CN109559858B

CN109559858B - 缆线的铠装方法

Info

Publication number: CN109559858B
Application number: CN201710892809.3A
Authority: CN
Inventors: 王丽媛; 张建民; 赵囿林; 许愿; 叶成; 薛建林; 谢书鸿
Original assignee: Jiangsu Zhongtian Technology Co Ltd; Zhongtian Technology Submarine Cable Co Ltd
Current assignee: Zhongtian Technology Submarine Cable Co Ltd
Priority date: 2017-09-27
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2020-04-10
Anticipated expiration: 2037-09-27
Also published as: WO2019061175A1; CN109559858A

Abstract

本发明提供一种缆线的铠装方法，包括以下步骤：步骤一：根据安装条件预设载流量要求值为I，设定所述导体横截面积S1，提供用于铠装的N根第一金属线和M根的第二金属线；步骤二：根据S1、N根第一金属线和M根的第二金属线计算出所述载流量为I1；步骤三：比较I1与I，当I1(S,N,M)≥I且I1(S，N‑1，M+1)＜I时，进行下一步骤；步骤四：将N根第一金属线和M根的第二金属线牵引排设于包含所述导体的线芯的圆周外进行绞制铠装，形成所述缆线的铠装层。本发明通过优化所述导体横截面积和金属线根数配比，其载流量达到要求值，机械强度和成本最优化，用料量合理；同一根所述缆线可同时满足多段安装条件下对其载流量和机械强度及成本的要求。

Description

缆线的铠装方法

技术领域

本发明涉及交流电力电缆技术领域，特别涉及缆线的铠装方法。

背景技术

缆线是供电和发电所用于传输和分配电能的主要组件，其载流量受安装条件影响存在不能满足要求的情形，增大缆线导体横截面积和降低铠装损耗是提高载流量的有效途径。增大缆线导体横截面积会显著提高载流量，同时增大缆线尺寸和重量，加大施工难度；现有钢丝铠装机械性能好，但铠装损耗大，载流量小；铜丝铠装电阻小、铠装损耗小，但机械强度低于钢丝铠装，价格昂贵。安装条件变化会引起缆线载流量变化，使得同一根缆线的载流量和机械强度无法在所有安装条件下均满足要求且达到最优。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种改进的缆线的铠装方法，该方法简单易操作和施工，其成型的产品具有载流量可调、铠装损耗小、机械强度高的特点。

本发明提供的技术方案为：

一种缆线的铠装方法，所述缆线包括导体，包括以下步骤：

步骤一：根据安装条件预设载流量要求值为I，设定所述导体横截面积S＝S1，提供用于铠装的N根第一金属线和M根的第二金属线；

步骤二：根据S1、N根第一金属线和M根的第二金属线计算出所述载流量为I1；

步骤三：比较I1与I，当I1(S,N,M)≥I且I1(S,N-1,M+1)＜I时，进行下一步骤；

步骤四：将N根第一金属线和M根的第二金属线牵引排设于包含所述导体的线芯的圆周外进行绞制铠装，形成所述缆线的铠装层。

进一步地，上述步骤三包括：

当I1(S1,N＝0,M＝Mmax1)＞I时，返回步骤一，重设所述导体横截面积S为S2，S2＜S1；

当I1(S1,N＝0,Mmax1)＜I且I1(S1,Nmax1,M＝0)＜I时，返回步骤一，重设所述导体横截面积S为S3，S3＞S1；

当I1(S,N＝0,Mmax)＜I且I1(S,Nmax-1,M＝1)＞I时，返回步骤一，重设所述第一金属线的根数N为N1和所述第二金属线的根数M为M1，其中N1＞0，M1＞1；

