電纜專業(yè)畢業(yè)論文

1、XXX理工大學學士學位論文YJY22-26/35kV 3×240mm2交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的生產摘要 電線電纜通常是由幾根或幾組導線絞合而成的類似繩索的線材產品，每組導線之間相互絕緣，并常圍繞著一根中心扭成，整個外面包有高度絕緣的覆蓋層。電線電纜是指用于電力、通信及相關傳輸用途的媒介。35kV電壓等級的中壓電力電纜雖沒有高壓、超高壓電纜的傳輸容量大，但其仍以自己的優(yōu)勢存在于電纜行業(yè)。本文首先介紹了電纜行業(yè)在我國的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹電力電纜的分類及電纜的主要組成部分，同時以YJY22-26/35kV 3×240mm2交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜為例簡要說明中壓交聯(lián)電纜的設計制造過程。

2、根據(jù)工廠的實際條件和各個工序的生產設備，對YJY22-26/35kV 3×240mm2交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜各部分的結構尺寸，材料選擇及生產工藝等進行了論述，同時并對該產品的基本性能參數(shù)進行計算，并且簡單的介紹了幾種電力電纜的檢測方法。通過本文的描述，讀者可以從電纜的結構設計，到選材，再到生產都有一個清晰的思路，對中壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的設計會有很大的幫助。關鍵詞中壓；交聯(lián)電纜；工藝流程；基本性能不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印- I -目錄摘要IAbstractII第1章 緒論11.1 課題背景11.2 電力電纜及電力電纜的電壓等級分類11.2.1 電力電纜的基本結構21.

3、2.2 電力電纜的分類21.3 電力電纜的生產工藝流程3第2章 產品結構及各部分的材料選擇42.1 產品結構42.2 各部分材料的選擇及性能要求42.2.1 導體材料的選擇及性能要求42.2.2 絕緣材料的選擇及性能要求52.2.3 導體屏蔽和絕緣屏蔽材料的選擇及性能要求62.2.4 填充材料的選擇及性能要求72.2.5 金屬屏蔽材料的選擇及性能要求82.2.6 內護套材料的選擇及性能要求82.2.7 鎧裝材料的選擇及性能要求92.2.8 外護套材料的選擇及性能要求92.3 電纜各部分的尺寸10第3章 電纜的參數(shù)計算123.1 導體的直流電阻123.2 導體的交流電阻123.3 絕緣電阻133

4、.4 電纜的電容133.5 電纜的電感143.6 電纜的電抗143.7 電纜的阻抗143.8 電纜載流量的計算143.8.1 基本條件143.8.2 載流量計算153.9 短路電流的計算20第4章 電纜生產工藝214.1 電纜的生產過程214.2 導電線芯的工藝技術要求214.2.1 單絲拉制工藝技術要求214.2.2 退火工藝技術要求224.2.3 絞線工藝技術要求234.3 交聯(lián)工藝技術要求244.4 金屬屏蔽工藝技術要求254.5 成纜工藝技術要求264.6 保護層部分的工藝技術要求274.6.1 內護套擠出工藝技術要求274.6.2 鋼帶鎧裝工藝技術要求274.6.3 外護套工藝技術要

5、求28第5章 電纜檢測試驗305.1 電纜導體直流電阻測量305.1.1 測量方法305.1.2 基本測量原理315.1.3 智能數(shù)字式電阻測量儀315.1.4 測量結果的判定325.1.5 測試注意事項325.1.6 測量電纜導體電阻的意義325.2 電纜絕緣電阻的測量335.2.1 試驗的目的335.2.2 試驗要求335.2.3 電纜絕緣好壞的判別335.2.4 絕緣電阻的測量原理及方法345.3 電纜的交流耐壓試驗355.3.1 有關要求及規(guī)定355.3.2 電纜交流耐壓試驗方法及結果判斷365.4 電纜局部放電的檢測37結論40致謝41參考文獻42附錄43千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此

6、行不會被打印。在目錄上點右鍵“更新域”，然后“更新整個目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行- III -第1章 緒論1.1 課題背景電線電纜行業(yè)是一個基礎器材和基礎產品的制造業(yè)。電線電纜被喻為國民經濟的“血管”與“神經”，它是輸送電能、傳輸信息和制造電機、電器、儀表的基礎器材，是未來電氣化、信息化社會中不可缺少的基礎產品。電線電纜行業(yè)又是一個配套大行業(yè)，產品必須滿足各主行業(yè)的要求，主行業(yè)發(fā)展了，線纜行業(yè)也隨之發(fā)展，國民經濟的絕大多數(shù)行業(yè)與電線電纜有關。目前，我國電線電纜的產值已達國民經濟總產值1%以上，可以看出它仍有較強的活力?！鞍宋濉逼陂g是中國線纜行業(yè)的輝煌時期

