CN110781563B

CN110781563B - 电缆芯体截面设计方法、导体组件、电缆芯体及电缆

Info

Publication number: CN110781563B
Application number: CN201910908326.7A
Authority: CN
Inventors: 徐文皓
Original assignee: Chongqing Taishan Cable Co Ltd
Current assignee: Chongqing Taishan Cable Co Ltd
Priority date: 2019-09-25
Filing date: 2019-09-25
Publication date: 2023-03-31
Anticipated expiration: 2039-09-25
Also published as: CN110781563A

Abstract

本发明公开了一种电缆芯体截面设计方法，包括如下步骤：S100：根据载流能力确定中心导体和多个外围导体总的有效截面积S₀；S200：根据有效截面积估算电缆芯体的外轮廓外径D₀，确定中心导体的外轮廓外径D₁，及确定中心导体的有效截面积S₁；S300：设定外围导体的数量N，确定外围导体的有效截面积S₂，及确定外围导体的外轮廓面积S'₂；S400：设定中心导体与外围导体之间绝缘材料的厚度H₀,确定外围导体的外轮廓内径D₂；S500：确定外围导体的外轮廓外径D₃。由于控制了中心导体与电缆芯体的截面直径比，可间接控制外围导体在电缆芯体径向上的尺寸；从而在压合电缆芯体时，控制外围导体的变形量，使外围导体能较好地与中心导体配合。

Description

电缆芯体截面设计方法、导体组件、电缆芯体及电缆

技术领域

本发明涉及一种电缆及其设计方法，特别是涉及一种电缆芯体截面设计方法、导体组件、电缆芯体及电缆。

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，一般电缆芯体被分割成一个圆形截面的中心导体和多个瓦形结构的外围导体，该外围导体围绕中心导体设置，并在中心导体与外围导体之间、及相邻外围导体之间均填充有绝缘纸进行隔离。

在生产及敷设上述结构电缆时，高压电缆的电缆芯体易形变，如此不利于高压电缆的正常使用。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种电缆芯体截面设计方法、导体组件、电缆芯体及电缆，解决电缆芯体易变形的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种电缆芯体截面设计方法，该电缆芯体包括圆柱结构的中心导体及N个瓦形结构的外围导体，该多个外围导体围绕中心导体设置，中心导体与外围导体之间、及相邻外围导体之间填充有绝缘材料，包括如下步骤：

S100：根据载流能力确定中心导体和多个外围导体总的有效截面积S₀；

S200：根据有效截面积估算电缆芯体的外轮廓外径D₀、且

确定中心导体的外轮廓外径D₁、且D₁＝β*D₀，及确定中心导体的有效截面积S₁、且/>

S300：设定外围导体的数量N，确定外围导体的有效截面积S₂、且

及确定外围导体的外轮廓面积S'₂、且/>

S400：设定中心导体与外围导体之间绝缘材料的厚度H₀,确定外围导体的外轮廓内径D₂、且D₂＝D₁+2H₀；

S500：设定外围导体的角度θ、且350°＜θ*N＜360°，确定外围导体的外轮廓外径D₃、且

所述α∈[0.86，0.91]，β∈[0.2，0.3]，ε∈[0.86，0.91]，N≥2，及H₀∈[0.1，0.3]。

一种导体组件，包括中心导体及N个外围导体，所述中心导体具有采用所述电缆芯体设计方法设计而成的外轮廓外径D₁；所述外围导体具有所述电缆芯体设计方法设计而成的外轮廓内径D₂、外轮廓外径D₃及轮廓外围导体的角度θ。

一种电缆芯体，包括所述的导体组件，所述外围导体围绕中心导体的外周设置，中心导体与外围导体之间、及相邻外围导体之间填充有绝缘材料。

在其中一个实施例中，所述绝缘材料为皱纹纸，所述皱纹纸的灰分小于1％，水分在6％～9％之间，厚度为0.13mm，纵向抗张强度大于等于3.3kN/m，横向抗张强度大于等于2.7kN/m。

