CN114822996A - 一种复合异形绞合导体制造方法及导体 - Google Patents

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Abstract

一种复合异形绞合导体的制造方法，步骤包括：1)制造圆铜单线，备用；2)制造邻内层用异形单线；异形单线的径向截面是扇环形状；3)制造外层用异形单线；异形单线的径向截面是扇环形状；4)取步骤1)制得圆铜单线，根据导体面积，按照中心1根圆铜单线、自内而外圆铜单线逐层增多的正规排列绞合，并通过紧压模具压成圆形紧压导体；如果复合异形绞合导体仅有1层异形单线，则进入步骤6)；反之进入步骤5)；5)取步骤2)制得邻内层用异形单线绞合包在步骤4)制得圆形紧压导体外，并通过紧压模具紧压成圆形的导体；6)取步骤3)制得外层用异形单线绞合包在步骤5)制得的圆形的导体外，并通过紧压模具紧压成成品。

Description

一种复合异形绞合导体制造方法及导体
技术领域
本技术方案具体是一种复合异形绞合导体的生产制造方法，属于电力电缆导体制造技术领域。本方法适用于高压、中压、低压大截面圆形电力电缆导体，导体标称截面积50mm2～800mm2，用于提高产品质量，降低生产成本。
背景技术
现有技术中，电缆用导体极其常见。导体通常是用标准金属单丝束合和/或绞合制成。在导体中，即使是经过挤压加工，圆形单丝之间还会有间隙，带来的问题主要有：
1、导体截面积的理论值小于实际值，电缆的外径较大，电缆的导体外物料用量增加；
2、单丝间接触不足造成接触电阻增加；
3、导体最外层的外壁在挤压过程中，与挤压模具刮擦易产生毛刺等，这类缺陷易造成的电缆绝缘击穿、导体表面尖端放电等带来的电场欠平衡；
4、不够密实的导体与端子连接紧密程度不足，抗蠕变性能欠佳，容易造成接触不良导致的发热现象。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种复合异形绞合导体的生产制造方法以及导体。
一种复合异形绞合导体的制造方法，步骤包括：
1)制造圆铜单线，备用；圆铜单线作为导体中心铜线；
取圆铜杆，在拉线机上分次连续拉制成圆形截面的圆铜单线；按照圆铜单线从粗到细的过程，分多个道次在拉线机上依次拉丝，直到制得成品；每个道次拉丝后进行退火和冷却；
Figure BDA0003597361350000011
工艺冷却水温度10-65℃，润滑液温度10-65℃，退火系数8.0±0.4，最大拉丝速度25m/s，气缸压力2.3±0.2Mpa；
2)制造邻内层用异形单线；异形单线的径向截面是扇环形状；
取圆铜杆，通过扇形拉丝模具在拉线机分次连续拉制成扇环截面的异形单线；
把扇环截面近似视为梯形，扇环的大弧的两端点之间的线段即梯形的长边称为“宽”，扇环的两条弧之间的间距为梯形的高；
按照异形单线从粗到细的过程，分多个道次在拉线机上依次拉丝，直到制得成品；每个道次拉丝后进行退火和冷却；工艺要求如下：
Figure BDA0003597361350000021
工艺冷却水温度10-65℃，润滑液温度10-65℃，退火系数8.0±0.4，最大拉丝速度25m/s，气缸压力2.3±0.2Mpa；
3)制造外层用异形单线；异形单线的径向截面是扇环形状；
取圆铜杆，通过扇形拉丝模具在拉线机分次连续拉制成扇环截面的异形单线；
把扇环截面近似视为梯形，扇环的大弧的两端点之间的线段即梯形的长边称为“宽”，扇环的两条弧之间的间距为梯形的高；
按照异形单线从粗到细的过程，分多个道次在拉线机上依次拉丝，直到制得成品；每个道次拉丝后进行退火和冷却；
Figure BDA0003597361350000022
工艺冷却水温度10～65℃，润滑液温度10～65℃，退火系数8.0±0.4，最大拉丝速度25m/s，气缸压力2.3±0.2Mpa；
4)取步骤1)制得圆铜单线，根据导体面积，按照中心1根圆铜单线、自内而外圆铜单线逐层增多的正规排列绞合，并通过紧压模具压成圆形紧压导体；
如果复合异形绞合导体仅有1层异形单线，则进入步骤6)；反之进入步骤5)
5)取步骤2)制得邻内层用异形单线绞合包在步骤4)制得圆形紧压导体外，并通过紧压模具紧压成圆形的导体；
6)取步骤3)制得外层用异形单线绞合包在步骤5)制得的圆形的导体外，并通过紧压模具紧压成成品。
所述步骤1)中，圆铜单线的代号为“数字+圆”；
所述步骤2)中：如果邻内层用异形单线有一层，则邻内层用异形单线的代号用“数字+N”表示；
如果邻内层用异形单线有自内而外的n层，则邻内层用异形单线中的代号用“数字+N1”表示最内层用异形单线，“数字+N2”表示在“数字+N1”外侧的次内层用异形单线，……，“数字+Nn”表示在“数字+Nn-1”外侧的次内层用异形单线；