7、，“九五”保持了“八五”高速發(fā)展的勢頭，“十五”勢頭不減。目前電線電纜行業(yè)正以7%8%的速度發(fā)展。2000年電線電纜產值是1995年1.92倍，僅次于美國，已成為世界第二電線電纜生產國1。 電線電纜行業(yè)是中國僅次于汽車行業(yè)的第二大行業(yè)，產品品種滿足率和國內市場占有率均超過90%。在世界范圍內，中國電線電纜總產值已超過美國，成為世界上第一大電線電纜生產國。伴隨著中國電線電纜行業(yè)高速發(fā)展，新增企業(yè)數(shù)量不斷上升，行業(yè)整體技術水平得到大幅提高。 中國經濟持續(xù)快速的增長，為線纜產品提供了巨大的市場空間，中國市場強烈的誘惑力，使得世界都把目光聚焦于中國市場，在改革開放短短的幾十年，中國線纜制造業(yè)所形成的龐

8、大生產能力讓世界刮目相看。隨著中國電力工業(yè)、數(shù)據(jù)通信業(yè)、城市軌道交通業(yè)、汽車業(yè)以及造船等行業(yè)規(guī)模的不斷擴大，對電線電纜的需求也將迅速增長，未來電線電纜業(yè)還有巨大的發(fā)展?jié)摿?。 耐火電纜2008年11月，我國為應對世界金融危機，政府決定投入4萬億元拉動內需，其中有大約40%以上用于城鄉(xiāng)電網建設與改造。全國電線電纜行業(yè)又有了良好的市場機遇，各地電線電纜企業(yè)抓住機遇，迎接新一輪城鄉(xiāng)電網建設與改造。 1.2 電力電纜及電力電纜的電壓等級分類電線電纜是用以傳輸電磁能信息和實現(xiàn)電磁能轉換的線材產品。電力電纜（power cable），用于傳輸和分配電能的電纜。常用于城市地下電網、發(fā)電站的引出線路、工礦企業(yè)

9、的內部供電及過江、過海的水下輸電線。在電力線路中，電纜所占的比重正逐漸增加。電力電纜是在電力系統(tǒng)的主干線路中用以傳輸和分配大功率電能的電纜產品，其中包括1-500kV以及以上各種電壓等級，各種絕緣的電力電纜3。1.2.1 電力電纜的基本結構電力電纜的基本結構由線芯（導體）、絕緣層、屏蔽層和保護層四部分組成。 （1）線芯 線芯是電力電纜的導電部分，用來輸送電能，是電力電纜的主要部分。 （2）絕緣層 絕緣層是將線芯與大地以及不同相的線芯間在電氣上彼此隔離，保證電能輸送，是電力電纜結構中不可缺少的組成部分。 （3）屏蔽層 15kV及以上的電力電纜一般都有導體屏蔽層和絕緣屏蔽層。 （4）保護層 保護層

10、的作用是保護電力電纜免受外界雜質和水分的侵入，以及防止外力直接損壞電力電纜4。1.2.2 電力電纜的分類電力電纜按絕緣材料可分為油浸紙絕緣電力電纜、塑料絕緣電力電纜、橡皮絕緣電力電纜，按電壓等級可分為中、低壓電力電纜、高壓電纜 、超高壓電纜以及特高壓電纜。此外，還可按電流分為交流電纜和直流電纜。（1）按絕緣材料分類1）油浸紙絕緣電力電纜 以油浸紙作絕緣的電力電纜，其應用歷史最長。它安全可靠、使用壽命長、價格低廉，主要缺點是敷設受落差限制。自從開發(fā)出不滴流浸紙絕緣后，解決了落差限制問題，使油浸紙絕緣電纜得以繼續(xù)廣泛應用。 2）塑料絕緣電力電纜 絕緣層為擠壓塑料的電力電纜，常用的塑料有聚氯乙烯、聚

11、乙烯、交聯(lián)聚乙烯。塑料電纜結構簡單，制造加工方便，重量輕，敷設安裝方便，不受敷設落差限制。因此廣泛應用于中、低壓電纜，其最大缺點是存在樹枝化擊穿現(xiàn)象，這限制了它在更高電壓的使用。 3）橡皮絕緣電力電纜 絕緣層為橡膠加上各種配合劑，經過充分混煉后擠包在導電線心上，經過加溫硫化而成。它柔軟，富有彈性，適合于移動頻繁、敷設彎曲半徑小的場合。因此經常作為礦用電纜、船用電纜以及采掘機械、X光機上用電纜。其結構特點是線心用多根較細單絲絞合，絞合節(jié)距較小。常用作絕緣的膠料有天然膠-丁苯膠混合物、乙丙膠、丁基膠等。（2）按電壓等級分類電力電纜電壓等級分類如表1-1所示：表1-1 電力電纜電壓等級分類交流傳輸電

12、力電纜直流傳輸電力電纜低壓線纜U < 6kV中壓線纜6kV U 35kV高壓線纜35kV < U < 330KV （裸線）100kV U < 600kV35kV < U < 220KV （電纜）超高壓線纜330kV U < 1000kV （裸線）220kV U < 500kV （電纜）特高壓線纜U 1000kVU 600kV（3）按其他形式分類 1）按電流形式分：交流電纜、直流電纜； 2）按敷設位置分：架空電纜、地下電纜、水下電纜（跨河、跨江、海底電纜）； 3）按導電線芯的導電性能分：普通電纜、低溫和超導電纜；4）按導電線芯數(shù)分：單芯、二芯、三芯