当I1(S,N1-1,M1+1)＞I时，返回步骤一，重设所述第一金属线的根数N为N2和所述第二金属线的根数M为M2，其中M2＞M1，M2+N2＝M1+N1；

当I1(S,N1,M1)＜I时，返回步骤一，重设所述第一金属线的根数N为N3和所述第二金属线的根数M为M3，其中N3＞N1，M3+N3＝M1+N1。

进一步地，所述缆线至少包括一第一分段和一第二分段，每个分段上的M与N的总数为同一数值，第一分段和第二分段上M或N为不同数值。

进一步地，铠装时在预设长度的第一分段的末端断开至少一根所述第二金属线，将单根所述第一金属线拼接至断开的所述第二金属线的尾端，形成第二分段的始端。

进一步地，铠装时在预设长度的第一分段的末端断开至少一根所述第一金属线，将单根所述第二金属线拼接至断开的所述第一金属线的尾端，形成第二分段的始端。

进一步地，所述缆线同时满足多段路由条件下对其额定电流和机械强度的要求。

进一步地，每根所述第一金属线为圆形或扁形的铜丝或铝丝。

进一步地，每根所述第二金属线为圆钢丝或扁钢丝。

进一步地，所述铠装层外设有外护层。

与现有技术相比，根据安装条件设计选择用于铠装的金属线，优化所述导体横截面积和金属线根数配比，其载流量达到要求值，机械强度和成本最优化，用料量合理。在金属线总根数恒定的前提下，增加所述第一金属线的根数，降低铠装电阻和损耗，提高所述缆线的载流量，满足高载流量要求；通过在缆线的不同分段第一金属线与第二金属线的不同根数排布以使缆线的载流量可调可控，同一根所述缆线可同时满足多段安装条件下对其载流量和机械强度及成本的要求，节约材料和成本，该方法容易操作，便于施工，经济实用。

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是本发明所述缆线载流量的设计流程图。

图2是本发明一实施例提供的缆线预设长度的第一分段的结构示意图。

图3是图2所示缆线预设长度的第二分段的结构示意图。

图4是图2所示缆线预设长度的第三分段的结构示意图。

附图标记说明:

缆线	100
		线芯	10
铠装	20
		第一金属线	21
第二金属线	22
		外护层	30

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明实施例。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明实施例的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明实施例，所描述的实施方式仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明实施例保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明实施例的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明实施例。

请参阅图1和图2，本发明所述缆线100是供电和发电所用于传输和分配电能的主要组件，可以是单芯电缆或多芯电缆或光电复合缆等，用于水下或电缆沟或隧道等不同环境，其载流量受地域和工况条件影响存在不能满足安装条件要求的情形。所述缆线100包括线芯10、铠装层20，所述线芯10设于所述缆线100的中心，为多层结构体，至少包含导体，所述铠装层20设于所述缆线线芯20圆周外，用作机械保护和防腐蚀。所述缆线100载流量的提高可通过增大所述线芯10内导体横截面面积和降低所述铠装20损耗来实现，两者同步设计可实现载流量与机械性能及成本的最优化。

请参阅图1，本发明的一实施例提供一种所述缆线100的铠装方法，作用在于优化设计所述缆线100的导体横截面积和铠装电阻和损耗以调节其载流量和机械性能，其主要步骤如下：

步骤一：根据安装条件预设载流量要求值为I，设定所述导体横截面积S1，提供用于铠装的N根第一金属线和M根的第二金属线。所述导体为电流输送的载体，其载流量大小与横截面大小密切相关，相同预设条件下导体横截面面积大，其载流量大。铠装损耗是影响所述缆线100导体载流量的重要参数，铠装损耗小，载流量高。所述第一金属线21的电阻值小，用作铠装产生的损耗小，其铠装条件下导体载流量高，每根所述第一金属线21为圆铜丝；所述第二金属线22的机械强度高，成本低，用作铠装所述缆线100的机械性能好，每根所述第二金属线22为圆钢丝。

在其他实施例中，单根所述第一金属线21可以为铝丝，所述缆线100包含的所述第一金属线21还可以为铜丝和铝丝组合。所述第一金属线21和所述第二金属线22可以采用扁丝。

步骤二：根据S1、N根第一金属线和M根的第二金属线计算出所述载流量为I1。

步骤三：比较I1与I，当I1(S,N,M)≥I且I1(S，N-1，M+1)＜I时，进行下一步骤；

根据设定S、I，按照国际标准IEC60287规定计算得到：

Mmax：所述导体横截面积S下所述第二金属线22铠装的单层总根数，如S＝S1，N＝0，算得Mmax1；

Nmax：所述导体横截面积S下所述第一金属线21铠装的单层总根数，如S＝S1，M＝0，算得Nmax1；

本步骤为优化所述导体横截面积S、铠装金属线配置、机械性能的设计步骤。例如，根据安装条件预设载流量要求值I＝1450A，设定S＝S1＝1400m²，根据国际标准IEC60287规定计算得到：