一种电缆，包括所述的电缆芯体，所述电缆芯体外套设有绝缘套。

上述电缆芯体截面设计方法：在电缆芯体设计中，基于中心导体和外围导体压合前后会发生形变，本申请通过α及β可以保证中心导体和外围导体在压合变形后能够满足电缆设计的载流能力。通过控制ε可以控制中心导体与外围导体的形状、尺寸比例；如此可在利用中心导体支撑外围导体，以提高电缆芯体抗变形能力；同时，由于控制了中心导体与电缆芯体的截面直径比，可间接控制外围导体在电缆芯体径向上的尺寸；从而在压合电缆芯体时，控制外围导体的变形量，使外围导体能较好地与中心导体配合。以及，由于相邻外围导体间留有间隙，在压合外围导体时，可以利用间隙收纳外围导体的变形量，如此可降低外围导体在电缆芯体径向上发生形变的可能性，进而提高电缆芯体截面的圆整度。

附图说明

图1是一实施例中所述电缆芯体截面的示意图；

附图标记说明：10、中心导体，20、外围导体，30、绝缘材料。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

实施方式一：

结合图1所示，本实施例提供一种电缆芯体截面设计方法，该电缆芯体包括圆柱结构的中心导体10及N个瓦形结构的外围导体20，该多个外围导体20围绕中心导体10设置，中心导体10与外围导体20之间、及相邻外围导体20之间填充有绝缘材料30，包括如下步骤：

S100：根据载流能力确定中心导体10和外围导体20总的有效截面积S₀；

S200：根据有效截面积估算电缆芯体的外轮廓外径D₀、且

确定中心导体10的外轮廓外径D₁、且D₁＝β*D₀，及确定中心导体10的有效截面积S₁、且/>

S300：设定外围导体20的数量N，确定外围导体20的有效截面积S₂、且

及确定外围导体20的外轮廓面积S'₂、且/>

S400：设定中心导体10与外围导体20之间绝缘材料30的厚度H₀,确定外围导体20的外轮廓内径D₂、且D₂＝D₁+2H₀；

S500：设定外围导体20的角度θ、且350°＜θ*N＜360°，确定外围导体20的外轮廓外径D₃、且

所述α∈[0.86，0.91]，β∈[0.2，0.3]，ε∈[0.86，0.91]，N≥2、及H₀∈[0.1，0.3]。

上述电缆芯体截面设计方法：在电缆芯体设计中，基于中心导体10和外围导体20压合前后会发生形变，本申请通过系数α及系数β可以保证中心导体10和外围导体20在压合变形后能够满足电缆设计的载流能力。通过控制ε可以控制中心导体10与外围导体20的形状、尺寸比例；如此可在利用中心导体10支撑外围导体20，以提高电缆芯体抗变形能力；同时，由于控制了中心导体10与电缆芯体的截面直径比，可间接控制外围导体20在电缆芯体径向上的尺寸；从而在压合电缆芯体时，控制外围导体20的变形量，使外围导体20能较好地与中心导体10配合。以及，由于相邻外围导体20间留有间隙，在压合外围导体20时，可以利用间隙收纳外围导体20的变形量，如此可降低外围导体20在电缆芯体径向上发生形变的可能性，进而提高电缆芯体截面的圆整度。

需要解释的是，在电缆芯体压合前后，电缆芯体的截面会发生变化。在本申请中，所提及的有效截面积S₀、效截面积S₁及效截面积S₂是指电缆芯体压合后的截面尺寸；所提及的估算的外轮廓外径D₀、外轮廓外径D₁、外轮廓内径D₂、外轮廓内径D₃及外轮廓面积为S'₂均是指电缆芯体压合前的设计尺寸。