13、、四芯、五芯、六芯及以上。1.3 電力電纜的生產工藝流程由于使用特性、敷設場合、工作條件的要求不同，其產品的結構組成也是多種形式的。電線電纜其基本結構一般是由：導電線芯、絕緣層、保護層三部分組成5。為了完成三部分的組合，一般塑料電線電纜的制造流程如圖1-1所示：圖1-1 電力電纜的產品工藝流程圖第2章 產品結構及各部分的材料選擇2.1 產品結構額定電壓為1.8kV以上的電纜應有導體屏蔽和絕緣屏蔽，同時額定電壓為1kV以上電纜應有金屬屏蔽層。額定電壓為21kV及以上，同時標稱截面為500及以上的電纜的金屬屏蔽層應采用銅絲屏蔽結構。本產品無特殊要求，采用三芯、分相銅帶屏蔽、雙鋼帶鎧裝結構。其結構示

14、意圖如下： 圖2-1 電纜結構示意圖注：1.導體； 2.導體屏蔽； 3.交聯(lián)聚乙烯絕緣； 4.絕緣屏蔽； 5.金屬屏蔽； 6.填充； 7.隔離套（內護套）； 8.鎧裝； 9.外護套。2.2 各部分材料的選擇及性能要求2.2.1 導體材料的選擇及性能要求根據(jù)實際需要，導體材料選擇符合國標GB/T3952-2008電工用銅線坯規(guī)定的T2R型銅線坯。銅線坯應滿足如下要求：（1） 尺寸及允許偏差公稱直徑>6.3512.0的銅線坯，其允許偏差僅為±0.4；銅線坯應成卷供應，每卷應為連續(xù)一根。（2） 表面質量銅線坯應圓整，尺寸均勻，并且不需經酸洗和扒皮，直接使用；銅線坯表面不應有皺邊、飛邊

15、、裂紋、夾雜物及其他影響使用的缺陷。（3） 力學性能 T2R型銅線坯的伸長率應不小于37%。（4） 扭轉性能直徑為6.010.0mm的（熱態(tài)）電工用銅線坯應進行扭斷試驗，T2R型銅線坯的扭轉性能應滿足正轉轉數(shù)25，反轉至斷裂的轉數(shù)不少于25轉。（5） 電性能T2R型銅線坯的質量電阻率應不大于0.15328mm2，體積電阻率應不大于0.01724mm2/m。T2R型銅線坯經拉制至=3.01mm的圓銅線應滿足國標GB/T3953-2009電工圓銅線中的規(guī)定，圓銅線應滿足如下要求：（1） 尺寸偏差圓銅線其偏差為±0.004。（2） 機械性能圓銅線其伸長率不小于25%。（3） 電性能圓銅線電

16、阻率應不大于0.017241mm2/m。（4） 外觀圓銅線表面應光潔，不應有與良好工業(yè)產品不相稱的任何缺陷。2.2.2 絕緣材料的選擇及性能要求絕緣材料選用符合國標JB/T10437-2004電線電纜用可交聯(lián)聚乙烯絕緣料規(guī)定的YJ-35型過氧化物交聯(lián)聚乙烯絕緣料，絕緣料應滿足如下要求：（1） 外觀絕緣料應呈顆粒狀，其尺寸約為直徑4mm、高3mm，色澤和顆粒大小應均勻。顆粒間不應有明顯粉末狀物質。（2） 機械物理性能和電氣性能絕緣料的機械物理和電氣性能應符合下表規(guī)定。（3） 雜質含量YJ-35型可交聯(lián)聚乙烯絕緣料在1kg的樣品帶上的（0.1750.250）mm雜質顆粒數(shù)應不超過5顆，大于0.25

17、0mm的雜質顆粒數(shù)應為零。序號項目單位指標1密度G/cm30.922±0.0032抗伸強度MPa13.53斷裂伸長率%3504空氣熱老化試驗：試驗條件：熱老化溫度 持續(xù)時間拉伸強度變化率 斷裂伸長率變化率h%135±2168±20±205熱延伸200，0.2 MPa，15 min負荷下伸長率冷卻后永久變形%8056相對介電常數(shù)50Hz 20 2.357介質損耗因數(shù)50Hz 200.00058體積電阻率1kV 20m1×10149沖擊脆化溫度試驗溫度沖擊脆化性能失效數(shù)-7615/30表2-1 交聯(lián)聚乙烯料機械物理和電氣性能2.2.3 導體屏蔽和絕

18、緣屏蔽材料的選擇及性能要求導體屏蔽和絕緣屏蔽分別采用符合國標JB/T10738-2007額定電壓35kV及以下擠包絕緣用半導體屏蔽料規(guī)定的PYJD型交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜導體用過氧化物交聯(lián)型半導電屏蔽料和PYJBJ型交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜絕緣用過氧化物交聯(lián)型可剝離半導電屏蔽料。屏蔽料應滿足如下要求：（1） 外觀半導電屏蔽料成黑色顆粒狀，尺寸為直徑約4mm、高約3mm，色澤和質地均勻，顆粒間不應有明顯粉末狀物質。（2） 機械物理性能和電氣性能半導電屏蔽料的機械物理性能和電氣性能應符合下表所示。序號項目單位指 標導體屏蔽絕緣屏蔽1密度g/cm31.201.202抗伸強度MPa12.010.03斷裂伸長率%

