CN115140606A

CN115140606A - 一种用于预防平滑铝护套电缆起皱屈曲的收线方法及装置

Info

Publication number: CN115140606A
Application number: CN202210884831.4A
Authority: CN
Inventors: 阮康杰; 张亚; 杨海艳; 詹陶; 龚敏; 程明亮; 刘世力; 梁军令; 赵泽鑫; 熊渝
Original assignee: Chongqing Taishan Cable Co Ltd
Current assignee: Chongqing Taishan Cable Co Ltd
Priority date: 2022-07-26
Filing date: 2022-07-26
Publication date: 2022-10-04

Abstract

本发明涉及电缆制造技术领域，特别是涉及一种用于预防平滑铝护套电缆起皱屈曲的收线方法及装置。本发明公开了一种用于预防平滑铝护套电缆起皱屈曲的收线方法及其装置，包括收线盘，所述收线盘的上侧架设有缓冲装置，所述缓冲装置包括位于其顶部的排列成弧形的转辊。本发明解决的技术问题是提供一种用于预防平滑铝护套电缆起皱屈曲的收线方法及装置，并且结构简单及可以降低收线盘盘具尺寸。

Description

一种用于预防平滑铝护套电缆起皱屈曲的收线方法及装置

技术领域

本发明涉及电缆制造技术领域，特别是涉及一种用于预防平滑铝护套电缆起皱屈曲的收线方法及装置。

背景技术

在高压电缆领域里，我国通常采用皱纹铝护套结构，而国外厂家普遍采用平滑铝护套结构。平滑铝护套结构紧密，具有更稳定、优异的电气性能，但是弯曲性能相对于皱纹铝护套结构较差。近些年，在使用皱纹铝护套结构的高压电缆中频繁出现缓冲层击穿等问题，严重危及设备及电气安全，存在严重的安全隐患及风险。但实际上，电缆出厂及安装运行都需要经过严格的检验过程，这些问题的出现往往是经过5～10年的漫长时间才会暴露出来，通过解剖分析，明显发现皱纹护套和缓冲层之间存在腐蚀现象。

目前国内的平滑铝护套结构高压电缆处于起始阶段，由于技术未成熟，在生产过程中存在平滑铝护套电缆起皱屈曲的问题。由于平滑铝护套电缆弯曲性能较差，许多研究人员常对弯曲性能进行研究与验证，由此一般是通过增加盘具的弯曲半径减小弯曲应力，或者对材料性能、结构尺寸等进行修改等方式优化。因此，对于直径较大的电缆，往往需要设置较大的盘具规格，或者采用更大的成本进行材料的优化，使得成本较高。

因此，本领域技术人员致力于开发一种用于预防平滑铝护套电缆起皱屈曲的收线方法及装置，并且结构简单及可以降低收线盘盘具尺寸。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明公开了一种用于预防平滑铝护套电缆起皱屈曲的收线方法及装置，所要解决的技术问题是提供一种用于预防平滑铝护套电缆起皱屈曲的收线方法及装置，并且结构简单及可以降低收线盘盘具尺寸。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于预防平滑铝护套电缆起皱屈曲的收线方法，包括如下的步骤：

1)提供一弧形缓冲装置，将弧形缓冲装置设置在收线盘的顶部；

2)使收线盘内切于弧形缓冲装置所在的圆形成切点C；

3)使电缆先架设经过弧形缓冲装置后再经由切点C盘绕在收线盘上。

通过加大平滑铝护套电缆进入收线盘前的弯曲半径，从而避免平滑铝护套电缆收线过程中由于半径变化幅度大而产生的不良影响，进而能够有效预防或减缓平滑铝护套电缆在弯曲收线时的起皱屈曲现象。

本发明还提供了一种用于预防平滑铝护套电缆起皱屈曲的收线装置，包括收线盘，所述收线盘的上侧架设有缓冲装置，所述缓冲装置包括位于其顶部的排列成弧形的转辊。

优选的，所述转辊形成的圆弧的半径R1大于所述收线盘的半径R2。

优选的，所述收线盘的半径R2是电缆直径的13～25倍，所述转辊形成的圆弧的半径R1是电缆直径的18～30倍。

优选的，所述收线盘的圆心记为B，所述转辊形成的圆弧的圆心记为A，转辊形成的圆弧所在的圆与其水平半径的交点记为D，转辊形成的圆弧所在的圆与收线盘相切，该切点记为C，切点C与交点D分别位于转辊的两侧，且切点C位于非进线侧，∠CAD的大小为90～180°。