所述步骤3)中，外层用异形单线的代号为“数字+W”。
数字表示复合异形绞合导体的截面积数值
一种上述方法制得的复合异形绞合导体，其整体结构是圆形的导体，圆形的导体自内而外依次是圆形紧压导体、邻内层、外层构成；
圆形紧压导体是由多根圆形单线逐层绞合紧压构成；
邻内层是由多根邻内层用异形单线紧密绞合包裹在圆形紧压导体外构成；
外层是由多根外层用异形单线紧密绞合包裹在其内层导体外构成。
或者：其整体结构是圆形的导体，圆形的导体自内而外依次是圆形紧压导体、最内层、次内层和外层构成；
圆形紧压导体是由多根圆形单线逐层绞合紧压构成；
最内层是由多根最内层用异形单线紧密绞合包裹在圆形紧压导体外构成；
次内层是由多根次内层用异形单线紧密绞合包裹在最内层外构成；
外层是由多根外层用异形单线紧密绞合包裹在其次内层外构成。
本发明与现有技术相比，其有益效果是：在满足国家标准规定的最小单丝根数和20℃直流电阻要求的前提下，导体由圆形单线绞合结构改变为复合异形绞合结构设计。其核心是拉制的不是圆线，而是根据不同规格经过精确计算的异形(瓦楞形)线，绞合时经过圆形绞合整形模具使异形线绞合成圆形。在符合国标GB/T3956-2008电缆的导体的前提下，采用异形(瓦楞形)单丝结构，导体绞合在一起更为紧密，电阻率小，导电性能好，紧压系数大幅度提高，可达到96％以上，相同截面下导体外径更小，减小了电缆的外径，节约其他材料的用量。本发明提出了较合理的一种复合异形绞合导体的生产制造方法，对于异形(瓦楞形)单丝拉丝模具的尺寸设计根据不同导体截面要求，给出精确计算，使得20℃导体直流电阻的波动得到控制精确。
采用新型复合异形绞合导体具有以下优点：
1、在中高压电缆上，异形绞合导体表面光滑，杜绝了毛刺现象，使得导体表面电场分布更为均衡，避免了因毛刺引发的尖端放电问题，产品合格率显著提高；
2、在低压电缆上，电缆导体外观光滑无毛刺，单线间缝隙小，避免了因毛刺对电缆绝缘的损伤，挤出的绝缘在火花试验或耐压试验时击穿概率显著降低；
3、异形(瓦楞形)拉丝模具的尺寸根据不同规格导体经过精确计算，20℃导体直流电阻波动范围小，有效降低了导体实际截面积，降低用铜量节约成本，同时确保产品质量的稳定性；
4、降低了电缆综合成本，复合异形绞合导体外径变小，节约了绝缘和护套材料，据统计，复合异形绞合导体产品综合成本平均降低了1.8％-2.7％；
5、另外异形(瓦楞形)单线间接触面大，涡流损耗小，导体表面光滑，间隙小，电场均衡，产品质量更加稳定，使用寿命更长。
复合异形绞合导体的优势，突出地表现在中高压电缆的生产，导体表面光滑，无毛刺，间隙小，较好的解决了中高压电缆生产因导体表面电场不平衡，以及因毛刺引发的尖端放电问题，局部放电试验放电量明显降低，产品合格率显著提高；在产品成本方面，较传统的产品结构，平均降低了1.8％-2.7％。
附图说明
图1是400mm2复合异形绞合导体的截面示意图；
图1a是邻内层用异形单线的截面示意图；
图1b是外层用异形单线的截面示意图；
图2是630mm2复合异形绞合导体的截面示意图；
图2a是最内层用异形单线的截面示意图；
图2b是次内层用异形单线的截面示意图；
图2c是邻内层用异形单线的截面示意图；
图中：圆形紧压导体1、邻内层2、最内层201、次内层202、外层3。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本技术方案进一步说明如下：
一种复合异形绞合导体的制造方法，步骤包括：
1)制造圆铜单线(圆)，备用；
2)制造邻内层用异形单线(N，大截面导体分为N1、N2)；异形单线的径向截面是扇环形状；
取圆铜杆，在拉线机分次连续拉制成扇环截面的异形单线；
把扇环截面近似视为梯形，扇环的大弧的两端点之间的线段即梯形的长边称为“宽”，扇环的两条弧之间的间距为梯形的高；
按照异形单线从粗到细的过程，分多个道次在拉线机上依次拉丝，直到制得成品；每个道次拉丝后进行退火和冷却；
Figure BDA0003597361350000051
工艺冷却水温度10-65℃，润滑液温度10-65℃，退火系数8.0±0.4，最大拉丝速度25m/s，气缸压力2.3±0.2Mpa。
3)制造外层用异形单线(W)；异形单线的径向截面是扇环形状；
取圆铜杆，在拉线机分次连续拉制成扇环截面的异形单线；
把扇环截面近似视为梯形，扇环的大弧的两端点之间的线段即梯形的长边称为“宽”，扇环的两条弧之间的间距为梯形的高；
按照异形单线从粗到细的过程，分多个道次在拉线机上依次拉丝，直到制得成品；每个道次拉丝后进行退火和冷却；