19、1802004空氣熱老化試驗： 試驗條件：熱老化溫度 持續(xù)時間抗伸強度變化率斷裂伸長率變化率h%135±2168±30±30135±2168±30±305沖擊脆化： 試驗條件：試驗溫度 沖擊脆化性能失效數(shù)-4015/30-4015/306熱延伸: 試驗條件：溫度 機械負荷 符合時間負荷下伸長率冷卻后永久變形MPaMin%200±20.21510015200±20.21510015720時體積電阻率cm100100890（70）時體積電阻率cm500025009剝離強度N/cm104510空氣熱老化后體積電阻率: 試

20、驗條件：老化溫度 持續(xù)時間90（70）時體積電阻率hcm100±21681000 100±216850011空氣熱老化后剝離強度 試驗條件：老化溫度 持續(xù)時間剝離強度 hN/cm100±21681045表2-2 半導電屏蔽料的機械物理性能和電氣性能 2.2.4 填充材料的選擇及性能要求本電纜采用聚丙烯網狀撕裂纖維作為填充材料，電纜的填充除了提高電纜結構的穩(wěn)定性，保證線芯圓整度外，必須考慮其對電纜的電性能是否有不良影響，應采用非吸濕性材料作為填充。聚丙烯（PP）是熱塑性材料，具有良好的綜合性能，比重小，強度韌性優(yōu)越，吸濕性??；熱性能、電性能、化學穩(wěn)定性能，都很好。而

21、且材料來源豐富，價格低廉，故采用聚丙烯纖維帶作為填充材料。2.2.5 金屬屏蔽材料的選擇及性能要求金屬屏蔽采用符合國標GB/T11091-2005電纜用銅帶規(guī)定的T2M型軟銅帶，銅帶規(guī)格為0.1×50。軟銅帶應滿足如下要求：（1） 外形尺寸及允許偏差厚度為0.1的軟銅帶其允許偏差為0.0080.010；帶材的外形應平直，但允許有輕微的波浪，其側邊彎曲度應不大于1.5mm/m；帶材的兩邊應切齊，無毛刺、裂邊和卷邊。帶卷任意相鄰兩層的不齊度不大于1mm，任意兩層的不齊度不大于5mm。（2） 電性能在20的溫度下測試，帶材導電率應不小于98%IACS，電阻系數(shù)不大于0.017593mm2/

22、m。（3） 外觀質量帶材的表面應光滑、清潔，端面不應有氧化變色，同時不允許有任何影響使用的缺陷，每卷帶材應有內襯，應卷緊、卷齊。2.2.6 內護套材料的選擇及性能要求內護套材料選用符合國標GB15065-1994電線電纜用黑色聚乙烯塑料規(guī)定的DH型黑色低密度聚乙烯護套料。護套料滿足如下要求：（1） 外觀顆粒均勻，表面光滑，無明顯雜質，不允許有3顆及以上連粒。（2） 物理機械性能及電性能護套料的機械性能及電性能應符合下表所示。表2-3 聚乙烯護套料的機械性能及電性能序號項目單位LDPE指標1熔體流動速率g/10min5.02密度g/cm30.9200.9403抗伸強度MPa13.04斷裂伸長率%

23、5005低溫沖擊脆化溫度-766碳黑含量%2.60±0.257碳黑分散性：分散度/分吸收系數(shù)64008介電強度MV/ m259體積電阻率m1×101410相對介電常數(shù)2.802.2.7 鎧裝材料的選擇及性能要求電纜的鎧裝層采用符合國標YB/T024-2008鎧裝電纜用鋼帶規(guī)定的鍍鋅冷軋雙鋼帶鎧裝，鋼帶應滿足如下要求：（1） 尺寸及允許偏差鋼帶厚度為0.8mm，厚度為60mm；其厚度允許偏差為+0.04、-0.06，其寬度允許偏差為±0.70；其鋼帶長度不小于300000mm，外徑600mm時允許接頭數(shù)為2，外徑>600mm時允許接頭數(shù)為3。（2） 外形公稱寬

24、度>45mm的鋼帶，其鐮刀彎個數(shù)為4。（3） 鋼帶的力學性能其抗拉強度不小于295N/mm2，斷后伸長率不小于20%，斷后伸長率試樣標距50mm。（4） 表面質量鋼帶表面允許有不大于厚度允許公差之半的個別凹面，凸起，豆痕，縱向劃傷及劃痕，但不允許有腐蝕；鋼帶邊緣不允許有裂邊，切割不齊，允許有不大于厚度允許公差之半的洗毛刺；鍍鋅鋼帶表面鍍層應均勻連續(xù)，不允許有鋅層剝落，腐蝕和漏鍍，允許有個別的漏鍍點；鋼帶的接頭采用電焊對焊或搭焊，搭界長度應不大于20mm。接頭處抗拉強度應不小于300N/mm2（以原鋼帶截面計）。接頭不允許有穿孔、熔渣、尖頭和錯位，不能裸露。2.2.8 外護套材料的選擇及性