优选的，所述缓冲装置包括设于所述收线盘两端的支撑架，所述支撑架上安装所述转辊。

优选的，所述支撑架为支撑杆，每对支撑杆之间架设一根所述转辊。

优选的，所述支撑架包括支撑柱，所述支撑柱的顶端固定有弧形板，两个所述弧形板之间设置所述转辊。

优选的，所述转辊的上方设有挡线架，挡线架的两端为立板，两个立板之间设置挡线板，用于对电缆进行限位。

本发明的有益效果是：

通过在传统的收线设备上安装排列成弧形的转辊，可以增大电缆在盘卷前的弯曲半径，从而避免电缆收线过程中由于半径变化幅度大而产生的不良影响，进而能够有效预防或减缓电缆在弯曲收线时的起皱屈曲现象，降低平滑铝护套及后续生产过程中的报废率。另一方面，利用尺寸较小的转辊，即可实现电缆弯曲半径的增大，而不需要增加收线盘的半径，从而降低生产、运输难度，进而降低成本、提高使用性能。此外，本发明的装置结构简单，容易加工制造，可随时安装和拆卸，能够广泛用于预防起皱的电缆或其他管材的收线领域。

附图说明

图1是本发明的具体实施例一的结构示意图；

图2是本发明的具体实施例一的侧视示意图；

图3是图2中E处局部放大示意图；

图4是本发明的具体实施例二的结构示意图；

图5是本发明具体实施例二的缓冲装置的结构示意图；

图6a是本发明具体实施例数据分析1电缆未弯曲时的受力情况；

图6b是本发明具体实施例数据分析1电缆弯曲时的应力分析；

图6c是本发明具体实施例数据分析1电缆弯曲时的应变分析；

图7a是本发明具体实施例数据分析2电缆未弯曲时的受力情况；

图7b是本发明具体实施例数据分析2电缆弯曲时的应力分析；

图7c是本发明具体实施例数据分析2电缆弯曲时的应变分析；

图8a是本发明具体实施例数据分析3电缆未弯曲时的受力情况；

图8b是本发明具体实施例数据分析3电缆弯曲时的应力分析；

图8c是本发明具体实施例数据分析3电缆弯曲时的应变分析。

上述附图中：1、收线盘；2、缓冲装置；211、支撑杆；212、支撑柱；213、弧形板；22、转辊；3、挡线架；4、电缆。

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，需注意的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方式构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，本发明提供了一种用于预防平滑铝护套电缆起皱屈曲的收线方法，包括如下的步骤：

1)提供一弧形缓冲装置2，将弧形缓冲装置2设置在收线盘1的顶部；

2)使收线盘1内切于弧形缓冲装置2所在的圆形成切点C；

3)使电缆4先架设经过弧形缓冲装置2后再经由切点C盘绕在收线盘1上。

通过加大平滑铝护套电缆4进入收线盘1前的弯曲半径，从而避免平滑铝护套电缆4收线过程中由于半径变化幅度大而产生的不良影响，进而能够有效预防或减缓平滑铝护套电缆4在弯曲收线时的起皱屈曲现象。

如图1至图5所示，为了实现以上的收线方法，本发明还提供了一种用于预防平滑铝护套电缆起皱屈曲的收线装置，包括收线盘1，收线盘1的上侧架设有缓冲装置2，缓冲装置2包括设于收线盘1两端的支撑架，支撑架上安装位于其顶部的排列成弧形的转辊22。转辊22的上方设有挡线架3，挡线架3的两端为立板，两个立板之间设置挡线板，用于对电缆4进行限位。

如图2和图4所示，转辊22形成的圆弧的半径R1大于收线盘1的半径R2，具体的，收线盘1的半径R2是电缆4直径的13～25倍，转辊22形成的圆弧的半径R1是电缆4直径的18～30倍。

此外，收线盘1的圆心记为B，转辊22形成的圆弧的圆心记为A，转辊22形成的圆弧所在的圆与其水平半径的交点记为D，转辊22形成的圆弧所在的圆与收线盘1相切，该切点记为C，切点C与交点D分别位于转辊22的两侧，且切点C位于非进线侧，∠CAD的大小为90～180°。

在本发明中，通过在传统的收线设备上安装排列成弧形的转辊22，可以增大电缆4在盘卷前的弯曲半径，从而避免电缆4收线过程中由于半径变化幅度大而产生的不良影响，进而能够有效预防或减缓电缆4在弯曲收线时的起皱屈曲现象。另一方面，利用尺寸较小的转辊22，即可实现电缆4弯曲半径的增大，而不需要增加收线盘1的半径，从而降低生产、运输难度，进而降低成本、提高使用性能。此外，本发明的装置结构简单，容易加工制造，可随时安装和拆卸，能够广泛用于预防起皱的电缆4或其他管材的收线领域。

本发明的支撑架具有如下的两种实施方式：

支撑架的具体实施例一：

如图1至图3所示，支撑架为支撑杆211，每对支撑杆211之间架设一根转辊22。

支撑架的具体实施例二：

如图4和图5所示，支撑架包括支撑柱212，支撑柱212的顶端固定有弧形板213，两个弧形板213之间设置转辊22。

为了更清晰的说明本发明的效果，下面结合具体的分析数据对本发明的效果进行说明，在以下的分析中，电缆4的直径为90mm，收线盘1的半径R2为电缆4直径的15倍，转辊22形成的圆弧的半径R1是电缆4直径的20倍。