Figure BDA0003597361350000052
工艺冷却水温度10-65℃，润滑液温度10-65℃，退火系数8.0±0.4，最大拉丝速度25m/s，气缸压力2.3±0.2Mpa。
4)取步骤1)制得圆铜单线，根据导体设计面积，按照中心1根圆铜单线、自内而外圆铜单线逐层增多的正规排列绞合(1+6或1+6+12排列)，并通过紧压模具压成圆形紧压导体；
5)取步骤2)制得异形单线邻内层N或邻内层1(N1)、邻内层2(N2)绞合包在步骤4)制得圆形紧压导体外，并通过紧压模具紧压成圆形的导体；
6)取步骤3)制得异形单线外层(W)绞合包在步骤5)制得的圆形的导体外，并通过紧压模具紧压成成品；
根据设计，步骤5)是1次(邻内层N)或重复的2次(邻内层1(N1)、邻内层2(N2))，则在步骤4)制成导体外包裹的异形单线层数是1层或2层；
步骤6)是1次成型，则所用的异形单线(外层W)的亦为根据设计尺寸分别制成，制造原理与步骤2)所述方法相同。
A、标称截面是150mm2及以下的导体产品，异形单线的层数是1层，符号用用外层异形单丝表示，如120W、150W等；单根异形单线的高和宽是经过AutoCAD辅助设计软件精确计算的；
B、标称截面是185mm2～500mm2的导体产品，异形单线的层数是2层，分别用邻内层、外层表示，如：185N、240N、300N、400N、500N；185W、240W、300W、400W、500W，邻内层N异形单线的圆心角是30°～22.5°，外层W异形单线的圆心角是20°～18°，圆心角是根据异形单线根数计算所得；
C、标称截面是630mm2及以上的导体产品，异形单线的层数是3层，分别用邻内层1、邻内层2、外层分别标识，如：630N1、800N1；630N2、800N2；630W、800W，邻内层N1异形单线的圆心角是23°，邻内层N2异形单线的圆心角是18°，外层W异形单线的圆心角是15°，圆心角是根据异形单线根数计算所得；
特征是步骤1)中，取圆铜杆，在拉线机上拉制成圆铜单线；
取圆铜杆，在拉线机分次连续拉制成圆形截面的圆铜单线；
按照圆铜单线从粗到细的过程，分多个道次在拉线机上依次拉丝，直到制得成品；每个道次拉丝后进行退火和冷却；
Figure BDA0003597361350000061
工艺冷却水温度10-65℃，润滑液温度10-65℃，退火系数8.0±0.4，最大拉丝速度25m/s，气缸压力2.3±0.2Mpa。
参考图1～图1b，例1中，所述复合异形绞合导体的截面积是400mm2，则：
步骤1)中，所述圆铜单线的直径是Φ2.84±0.01mm，所用圆铜杆的直径是Φ8.0mm；
制得圆铜单线的伸长率不小于35％，20℃体积电阻率不大于0.017241Ω.mm2/m。铜单线表面应光洁，无擦伤、无油污等现象。
步骤2)中，制得异形单线的最小截面7.08mm2，所用圆铜杆的直径是Φ8.0mm；
异形单线尺寸：宽度3.63mm×高度2.20mm，扇环对应圆心角是22.5°，异形单线的伸长率不小于32％，20℃体积电阻率不大于0.017241Ω.mm2/m。铜单线表面应光洁，无擦伤、无油污等现象。
步骤3)中，制得异形单线的最小截面7.19mm2，所用圆铜杆的直径是Φ8.0mm；
异形单线尺寸：宽度3.63mm×高度2.20mm，扇环对应圆心角是18.0°，异形单线的伸长率不小于32％，20℃体积电阻率不大于0.017241Ω.mm2/m。铜单线表面应光洁，无擦伤、无油污等现象。
步骤4)中，取将19根圆铜单线分层绞合，自内而外依次是1根圆铜单线、6根圆铜单线层和12根圆铜单线层，其中：1根圆铜单线和6根圆铜单线层的绞合方向右向，绞合节距225mm，在紧压模具Φ8.5mm的拉拔作用下，紧压成Φ8.5±0.02mm的导体；
然后把12根圆铜单线层绞合包在6根圆铜单线层外，绞合方向左向，绞合节距265mm，在紧压模具Φ14.2mm的拉拔作用下，最终紧压成Φ14.2±0.02mm的圆形紧压导体。
步骤5)中，取步骤2)制得异形单线数量是16根；绞合方向右向，绞合节距350mm，紧压模具(模孔)尺寸18.6mm；最终制成圆形的导体的外径是Φ18.6±0.02mm。
步骤6)中，取步骤3)制得异形单线数量是将20根；绞合方向是左向，绞合节距390mm，紧压模具尺寸23.0mm，成品的外径Φ23.0±0.02mm。
本例方法制得的复合异形绞合导体，其整体结构是圆形的导体，圆形的导体自内而外依次是圆形紧压导体、邻内层、外层构成；
圆形紧压导体是由多根圆形单线逐层绞合紧压构成；
邻内层是由多根异形单线构成一层紧密绞合包裹在圆形紧压导体外构成；
外层是由多根异形单线构成一层紧密绞合包裹在其内层导体外构成.