25、能要求外護套材料選擇符合國標GB/T2952.3-2008電纜外護層.第3部分.非金屬套電纜通用外護層、GB/T12706.1-2008額定電壓1kV（=1.2kV）到35kV（=40.5kV）擠包絕緣電力電纜及附件和GB/T 8815-2008電線電纜用軟聚氯乙烯塑料規(guī)定的H-70型聚氯乙烯外護套料，聚氯乙烯外護套料應滿足如下要求：（1） 外形和顏色聚氯乙烯電纜料約為4mm4mm3mm的方形粒狀物或具有相當大小的圓柱形粒狀物；護層級聚氯乙烯電纜料的顏色為黑色；聚氯乙烯電纜料應塑化良好、色澤均勻，不應有明顯的雜質。（2） 聚氯乙烯電纜料的機械物理性能與電性能聚氯乙烯電纜料的機械物理性能與電性能

26、如下表所示。序號項目單位指標1拉伸強度MPa15.02斷裂拉伸應變%1803熱變形504沖擊脆化性能試驗溫度-25沖擊脆化性能通過5200時熱穩(wěn)定時間min50620時體積電阻率1.0×1087介電強度MV/m 18表2-4 聚氯乙烯電纜料的機械物理性能與電性能序號項目單位指標1試驗溫度100±22試驗時間h1683老化后拉伸強度MPa15.04拉伸強度最大變化率%±205老化后斷裂拉伸應變%1806斷裂拉伸應變最大變化率%±207熱老化質量損失試驗條件 100±2質量損失g/m223表2-5 老化后聚氯乙烯電纜料的機械物理性能2.3 電纜各部

27、分的尺寸26/35kV額定電壓等級的電力電纜其各部分尺寸應嚴格按照國標GB/T12706.3-2008額定電壓1kV（=1.2kV）到35kV（=40.5kV）擠包絕緣電力電纜及附件.第3部分：額定電壓35kV（=40.5kV）電纜設計制造，其各部分結構尺寸如下：（1）導體本產品選擇的是三芯結構，單芯為240 mm2的電力電纜，根據(jù)工藝的要求進行拉制。將T2R型8.0mm銅桿拉制成單根直徑為3.01mm的圓銅單線，3.01mm的圓銅單線直徑偏差僅為（-0.01mm、-0.04mm），F(xiàn)0.03mm。再將圓銅單線根據(jù)絞合工藝進行絞合，絞合成為標稱截面為240mm2的緊壓型導體線芯。D（導體）=1

28、7.5mm。（2） 導體屏蔽根據(jù)工藝參數(shù)導體屏蔽的最小厚度為0.05mm，最大厚度為0.75mm。本設計導體屏蔽標稱擠出厚度為0.6mm。（3）絕緣26/35kV電壓等級、240mm2導體截面的電力電纜其控制絕緣平均厚度為10.510.8mm，絕緣平均值應不小于規(guī)定的標稱值，最薄處厚度不小于標稱值的90%0.1mm，所以本產品的絕緣最薄點厚度不小于9.35mm，標稱擠出厚度為10.5mm。D（絕緣）=17.5+2×(0.6+10.5)=39.7mm。（4） 絕緣屏蔽根據(jù)工藝參數(shù)絕緣屏蔽的最小厚度為0.05mm，最大厚度為0.70mm。本設計絕緣屏蔽標稱擠出厚度為0.6mm。（5） 金

29、屬屏蔽三芯電纜銅帶標稱厚度應大于等于0.10mm，銅帶寬度為50mm；銅帶的最小厚度應不小于標稱值的90%。D（屏蔽）=40.9+3×0.1=41.2mm。（6） 成纜成纜采用60mm寬的CPP帶。D（成纜）=41.2×2.154+4×0.2=89.5mm。（7）內襯層擠包內襯層的標稱厚度為2±0.1mm，最薄點厚度為1.72mm。由于小規(guī)格的內護套厚度較難控制，可適當增加護套厚度以保證產品質量。D（內襯層）89.5+2×2=93.5mm。（8） 鎧裝鋼帶厚度為0.8mm，寬度為60mm，鋼帶鎧裝采用二層鍍鋅鋼帶左向螺旋式間隙繞包，繞包間隙不大

30、于鋼帶寬度的50%，不得有松包、漏包等現(xiàn)象。D（鎧裝）=93.5+4×0.8=96.7mm。（9） 外護層外護套平均厚度為4±0.1mm，最薄點厚度3.42mm。D（外護套）=96.7+2×4=104.7mm。第3章 電纜的參數(shù)計算3.1 導體的直流電阻導體最高工作溫度下單位長度直流電阻：式中：單位長度電纜導體在溫度下的直流電阻； 20時的直流電阻； 20的導體電阻溫度系數(shù)。已知：0.0754/m，=0.00393 1/k，=90.0；結果：=0.961×10-4/m。3.2 導體的交流電阻交流電阻：式中：集膚效應因數(shù)，； 鄰近效應因數(shù)，； 其中：，；式

