流程图。
图2为本发明分割导体的结构示意图。
具体实施方式
如图2所示，本发明的一种大截面铝芯5+1分割导体，包括一个圆形绞合中心导体1和五个大小、形状和截面均相同的扇形分割股块2，五个分割股块2依次紧密排列在圆形绞合中心导体1圆周外，五个分割股块2中的三个分割股块2上设置有皱纹绝缘纸3，分割股块2上设置的皱纹绝缘纸3使五个分割股块2之间绝缘隔离，没有设置皱纹绝缘纸3的两个分割股块2与圆形绞合中心导体1接触；在五个分割股块2外依次绕包有半导电带4和保护层5。如图1所示，上述分割导体的制造方法如下：
(1)拉丝，将电工圆铝杆经过铝拉机拉制成铝丝单丝；要求所拉制的铝丝表面光滑、无毛刺、油污、摺边、裂纹、纽结等，使产品中导体的性能、质量更好。
(2)退火，将上述获得的铝丝经热风循环炉退火2小时，热风循环炉的上层温度为335～338℃，热风循环炉的中层温度设置为330～335℃，热风循环炉的下层温度设置为330～333℃。
一般的生产工艺中，不需要对铝丝进行退火。为了保证铝丝的柔软度，有利于后期的加工，本发明对铝丝进行了退火，这是本发明的创新所在，上述的退火温度确保了铝丝退火后的柔软度，还最大程度地确保铝丝不会产生其他副作用，如氧化。即不会破坏铝丝原材料的电气性能(如电阻率)及机械性能(如抗拉强度)。
(3)将退火后的铝丝单丝经过圆形模具进行绞合，制作成圆形紧压中心导体1。
(4)经过拉丝、退火工序后得到的铝丝单丝采用轧辊进行紧压并经过预扭头预扭，分别制作成五个截面积和形状相同的分割股块2，所述分割股块2为扇形，每个分割股块2的角度为71.5°(即扇面角度)；分割股块2在紧压过程中因变形量较大，容易产生反弹，把分割股块2角度设定为71.5°，为分割股块2反弹预留空隙，可以更好的保证分割导体的圆整度。
分割股块2模具采用三道紧压，分别是正压-侧压-正压，三道紧压后的分割股块2结构更稳定，尺寸更精确。
(5)将上述五个分割股块2依次紧密排列在中心圆形绞合导体1圆周外，五个分割股块2中的三个分割股块2上设置皱纹绝缘纸3，分割股块2上设置的皱纹绝缘纸3使五个分割股块2之间绝缘隔离，没有设置皱纹绝缘纸3的两个分割股块2与圆形绞合中心导体1接触；
(6)采用盘式成缆机对分割股块2及中心圆形绞合导体1进行成缆形成导体；
(7)在所述导体外分别绕包有半导电特多龙绕包带和无纺布保护层5。导体外的半导电带采用半导电特多龙带，采用半导电特多龙带做半导电层的优点：a.半导电特多龙带面密度较大，可以更好的填充分割导体自身的缝隙，保证导体屏蔽截面光滑平整，起到优良的均化电场作用。b.半导电特多龙带抗张强度大，可以保证半导电特多龙带更好的与分割导体接触，起到扎紧和辅助成型作用。保护层5采用无纺布。采用无纺布做保护层5有以下优势：a.加工工艺简单，效率高。b.成本低廉。
分割导体中心线及分割导体成缆生产过程中，如果采用金属材质的并线模具，很容易把铝导体刮伤，影响产品质量，我们是采用尼龙材质，尼龙材质相较铝软，可以保证导体不被刮伤，且材料成本低，可节约成本。
分割导体股块生产过程中，因股块变形量较大，若使用尼龙材质模具，模具会磨损严重，不能保证持续生产，若采用金属材质的并线模具，同样会损伤铝导体，我们采用胶木材质的并线模具，这种材质的模具相对耐磨，又比铝软，可以保证导体质量。
上述实施例不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种大截面铝芯5+1分割导体，包括一个圆形绞合中心导体和五个大小、形状和截面均相同的扇形分割股块，所述五个分割股块依次紧密排列在圆形绞合中心导体圆周外，所述五个分割股块外依次绕包有半导电带和保护层，其特征在于：五个分割股块中的三个分割股块上设置有皱纹绝缘纸，分割股块上设置的皱纹绝缘纸使五个分割股块之间绝缘隔离，没有设置皱纹绝缘纸的两个分割股块与圆形绞合中心导体接触。
2.根据权利要求1所述的一种大截面铝芯5+1分割导体，其特征在于：所述半导电带为半导电特多龙绕包带。
3.根据权利要求1所述的一种大截面铝芯5+1分割导体，其特征在于：所述扇形分割股块的角度为71.5°。
4.根据权利要求1所述的一种大截面铝芯5+1分割导体，其特征在于：所述保护层材料为无纺布。
5.一种大截面铝芯5+1分割导体的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)拉丝，将电工圆铝杆经过铝拉机拉制成铝丝单丝；
(2)退火，将上述获得的铝丝经热风循环炉退火2小时，热风循环炉的上层温度为335～338℃，热风循环炉的中层温度设置为330～335℃，热风循环炉的下层温度设置为330～333℃；
(3)将退火后的铝丝单丝经过圆形模具进行绞合，制作成圆形紧压中心导体；
(4)经过拉丝、退火工序后得到的铝丝单丝采用轧辊进行紧压并经过预扭头预扭，分别制作成五个截面积和形状相同的分割股块，所述分割股块为扇形，每个分割股块的角度为71.5°；
(5)将上述五个分割股块依次紧密排列在中心圆形绞合导体圆周外，五个分割股块中的三个分割股块上设置皱纹绝缘纸，分割股块上设置的皱纹绝缘纸使五个分割股块之间绝缘隔离，没有设置皱纹绝缘纸的两个分割股块与圆形绞合中心导体接触；
(6)采用盘式成缆机对分割股块及中心圆形绞合导体进行成缆形成导体；
(7)在所述导体外分别绕包有半导电特多龙绕包带和无纺布保护层。
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