圆铜单线的直径是Φ2.84±0.01mm；邻内层的异形单线的截面是宽3.63mm、高2.20mm，圆心角22.5°；外层的异形单线的截面是宽3.60mm、高2.20mm，圆心角18.0°；
圆铜单线的结构是由19根圆铜单线分层绞合，自内而外依次是1根圆铜单线、6根圆铜单线层和12根圆铜单线层，其中：1根圆铜单线和6根圆铜单线层的绞合方向右向，绞合节距225mm；12根圆铜单线层的绞合方向是左向，绞合节距265mm；
邻内层的结构是16根异形单线绞合构成，绞合方向右向，绞合节距350mm；
外层的结构是20根异形单线绞合构成，绞合方向右向，绞合节距350mm。
包括：圆形紧压导体1、邻内层用异形(瓦楞形)单线2紧密绞合、外层用异形(瓦楞形)单线3紧密绞合组成圆形铜导体。
进一步来说，本例的复合异形绞合导体的制造方法步骤包括：
第一步：Φ8.0mm圆铜杆拉制成直径Φ2.84±0.01mm标准圆铜单线，铜单丝伸长率不小于35％，20℃体积电阻率不大于0.017241Ω.mm2/m。铜单线表面应光洁，无擦伤、无油污等现象。
第二步：Φ8.0mm圆铜杆经过6道次拉制成邻内层异形(瓦楞形)铜单线，6道次梯形宽度分别是：7.13mm-5.85mm-4.88mm-4.091mm-3.47mm-3.07mm，工艺冷却水温度10-65℃，润滑液温度10-65℃，退火系数8.0±0.4，最大拉丝速度25m/s，气缸压力2.3±0.2Mpa。邻内层异形(瓦楞形)铜单线代号400N，400N最小截面7.08mm2，异形(瓦楞形)单线尺寸：宽度3.63mm×高度2.20mm，瓦楞弧面角度22.5°，伸长率不小于32％，20℃体积电阻率不大于0.017241Ω.mm2/m。铜单线表面应光洁，无擦伤、无油污等现象。
第三步：Φ8.0mm圆铜杆经过6道次拉制成外层异形(瓦楞形)铜单线，6道次梯形宽度分别是：7.13mm-5.85mm-4.88mm-4.091mm-3.483mm-3.091mm，工艺冷却水温度10-65℃，润滑液温度10-65℃，退火系数8.0±0.4，最大拉丝速度25m/s，气缸压力2.3±0.2Mpa。外层异形(瓦楞形)铜单线代号400W，400W最小截面7.19mm2，异形(梯形)单线尺寸：宽度3.60mm×高度2.20mm，瓦楞弧面角度18.0°，伸长率不小于32％，20℃体积电阻率不大于0.017241Ω.mm2/m。铜单线表面应光洁，无擦伤、无油污等现象。
第四步：将19根铜单线分层绞合，铜单线按照1+6+12正规排列，1+6层绞合方向右向，绞合节距225mm，在紧压模具Φ8.5mm的拉拔作用下，紧压成Φ8.5±0.02mm紧压圆形铜导体。1+6+12层绞合方向左向，绞合节距265mm，在紧压模具Φ14.2mm的拉拔作用下，紧压成Φ14.2±0.02mm紧压圆形铜导体。
第五步：将16根邻内层异形(瓦楞形)铜单线400N紧密绞合，绞合方向右向，绞合节距350mm，紧压模具尺寸18.6mm，邻内层异形(瓦楞形)铜单线绞合紧压后外径Φ18.6±0.02mm。
第六步：将20根外层异形(瓦楞形)铜单线400W紧密绞合，绞合方向左向，绞合节距390mm，紧压模具尺寸23.0mm，外层异形(瓦楞形)铜单线绞合紧压后外径Φ23.0±0.02mm。
经过检测，400mm2复合异形绞合导体的技术特点包括：
(1)同一截面外径差不超过0.05mm；
(2)同一截面圆整度≥99.9％(原圆形紧压工艺同一截面圆整度≥99.5％)；
(3)20℃导体直流电阻≤0.0470Ω/km(400mm2)；
(4)导体实际截面不超过375mm2(原圆形紧压工艺实际截面385mm2)；
(5)导体平均外径：23.0±0.02mm(原圆形紧压工艺外径23.4mm)；
(6)紧压系数≥93％(原圆形紧压工艺紧压系数89％)。
例2中，所述复合异形绞合导体的截面积是630mm2，则：
步骤1)中，所述圆铜单线的直径是Φ2.80±0.01mm，所用圆铜杆的直径是Φ8.0mm；
制得圆铜单线的伸长率不小于35％，20℃体积电阻率不大于0.017241Ω.mm2/m。铜单线表面应光洁，无擦伤、无油污等现象。
步骤2)分为：
2.1)制得异形单线630N1的最小截面8.10mm2，所用圆铜杆的直径是Φ8.0mm；