31、中：線路頻率； 單位長度電纜導體在溫度下的直流電阻； 線芯外徑；線芯中心軸間距離；除分割導體取0.435外，其余都取1；分割導體取0.37，其他型式線芯取0.81。已知：=0.961×10-4/m，=50Hz，=1.0，=0.80，17.5mm，41.2mm；結果：1.307，8.83×10-3，1.046，23.85×10-3，0.992×10-4/m。3.3 絕緣電阻圓形多芯電纜絕緣電阻：式中：絕緣電阻系數(shù)；幾何因數(shù)；多芯電纜的芯數(shù)；其中：；式中：絕緣后的外徑；導體屏蔽后的外徑。已知：=m，=39.7mm，=18.7mm，=3；結果：m。3.4 電纜

32、的電容多芯圓形電纜：m式中：絕緣的相對介電系數(shù)； 多芯電纜的芯數(shù)； 幾何因數(shù)； 其中：；式中：絕緣后的外徑；導體屏蔽后的外徑。已知：=39.7mm，=18.7mm，=3，=2.5；結果：m。3.5 電纜的電感三相回路電纜的電感：式中：； 內感； 電纜中心間的距離；導體外徑，（包括導體屏蔽）。已知：50Hz，=42.1mm，=19.6mm，；結果：=3.46。3.6 電纜的電抗電纜的電抗：，式中：電源頻率； 每米長度電纜每相的電感。已知：50Hz，=3.46m；結果：m。3.7 電纜的阻抗電纜的電抗：式中：每米長度電纜每相導體的交流電阻。已知：m，m；結果：m。3.8 電纜載流量的計算3.8.1

33、 基本條件電纜敷設方式、環(huán)境條件、和運行狀況；敷設條件：空中；干燥和潮濕土壤熱阻系數(shù)之比率：1.0；干燥土壤的熱阻系數(shù)：1.0；自然土壤的熱阻系數(shù)：1.0；土壤臨界溫度：40.0；環(huán)境溫度：40.0。3.8.2 載流量計算（1） 絕緣損耗：式中：單位長度電纜電容； 對地電壓（相電壓）； 在電源系統(tǒng)和工作溫度下絕緣損耗因數(shù)。已知：，=50Hz，m，=26kV，0.001；結果：0.118W/m。（2） 屏蔽中的金屬損耗 1）最高工作溫度下電纜單位長度屏蔽的電阻：式中：金屬套所用材質的導電率； 金屬套的截面積； 電阻溫度系數(shù)； 導體的工作溫度； 金屬套的溫度相對于導體溫度的比率。已知：m，m2，0

34、.00393 1/k，=90.0，=0.90；結果：m。 2）：已知：，=50Hz，m；結果：。 3）：式中：電纜金屬套外徑；金屬套厚度。已知：mm，mm，； 結果：。 4）：已知：，=50Hz，m；結果：。 5）滯后相渦流損耗：、已知：，mm，mm；結果：，。渦流損耗結果：。6)中間電纜渦流損耗、已知：，mm，mm；結果：，。渦流損耗結果：。7）越前相渦流損耗、已知：，mm，mm；結果：，。渦流損耗結果：。8）金屬套或屏蔽環(huán)流損耗 結果：。9）金屬套或屏蔽功率損耗 （環(huán)流損耗 渦流損耗）結果：三相中最大的。（3） 鎧裝損耗因數(shù) 式中：，已知：cm，cm，cm；結果：，。（4） 電纜絕緣熱阻：

35、式中：絕緣材料熱阻系數(shù)；導體直徑；導體和金屬套之間的絕緣厚度。已知：，mm，mm；結果：。（5） 金屬套和鎧裝之間熱阻：式中：內襯層的內徑； 內襯層厚度。已知：，mm，mm；結果：。 （6）外護套熱阻：式中：外護套內徑； 外護套厚度。已知：，mm，mm；結果：。 （7）電纜外部熱阻： 1）熱阻系數(shù)：式中：電纜外徑。已知：，m；結果：。 2）：已知：m，；結果：。 3）：已知：，；結果：。 4）超過環(huán)境溫度以上的電纜表面溫升：已知：，2；結果：。 5）：結果：。 （8）電纜額定載流量： 已知：交流電阻，金屬屏蔽損耗，鎧裝損耗，介質損耗m，熱阻，熱阻，熱阻，熱阻；結果：A。3.9 短路電流的計算假

36、設在短路持續(xù)期間，熱量保持在在流體內部，根據(jù)IEC60969短路電流的計算方法可知，短路電流，絕熱計算時，所以。在任何起始溫度條件下，絕熱的溫升計算通式如下：式中：絕熱基礎上計算的短路電纜； 短路持續(xù)時間； 取決于載流體材料的常數(shù)； 載流體幾何面積；最終溫度；起始溫度；0時載流體電阻溫度系數(shù)的倒數(shù)。已知：=226mm2，=240mm2，=600s，=110，=40，=1.7241m；結果：=1055A。第4章 電纜生產工藝4.1 電纜的生產過程電線電纜其基本結構一般是由：導電線芯、絕緣層、保護層三部分總成。為了完成三部分的組合，其生產過程如下圖所示：圖4-1 中壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的生產工