具体实施例数据分析1：

在本实施例中，切点C位于左上侧，即∠CAD为145°，通过仿真手段，对电缆收线时本发明的装置的作用进行分析，仿真分析结果如表1和图6a至6c所示。

具体实施例数据分析2：

本实施例为对比数据，在本实施例中，切点C位于最左侧，即∠CAD为180°，通过仿真手段，对电缆收线时本发明的装置的作用进形分析，仿真分析结果如表1和图7a至7c所示。

具体实施例数据分析3：

在本实施例中不采用缓冲装置，电缆直接水平进入盘具进行收线，即∠BAD为90°，通过仿真手段，对电缆收线进行仿真受力分析，仿真结果如表1和图8a至8c所示。

表1

从以上分析可以得出，在数据分析1中，应力、应变分布连续、平滑，未出现不连贯、突变现象；在数据分析2中，应力、应变分布连续、平滑，未出现不连贯、突变现象；在数据分析3中，应力、应变分布局部出现不连贯、突变现象。

同时，通过以上的结果对比，由于平滑铝护套电缆在弯曲时，铝护套是主要受力结果，与其他材料结构数值相差较大，因此仿真结果只观察铝护套结构。图6和图7均为添加缓冲装置结构的收线形式，可以看出，电缆收线时，在盘具上的受力和应变分散更为均匀，并未出现不连续的分布，最大应力分别为57.90MPa和53.91MPa，最大等效塑性应变分别为0.0445和0.0316。而图8为不采用缓冲装置的电缆收线受力结果，在应力分布图中出现了应力和应变分散不连贯，最大应力达到58.38MPa，最大等效塑性应变0.0458。采用缓冲装置时，弯曲收线时铝护套所受应力和应变均明显下降，而且分散更为均匀，有效减少起皱屈曲现象发生的概率，降低产品生产过程中的报废率。

因此，当转辊形成的圆弧所在的圆与收线盘相切的切点C位于左上侧时，电缆产生的应力以及等效塑性应变最小，对于电缆的质量的保证效果更佳。

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

1.一种用于预防平滑铝护套电缆起皱屈曲的收线方法，其特征在于：包括如下的步骤：

1)提供一弧形缓冲装置(2)，将弧形缓冲装置(2)设置在收线盘(1)的顶部；

2)使收线盘(1)内切于弧形缓冲装置(2)所在的圆形成切点C；

3)使电缆(4)先架设经过弧形缓冲装置(2)后再经由切点C盘绕在收线盘(1)上。

2.一种用于预防平滑铝护套电缆起皱屈曲的收线装置，其特征在于：包括收线盘(1)，所述收线盘(1)的上侧架设有缓冲装置(2)，所述缓冲装置(2)包括位于其顶部的排列成弧形的转辊(22)。

3.如权利要求2所述的一种用于预防平滑铝护套电缆起皱屈曲的收线装置，其特征在于：所述转辊(22)形成的圆弧的半径R1大于所述收线盘(1)的半径R2。

4.如权利要求3所述的一种用于预防平滑铝护套电缆起皱屈曲的收线装置，其特征在于：所述收线盘(1)的半径R2是电缆(4)直径的13～25倍，所述转辊(22)形成的圆弧的半径R1是电缆(4)直径的18～30倍。

5.如权利要求3所述的一种用于预防平滑铝护套电缆起皱屈曲的收线装置，其特征在于：所述收线盘(1)的圆心记为B，所述转辊(22)形成的圆弧的圆心记为A，转辊(22)形成的圆弧所在的圆与其水平半径的交点记为D，转辊(22)形成的圆弧所在的圆与收线盘(1)相切，该切点记为C，切点C与交点D分别位于转辊(22)的两侧，且切点C位于非进线侧，∠CAD的大小为90～180°。

6.如权利要求3所述的一种用于预防平滑铝护套电缆起皱屈曲的收线装置，其特征在于：所述缓冲装置(2)包括设于所述收线盘(1)两端的支撑架，所述支撑架上安装所述转辊(22)。

7.如权利要求6所述的一种用于预防平滑铝护套电缆起皱屈曲的收线装置，其特征在于：所述支撑架为支撑杆(211)，每对支撑杆(211)之间架设一根所述转辊(22)。

8.如权利要求6所述的一种用于预防平滑铝护套电缆起皱屈曲的收线装置，其特征在于：所述支撑架包括支撑柱(212)，所述支撑柱(212)的顶端固定有弧形板(213)，两个所述弧形板(213)之间设置所述转辊(22)。

9.如权利要求6所述的一种用于预防平滑铝护套电缆起皱屈曲的收线装置，其特征在于：所述转辊(22)的上方设有挡线架(3)。