异形单线630N1尺寸：宽度3.71mm×高度2.50mm，扇环对应圆心角是23.0°，异形单线的伸长率不小于32％，20℃体积电阻率不大于0.017241Ω.mm2/m。铜单线表面应光洁，无擦伤、无油污等现象。
2.2制得异形单线630N2的最小截面8.44mm2，所用圆铜杆的直径是Φ8.0mm；
异形单线尺寸：宽度3.75mm×高度2.50mm，扇环对应圆心角是18.0°，异形单线的伸长率不小于32％，20℃体积电阻率不大于0.017241Ω.mm2/m。铜单线表面应光洁，无擦伤、无油污等现象。
步骤3)中，制得异形单线630W的最小截面8.67mm2，所用圆铜杆的直径是Φ8.0mm；
异形单线尺寸：宽度3.79mm×高度2.50mm，扇环对应圆心角是15.0°，异形单线的伸长率不小于32％，20℃体积电阻率不大于0.017241Ω.mm2/m。铜单线表面应光洁，无擦伤、无油污等现象。
步骤4)中，取将19根圆铜单线630(圆)，分层绞合，自内而外依次是1根圆铜单线、6根圆铜单线层和12根圆铜单线层，其中：1根圆铜单线和6根圆铜单线层的绞合方向左向，绞合节距225mm，在紧压模具Φ8.4mm的拉拔作用下，紧压成Φ8.4±0.02mm的导体；
然后把12根圆铜单线层绞合包在6根圆铜单线层外，绞合方向右向，绞合节距265mm，在紧压模具Φ14.0mm的拉拔作用下，最终紧压成Φ14.0±0.02mm的圆形紧压导体。
步骤5)中，取步骤2.1)制得异形单线630N1，数量是16根；绞合方向左向，绞合节距320mm，紧压模具(模孔)尺寸19.0mm；最终制成圆形的导体的外径是Φ19.0±0.02mm；
取步骤2.2)制得异形单线630N2,数量是20根；绞合方向右向，绞合节距340mm，紧压模具(模孔)尺寸24.0mm；最终制成圆形的导体的外径是Φ24.0±0.02mm；
步骤6)中，取步骤3)制得异形单线630W，数量是将24根；绞合方向是左向，绞合节距380mm，紧压模具尺寸29.0mm，成品的外径Φ29.0±0.02mm。
上述方法制得的复合异形绞合导体，所述复合异形绞合导体的整体结构是圆形的导体，圆形的导体自内而外依次是圆形紧压导体、最内层、次内层和外层构成；
圆形紧压导体是由多根圆形单线逐层绞合紧压构成；
最内层是由多根最内层用异形单线紧密绞合包裹在圆形紧压导体外构成；
次内层是由多根次内层用异形单线紧密绞合包裹在最内层外构成；
外层是由多根外层用异形单线紧密绞合包裹在其次内层外构成。
所述复合异形绞合导体的截面积是630mm2，则：
圆铜单线630圆的直径是Φ2.8±0.01mm；最内层用异形单线630N1的截面是宽3.71mm、高2.50mm，圆心角23.0°；次内层用异形单线630N2的截面是宽3.75mm、高2.50mm，圆心角18.0°；外层用异形单线630W的截面是宽3.79mm、高2.50mm，圆心角15.0°；
圆铜单线630圆的结构是由19根圆铜单线分层绞合，自内而外依次是1根圆铜单线、6根圆铜单线层和12根圆铜单线层，其中：1根圆铜单线和6根圆铜单线层的绞合方向左向，绞合节距225mm；12根圆铜单线层的绞合方向是右向，绞合节距265mm；
最内层用异形单线630N1的结构是16根异形单线绞合构成，绞合方向左向，绞合节距320mm；
次内层用异形单线630N2的结构是20根异形单线绞合构成，绞合方向右向，绞合节距340mm；
外层用异形单线630W的结构是24根异形单线绞合构成，绞合方向左向，绞合节距380mm。
本发明的复合异形绞合导体的生产制造方法，涉及高压、中压、低压大截面电力电缆导体的制造。为提高产品质量，降低生产成本，本发明采用了新型的异形拉丝模具，导体单线由传统的圆形单线转变为梯形单线。复合异形绞合导体是在满足国家标准规定的最小单丝根数和电阻率要求的前提下，导体由圆形单线绞合结构改变为复合异形绞合结构设计。其核心是，拉制的不是圆线，而是根据不同规格经过AutoCAD辅助设计软件精确计算的异形(瓦楞形)线，绞合时经过圆形绞合整形模具使异形线绞合成圆形。复合异形绞合导体具有以下特性：