37、藝流程4.2 導電線芯的工藝技術要求4.2.1 單絲拉制工藝技術要求本公司銅大拉的設備型號有LHD2-400/13和LH450/13兩種。本設計采用的拉線設備型號為LHD2-400/13滑動式銅大拉機，其主要是將8.0mm的電工圓銅桿拉制成1.133.75mm的銅單線，其主要有放線部分、主機部分、連續(xù)退火及冷卻部分、儲線部分、收線部分及電氣控制系統(tǒng)等組成。其主要特點如下： 1. 結構緊湊，便于穿線和操作。2. 第13模和第12模均能出線，從而可達到八種出現(xiàn)速度，使機器有較大的靈活性。3. 在出線鼓輪軸上裝有超越離合器防止反轉，這樣就避免了停車后再次開車或點動時因鼓輪反轉造成的斷線現(xiàn)象。4. 雙

38、盤自動收線可解決了因還盤停機造成的單絲質量問題（硬線），并極大的提高了生產效率。5. 采用大電流直接通過銅單線上用直流電流加熱使退火均勻連續(xù)穩(wěn)定。6. 龍門式放線架可同時放置兩盤銅桿及可移動式過線小車可實現(xiàn)連續(xù)放線，減少停機時間提高生產效率。配模原則：1.拉出的圓單線應有符合要求的形狀、尺寸和表面質量，硬線應有一定的冷變形程度，以達到所要求的機械性能。2.應使各道次具有適當?shù)陌踩禂?shù)，以保證控制過程連續(xù)穩(wěn)定進行。3.充分利用控制材料的塑性，選擇較高的變形量，以減少拉制道次數(shù)、減少模具、輔助時間和電能的消耗。4.對于多模拉線機，應根據(jù)拉線機速比、拉線條件等選配模具系統(tǒng)6。表4-1 LHD2-40

39、0/13滑動式銅大拉機技術參數(shù)設備型號技術參數(shù)進線直徑出線直徑定速輪直徑拉制道次LHD2400/138.0mm3.01mm400mm7表4-2 3.01mm圓銅單線配模配模規(guī)格出口模二道三道四道五道六道七道3.01mm3.05mm3.55 mm4.00 mm4.50 mm5.15 mm5.90 mm6.80 mm工藝技術要求：1.調換出線模和調換規(guī)格，需仔細地測量線徑和觀察線材表面質量；2.所拉制的線材要符合所要求的尺寸、形狀、良好表面質量和合格機械性能； 3.配模合適，不發(fā)生拉細、拉斷等現(xiàn)象。保證足夠安全系數(shù)；4.充分利用金屬塑性，提高生產效率；5.保證排線平整、緊密；6.成品單線表面應光亮

40、，無麻紋、麻點；7.冷卻要充分。4.2.2 退火工藝技術要求銅線生產采用連拉連退工藝，即在銅拉絲機出口模后面在經過牽引輪后加裝退火裝置，是拉絲和退火連續(xù)的一次性完成，這樣即提高了拉絲生產效率，也減少了銅線在拉絲后重新退火時單絲刮毛、擦傷等質量問題的產生。銅線連拉連退退火方式采用大電流直接通過銅線上進行連續(xù)退火，為了得到退火均勻的銅線，用直流電源加熱。在整個加熱區(qū)域，分為兩段。第一段為預熱區(qū)（一般長度為9米左右），將銅線加熱到250左右（銅線氧化溫度以下），第二段為退火區(qū)（一般長度為4米左右），將銅線加熱到500-550，使銅線變軟，從而達到銅線退火的目的。4.2.3 絞線工藝技術要求根據(jù)GB/

41、T3956-2008電纜的導體和GB/T3957-84電力電纜銅、鋁導電線芯規(guī)定， 240mm2標稱截面的圓形緊壓結構其導體中單絲根數(shù)不少于34根，絞合導體最大外徑20.6mm。本型號電纜線芯結構采用37根單線，單絲直徑3.01mm。絞合按1+6+12+18排線方式進行絞合，其內層節(jié)距比不大于40，外層節(jié)距比不大于20，最外層絞向為左。緊壓絞合是在JLK630/12+18+24框式絞線機（54框）上完成，JLK630框式絞線機主要適用于緊壓導體（圓形、扇形）、絞合導體等電力電纜導電線芯及裸導線如鋁絞線、鋼芯鋁絞線、銅絞線等。JLK630框式絞線機主要有630固定放線架、框架、模架、線芯緊壓裝置

42、、牽引裝置、收排線架、機械傳動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等組成。JLK630框式絞線機的主要特點：1.強大的牽引力可生產緊壓系數(shù)90%以上的中高壓交聯(lián)電纜緊壓導體。2.先進的全自動斷線報警急停裝置，可大大減少因斷線后的補線現(xiàn)象，使產品的質量得到了保證。3.預成形裝置使絞合后導體單絲無應力，排列緊密，整體切斷后無松股現(xiàn)象。4.牽引機構自然分線解決了常規(guī)強制分線引起的導體擦毛、擠傷現(xiàn)象。表4-3 1#61框絞機工藝如下標稱截面mm2導體根數(shù)單絲直徑排列方式第一框絞絞向拉制模尺寸節(jié)距240373.011+6+12+18第二框絞第三框絞第四框絞絞向拉制模尺寸節(jié)距絞向拉制模尺寸節(jié)距絞向拉制模尺寸節(jié)距左8.3mm