I1(S1,0,Mmax1)＝I1(S1,0,67)＝1024A＜I＝1450A；

I1(S1,Nmax1,0)＝I1(S1,67,0)＝1438A＜I＝1450A；

返回步骤一，重设S＝S2＝1600m²：

I1(S2,0,Mmax2)＝I1(S2,0,69)＝1064A＜I＝1450A；

I1(S2,Nmax2-1,1)＝I1(S2,68,1)＝1506A＞I＝1450A；

返回步骤一，设定M＝M1＝33，N＝N1＝36：

I1(S2,N1,M1)＝I1(S2,36,33)＝1429A＜I＝1450A；

返回步骤一，重设M＝M3＝M1-4＝29，N＝N3＝N1+4＝40：

I1(S2,N3,M3)＝I1(S2,40,29)＝1447A＜I＝1450A；

返回步骤一，继续重设M＝M3-1＝28，N＝N3+1＝41：

I1(S2,N3+1,M3-1)＝I1(S2,41,28)＝1451A＞I＝1450A；

此时I1(S,N,M)≥I且I1(S,N-1,M+1)＜I，则进行下一步骤。

一根所述缆线100通常长距离敷设时会途径不同地域和环境，其载流量会受安装条件影响而变化，存在载流量变小达不到要求的瓶颈段。所述缆线100至少包括一第一分段和一第二分段，每个分段上的M与N的总数为同一数值，第一分段和第二分段上M或N为不同数值。当第一分段所述缆线100在第二分段敷设路由条件下I1(S,N,M)＜I时，铠装时在预设长度的第一分段的末端断开至少一根所述第二金属线22，将单根所述第一金属线21拼接至断开的所述第二金属线22的尾端，形成第二分段的始端；当第一分段所述缆线100在第二分段敷设路由条件下I1(S,N-1,M+1)＞I时，铠装时在预设长度的第一分段的末端断开至少一根所述第一金属线21，将单根所述第二金属线22拼接至断开的所述第一金属线21的尾端，形成第二分段的始端；制得的所述缆线100同时满足多段安装条件下对其载流量和机械强度的要求。

请参阅图2、图3和图4，本实施例中，所述缆线100设有第一分段、第二分段、第三分段，其中：第一分段所述缆线100在第一分段路由条件下I1(S,N,M)＝I，其中N:M＝2:5；第一分段在第二分段路由条件下载流量降低，I1(S,N,M)＜I，在M与N总数不变的前提下，设计改进后N:M＝3:4，I1＝I，通过在所述缆线100上预设长度的第一分段末端断开8根所述第二金属线21，将单根所述第一金属线21拼接至单根所述第二金属线22的尾端，形成所述缆线100上预设长度的第二分段的始端；第一分段在第三分段路由条件下I1(S,N-1,M+1)＞I，在M与N总数不变的前提下，设计改进后N:M＝1:6，I1＝I，通过在所述缆线100上预设长度的第二分段的末端断开16根所述第一金属线21，将单根所述第二金属线22拼接至单根所述第一金属线21的尾端，形成所述缆线100上预设长度的第三分段的始端。同一根所述缆线100可同时满足预设长度的第一分段、第二分段、第三分段对载流量的要求。

在其他实施例中，第一分段在第二分段路由条件下的载流量可高于在第一分段路由条件下的；第一分段、第二分段、第三分段可以有任意两个的N:M相同。所述缆线100可以包括两个分段或三个以上分段，在M与N总数不变的前提下N:M至少有两个不同数值。

步骤四：将N根所述第一金属线21和M根的所述第二金属线22牵引排设于包含所述导体的线芯10的圆周外进行绞制铠装，形成所述缆线100的铠装层20。所述铠装层20外设有外护层30，其作用在于对所述缆线100起机械保护和防腐蚀作用。

通过本发明获得的所述缆线100的导体横截面积、铠装损耗、机械性能达到最优化，其载流量满足安装条件要求；且同一根所述缆线100可同时满足多段安装条件下对其载流量的要求。

以上实施方式仅用以说明本发明实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明实施例的技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种缆线的铠装方法，所述缆线包括导体，包括以下步骤：

步骤二：根据S1、N根第一金属线和M根的第二金属线计算出所述载流量为I1；其中，所述第一金属线的电阻值小于所述第二金属线的，且所述第二金属线的机械强度高于所述第一金属线的；

2.根据权利要求1所述的缆线的铠装方法，其特征在于：上述步骤三包括：

3.根据权利要求1所述的缆线的铠装方法，其特征在于：所述缆线至少包括一第一分段和一第二分段，每个分段上的M与N的总数为同一数值，第一分段和第二分段上M或N为不同数值。

4.根据权利要求3所述的缆线的铠装方法，其特征在于：铠装时在预设长度的第一分段的末端断开至少一根所述第二金属线，将单根所述第一金属线拼接至断开的所述第二金属线的尾端，形成第二分段的始端。

5.根据权利要求3所述的缆线的铠装方法，其特征在于：铠装时在预设长度的第一分段的末端断开至少一根所述第一金属线，将单根所述第二金属线拼接至断开的所述第一金属线的尾端，形成第二分段的始端。

6.根据权利要求3所述的缆线的铠装方法，其特征在于：所述缆线同时满足多段路由条件下对其额定电流和机械强度的要求。

7.根据权利要求3所述的缆线的铠装方法，其特征在于：每根所述第一金属线为圆形或扁形的铜丝或铝丝。

8.根据权利要求3所述的缆线的铠装方法，其特征在于：每根所述第二金属线为圆钢丝或扁钢丝。

9.根据权利要求3所述的缆线的铠装方法，其特征在于：所述铠装层外设有外护层。