1、应用于铜和铝导体中相对于传统导体，在符合国标GB/T3956-2008电缆的导体的前提下，采用异形(瓦楞形)单丝结构，导体绞合在一起更为紧密，电阻率小，导电性能好，紧压系数大幅度提高，可达到93％以上(普通圆形紧压导体紧压系数为88％～90％)，相同截面下导体外径更小，减小了电缆的外径，节约其他材料的用量；
2、结构更紧密、稳定，单丝间接触良好，减小了接触电阻；
3、导体紧压成型，表面光滑、无毛刺，避免因毛刺等缺陷造成的电缆绝缘击穿，结构稳定，更利于绝缘挤出，特别适用于中高压电力电缆的导体；
4、导体表面平滑、圆整、无凸起，减小了导体表面尖端放电现象，电场更加平衡；
5、导体更密实，与端子连接更紧密，抗蠕变性能好，避免了接触不良导致的发热现象；
6、主要结构特点：紧密，紧压系数能达到96％以上，表面光滑平整，表面电荷分布均匀，导电性能好。
所以复合异形绞合导体的生产制造在电力电缆上的应用值得普遍推广。

Claims (10)

1.一种复合异形绞合导体的制造方法，其特征是步骤包括：
1)制造圆铜单线，备用；圆铜单线作为导体中心铜线；
取圆铜杆，在拉线机上分次连续拉制成圆形截面的圆铜单线；按照圆铜单线从粗到细的过程，分多个道次在拉线机上依次拉丝，直到制得成品；每个道次拉丝后进行退火和冷却；
Figure FDA0003597361340000011
工艺冷却水温度10-65℃，润滑液温度10-65℃，退火系数8.0±0.4，最大拉丝速度25m/s，气缸压力2.3±0.2Mpa；
2)制造邻内层用异形单线；异形单线的径向截面是扇环形状；
取圆铜杆，通过扇形拉丝模具在拉线机分次连续拉制成扇环截面的异形单线；
把扇环截面近似视为梯形，扇环的大弧的两端点之间的线段即梯形的长边称为“宽”，扇环的两条弧之间的间距为梯形的高；
按照异形单线从粗到细的过程，分多个道次在拉线机上依次拉丝，直到制得成品；每个道次拉丝后进行退火和冷却；工艺要求如下：
Figure FDA0003597361340000012
工艺冷却水温度10-65℃，润滑液温度10-65℃，退火系数8.0±0.4，最大拉丝速度25m/s，气缸压力2.3±0.2Mpa；
3)制造外层用异形单线；异形单线的径向截面是扇环形状；
取圆铜杆，通过扇形拉丝模具在拉线机分次连续拉制成扇环截面的异形单线；
把扇环截面近似视为梯形，扇环的大弧的两端点之间的线段即梯形的长边称为“宽”，扇环的两条弧之间的间距为梯形的高；
按照异形单线从粗到细的过程，分多个道次在拉线机上依次拉丝，直到制得成品；每个道次拉丝后进行退火和冷却；
Figure FDA0003597361340000013
Figure FDA0003597361340000021
工艺冷却水温度10～65℃，润滑液温度10～65℃，退火系数8.0±0.4，最大拉丝速度25m/s，气缸压力2.3±0.2Mpa；
4)取步骤1)制得圆铜单线，根据导体面积，按照中心1根圆铜单线、自内而外圆铜单线逐层增多的正规排列绞合，并通过紧压模具压成圆形紧压导体；
如果复合异形绞合导体仅有1层异形单线，则进入步骤6)；反之进入步骤5)
5)取步骤2)制得邻内层用异形单线绞合包在步骤4)制得圆形紧压导体外，并通过紧压模具紧压成圆形的导体；
6)取步骤3)制得外层用异形单线绞合包在步骤5)制得的圆形的导体外，并通过紧压模具紧压成成品。
2.根据权利要求1所述的复合异形绞合导体的制造方法，其特征是所述步骤1)中，圆铜单线的代号为“数字+圆”；
圆铜单线的工艺要求如下：
Figure FDA0003597361340000022
所述步骤2)中：如果邻内层用异形单线有一层，则邻内层用异形单线的代号用“数字+N”表示；
如果邻内层用异形单线有自内而外的n层，则邻内层用异形单线中的代号用“数字+N1”表示最内层用异形单线，“数字+N2”表示在“数字+N1”外侧的次内层用异形单线，……，“数字+Nn”表示在“数字+Nn-1”外侧的次内层用异形单线；
邻内层用异形单线的工艺要求如下：
Figure FDA0003597361340000023
Figure FDA0003597361340000031
所述步骤3)中，外层用异形单线的代号为“数字+W”；
外层用异形单线的工艺要求如下：
Figure FDA0003597361340000032