下面以导体的有效截面积为S₀＝1000mm²为例说明导体截面设计方法：

取α＝0.88，β＝0.25，N＝5,ε＝0.87、θ＝71.2°、及H₀＝0.15mm。

S100：根据载流能力要求确定导体的有效截面积S₀＝1000mm²；

S200：确定电缆芯体的外轮廓外径

确定中心导体10的外轮廓外径D₁＝β*D₀＝0.25×38.5＝9.6mm及确定中心导体10的有效截面积

S300：设定外围导体20的数量N，确定外围导体20的有效截面积

及确定外围导体20的外轮廓面积

S400：设定中心导体10与外围导体20之间绝缘材料30的厚度H₀＝0.15mm,确定外围导体20的外轮廓内径D₂＝D₁+2H₀＝9.6+0.15×2＝9.9mm；

S500：设定外围导体20的角度θ且N*θ＜360°，确定外围导体20的外轮廓外径

最终得到：D₁＝9.6mm、D₂＝9.9mm、D₃＝38.53mm、N＝5、H₀＝0.15mm、θ＝71.2°。

实施方式二：

一种导体组件，包括中心导体10及N个外围导体20，所述中心导体10具有采用实施方式一中所述电缆芯体设计方法设计而成的外轮廓外径D₁；所述外围导体20具有所述电缆芯体设计方法设计而成的外轮廓内径D₂、外轮廓外径D₃及轮廓外围导体20的角度θ。

实施方式三：

一种电缆芯体，包括所述的导体组件，所述外围导体20围绕中心导体10的外周设置，中心导体10与外围导体20之间、及相邻外围导体20之间填充有绝缘材料30。

绝缘层能避免中心导体10和外围导体20贴合，如此能能增大电缆芯体的表面积。进而缓解邻近效应。

一实施例中，所述绝缘材料30为皱纹纸，所述皱纹纸的灰分小于1％，水分在6％～9％之间，厚度为0.13mm，纵向抗张强度大于等于3.3kN/m，横向抗张强度大于等于2.7kN/m。

实施方式四：

一种电缆，包括所述实施方式三中任一实施例中的电缆芯体，所述电缆芯体外套设有绝缘套。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims

1.一种电缆芯体截面设计方法，该电缆芯体包括圆柱结构的中心导体及N个瓦形结构的外围导体，该多个外围导体围绕中心导体设置，中心导体10与外围导体之间、及相邻外围导体之间填充有绝缘材料，其特征在于，包括如下步骤：

S200：根据有效截面积估算电缆芯体的外轮廓外径D₀、且

及确定外围导体的外轮廓面积S'₂、且/>

S400：设定中心导体与外围导体之间绝350°＜θ*N＜360°缘材料的厚度H₀,确定外围导体的外轮廓内径D₂、且D₂＝D₁+2H₀；

S500，设定外围导体的角度θ、且，确定外围导体的外轮廓外径D₃、且

所述α∈[0.86，0.91]，β∈[0.2，0.3]，ε∈[0.86，0.91]，N≥2,及H₀∈[0.1，0.3]。

2.一种导体组件，其特征在于，包括中心导体及N个外围导体，所述中心导体具有采用权利要求1所述电缆芯体设计方法设计而成的外轮廓外径D₁；所述外围导体具有采用权利要求1所述电缆芯体设计方法设计而成的外轮廓内径D₂、外轮廓外径D₃及轮廓外围导体的角度θ。

3.一种电缆芯体，其特征在于，包括权利要求2所述的导体组件，所述外围导体围绕中心导体的外周设置，中心导体与外围导体之间、及相邻外围导体之间填充有绝缘材料。

4.根据权利要求3所述的电缆芯体，其特征在于，所述绝缘材料为皱纹纸，所述皱纹纸的灰分小于1％，水分在6％～9％之间，厚度为0.13mm，纵向抗张强度大于等于3.3kN/m，横向抗张强度大于等于2.7kN/m。

5.一种电缆，其特征在于，包括权利要求3或4所述的电缆芯体，所述电缆芯体外套设有绝缘套。