3.根据权利要求1所述的复合异形绞合导体的制造方法，其特征是所述步骤5)中，如果邻内层用异形单线有1层，则是1次把“数字+N”邻内层用异形单线包裹到步骤4)制得圆形紧压导体外；
如果邻内层用异形单线有n层，则分n次把“数字+N1”～“数字+Nn”邻内层用异形单线逐层包裹到步骤4)制得圆形紧压导体外。
4.根据权利要求1所述的复合异形绞合导体的制造方法，其特征是复合异形绞合导体的标称截面积为：
A、150mm2及以下，异形单线的层数是1层，则直接包裹外层用异形单线；
B、185mm2～500mm2，异形单线的层数是2层，用邻内层用异形单线、外层用异形单线逐层包裹；
邻内层用异形单线的圆心角是30°～22.5°，外层用异形单线的圆心角是20°～18°，圆心角是根据异形单线根数计算所得；
C、630mm2及以上的导体产品，异形单线的层数是3层，分别用最内层用异形单线、次内层用异形单线以及外层用异形单线逐层包裹；
最内层用异形单线的圆心角是23°，次内层用异形单线的圆心角是18°，外层用异形单线的圆心角是15°，圆心角是根据异形单线根数计算所得。
5.根据权利要求1所述的复合异形绞合导体的制造方法，其特征所述复合异形绞合导体的截面积是400mm2，则：
步骤1)中，所述圆铜单线的直径是Φ2.84±0.01mm，所用圆铜杆的直径是Φ8.0mm；
制得圆铜单线的伸长率不小于35％，20℃体积电阻率不大于0.017241Ω.mm2/m；铜单线表面光洁，无擦伤、无油污等现象；
步骤2)中，制得异形单线的最小截面7.08mm2，所用圆铜杆的直径是Φ8.0mm；
异形单线尺寸：宽度3.63mm×高度2.20mm，扇环对应圆心角是22.5°，异形单线的伸长率不小于32％，20℃体积电阻率不大于0.017241Ω.mm2/m；铜单线表面光洁，无擦伤、无油污等现象。
步骤3)中，制得异形单线的最小截面7.19mm2，所用圆铜杆的直径是Φ8.0mm；
异形单线尺寸：宽度3.60mm×高度2.20mm，扇环对应圆心角是18.0°，异形单线的伸长率不小于32％，20℃体积电阻率不大于0.017241Ω.mm2/m。铜单线表面光洁，无擦伤、无油污等现象。
步骤4)中，取将19根圆铜单线分层绞合，自内而外依次是1根圆铜单线、6根圆铜单线层和12根圆铜单线层，其中：1根圆铜单线和6根圆铜单线层的绞合方向右向，绞合节距225mm，在紧压模具Φ8.5mm的拉拔作用下，紧压成Φ8.5±0.02mm的导体；
然后把12根圆铜单线层绞合包在6根圆铜单线层外，绞合方向左向，绞合节距265mm，在紧压模具Φ14.2mm的拉拔作用下，最终紧压成Φ14.2±0.02mm的圆形紧压导体。
步骤5)中，取步骤2)制得异形单线数量是16根；绞合方向右向，绞合节距350mm，紧压模具的模孔尺寸是18.6mm；最终制成圆形的导体的外径是Φ18.6±0.02mm；
步骤6)中，取步骤3)制得异形单线数量是将20根；绞合方向是左向，绞合节距390mm，紧压模具尺寸23.0mm，成品的外径Φ23.0±0.02mm。
6.根据权利要求1所述的复合异形绞合导体的制造方法，其特征所述复合异形绞合导体的截面积是630mm2，则：
步骤1)中，所述圆铜单线的直径是Φ2.80±0.01mm，所用圆铜杆的直径是Φ8.0mm；
制得圆铜单线的伸长率不小于35％，20℃体积电阻率不大于0.017241Ω.mm2/m。铜单线表面应光洁，无擦伤、无油污等现象。
步骤2)分为：
2.1)制得异形单线630N1的最小截面8.10mm2，所用圆铜杆的直径是Φ8.0mm；
异形单线630N1尺寸：宽度3.71mm×高度2.50mm，扇环对应圆心角是23.0°，异形单线的伸长率不小于32％，20℃体积电阻率不大于0.017241Ω.mm2/m。铜单线表面应光洁，无擦伤、无油污等现象。
2.2制得异形单线630N2的最小截面8.44mm2，所用圆铜杆的直径是Φ8.0mm；
异形单线尺寸：宽度3.75mm×高度2.50mm，扇环对应圆心角是18.0°，异形单线的伸长率不小于32％，20℃体积电阻率不大于0.017241Ω.mm2/m。铜单线表面应光洁，无擦伤、无油污等现象。
步骤3)中，制得异形单线630W的最小截面8.67mm2，所用圆铜杆的直径是Φ8.0mm；
异形单线尺寸：宽度3.79mm×高度2.50mm，扇环对应圆心角是15.0°，异形单线的伸长率不小于32％，20℃体积电阻率不大于0.017241Ω.mm2/m。铜单线表面应光洁，无擦伤、无油污等现象。
步骤4)中，取将19根圆铜单线630(圆)，分层绞合，自内而外依次是1根圆铜单线、6根圆铜单线层和12根圆铜单线层，其中：1根圆铜单线和6根圆铜单线层的绞合方向左向，绞合节距225mm，在紧压模具Φ8.4mm的拉拔作用下，紧压成Φ8.4±0.02mm的导体；
然后把12根圆铜单线层绞合包在6根圆铜单线层外，绞合方向右向，绞合节距265mm，在紧压模具Φ14.0mm的拉拔作用下，最终紧压成Φ14.0±0.02mm的圆形紧压导体。
步骤5)中，取步骤2.1)制得异形单线630N1，数量是16根；绞合方向左向，绞合节距320mm，紧压模具(模孔)尺寸19.0mm；最终制成圆形的导体的外径是Φ19.0±0.02mm；
取步骤2.2)制得异形单线630N2,数量是20根；绞合方向右向，绞合节距340mm，紧压模具(模孔)尺寸24.0mm；最终制成圆形的导体的外径是Φ24.0±0.02mm；
步骤6)中，取步骤3)制得异形单线630W，数量是将24根；绞合方向是左向，绞合节距380mm，紧压模具尺寸29.0mm，成品的外径Φ29.0±0.02mm。
7.一种权利要求1～5任一方法制得的复合异形绞合导体，其特征是整体结构是圆形的导体，圆形的导体自内而外依次是圆形紧压导体、邻内层、外层构成；
圆形紧压导体是由多根圆形单线逐层绞合紧压构成；
邻内层是由多根邻内层用异形单线紧密绞合包裹在圆形紧压导体外构成；
外层是由多根外层用异形单线紧密绞合包裹在其内层导体外构成。
8.根据权利要求7所述的复合异形绞合导体，其特征是所述复合异形绞合导体的截面积是400mm2，则：
圆铜单线的直径是Φ2.84±0.01mm；邻内层的异形单线的截面是宽3.63mm、高2.20mm，圆心角22.5°；外层的异形单线的截面是宽3.60mm、高2.20mm，圆心角18.0°；
圆铜单线的结构是由19根圆铜单线分层绞合，自内而外依次是1根圆铜单线、6根圆铜单线层和12根圆铜单线层，其中：1根圆铜单线和6根圆铜单线层的绞合方向右向，绞合节距225mm；12根圆铜单线层的绞合方向是左向，绞合节距265mm；
邻内层的结构是16根异形单线绞合构成，绞合方向右向，绞合节距350mm；
外层的结构是20根异形单线绞合构成，绞合方向右向，绞合节距350mm。
9.一种权利要求1～4或6任一方法制得的复合异形绞合导体，其特征是所述复合异形绞合导体的整体结构是圆形的导体，圆形的导体自内而外依次是圆形紧压导体、最内层、次内层和外层构成；
圆形紧压导体是由多根圆形单线逐层绞合紧压构成；
最内层是由多根最内层用异形单线紧密绞合包裹在圆形紧压导体外构成；
次内层是由多根次内层用异形单线紧密绞合包裹在最内层外构成；
外层是由多根外层用异形单线紧密绞合包裹在其次内层外构成。
10.根据权利要求9所述的复合异形绞合导体，特征是所述复合异形绞合导体的截面积是630mm2，则：
圆铜单线630圆的直径是Φ2.8±0.01mm；最内层用异形单线630N1的截面是宽3.71mm、高2.50mm，圆心角23.0°；次内层用异形单线630N2的截面是宽3.75mm、高2.50mm，圆心角18.0°；外层用异形单线630W的截面是宽3.79mm、高2.50mm，圆心角15.0°；
圆铜单线630圆的结构是由19根圆铜单线分层绞合，自内而外依次是1根圆铜单线、6根圆铜单线层和12根圆铜单线层，其中：1根圆铜单线和6根圆铜单线层的绞合方向左向，绞合节距225mm；12根圆铜单线层的绞合方向是右向，绞合节距265mm；
最内层用异形单线630N1的结构是16根异形单线绞合构成，绞合方向左向，绞合节距320mm；
次内层用异形单线630N2的结构是20根异形单线绞合构成，绞合方向右向，绞合节距340mm；
外层用异形单线630W的结构是24根异形单线绞合构成，绞合方向左向，绞合节距380mm。
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