43、229.2右13.6mm229.2左17.5mm271.0工藝技術要求：1.絞線線芯不允許有缺單線、斷線、松股等現(xiàn)象。表面應光潔、無毛刺、劃傷、跳線、油污和灰塵；2.同一層內，相臨兩個接頭之間的距離應不小于300mm，焊頭要光滑圓整；3.排線應平整有序，無壓線現(xiàn)象；4.絞線必須緊密排列，線芯不得翻轉；5.導電線芯不允許整股焊接，單線允許焊接，但焊接處應圓整，其外徑偏差不超過±0.05mm，同一層內相臨兩個接頭之間的距離不小于1000 mm。4.3 交聯(lián)工藝技術要求交聯(lián)工序是在絞制的導電線芯上擠導體屏蔽層、絕緣層及絕緣屏蔽層。交聯(lián)電纜導電線芯是由多根導線絞合而成，線芯表面無屏蔽時，線芯

44、表面的電場將受到組成線芯導線半徑的影響而呈不均勻分布。內屏蔽層起均化電場作用，防止絕緣層與導體之間產生間隙而引起局部放電。外屏蔽層主要防止絕緣層與銅帶屏蔽之間產生間隙而引起局部放電。半導電是以EVA或EEA作為基料，加50%左右導電碳黑，加適量抗氧劑、交聯(lián)劑和潤滑劑等，經混合造粒而成。擠壓式模具選配主要是依線芯選配模芯，依成品（擠包后）的外徑選配模套，據(jù)塑料工藝特性，決定模芯和模套角度及角度差、定徑區(qū)（即承線徑）長度等模具的結構尺寸，使之配合得當。配模的理論公式：模芯式中： 模芯出線口內徑； 生產前半制品最大直徑； 模芯放大值。模套式中： 模套出線口內徑； 模芯嘴壁厚； 工藝規(guī)定的產品塑料層厚

45、度； 模套放大值。放大值的說明：絕緣線芯模芯的放大值為 0.53mm；絕緣線芯模套的放大值為 13mm。工藝參數(shù)主要是擠出機的溫度參數(shù)及模具尺寸，其具體參數(shù)如下表所示。表4-4 交聯(lián)機組配模及擠出工藝參數(shù)YJY22-26/35kV -3×240銅芯交聯(lián)電纜交聯(lián)機組配模參數(shù)電壓等級規(guī)格導體外徑導體屏蔽絕緣厚度絕緣屏蔽26/35kV240mm217.5mm0.6mm10.5mm0.6mm外徑模具最小最大芯模1芯模2芯模3模套38.6mm39.6mm19.2mm20.2mm85mm43.6mm各階段生產速度，m/min結束時間配方名開始生產慢速硫化冷卻國產料2.194.882.1936mi

46、n50minGc35kV-240工藝技術要求：1.標稱擠出厚度：導體屏蔽：0.6 mm絕緣厚度：10.5 mm 絕緣屏蔽：0.6mm2.絕緣厚度的最小值不低于規(guī)定標稱厚度的90%-0.1；3.要保持清潔的生產環(huán)境，減少至消除一切雜質混入。必須防止生產中的碰傷，層間應緊密結合，不得有殘留氣體；4.電纜由交聯(lián)管進入冷卻管，必須保持冷卻管內的壓力，避免擠出層在熱狀態(tài)下冷卻不足而產生壓扁和解除壓力作用而在組織內部產生氣泡以至于絕緣強度下降；5.導體屏蔽應為擠包的半導電層，擠包的半導電層應和絕緣緊密結合，其與絕緣層的界面應光滑、無明顯絞線凸紋，不應有尖角、顆粒、燒焦或擦傷的痕跡；6.每根絕緣線芯上應直接

47、擠包與絕緣線芯緊密結合的非金屬半導電層，其絕緣層的界面應光滑，不應有尖角、顆粒、燒焦或擦傷的痕跡7。4.4 金屬屏蔽工藝技術要求35kV電壓等級的電力電纜常采用分相屏蔽，分相屏蔽是每個絕緣線芯上繞包或擠出屏蔽層，這種屏蔽方式改變了電場的輻射方向，電場分布垂直于屏蔽表面、電場分布比較均勻。也就是由所謂的非徑向電場向徑向電場的轉變，這種方式屏蔽效果好，又能承受部分短路電纜。根據(jù)國標12906.3-2008額定電壓1kV（kV）到35kV（kV）擠包絕緣電纜電纜及附件.第三部分：額定電壓35kV（kV）電纜規(guī)定：銅帶屏蔽應由一層重疊繞包的軟銅帶組成，也可以采用雙層銅帶間隙繞包，銅帶間的搭蓋率為銅帶寬

48、度的15%（標稱值）最小搭蓋率應不小于5%。三芯電纜銅帶標稱厚度0.10mm，銅帶的最小厚度應不小于標稱值的90%。本工序是在630銅帶屏蔽繞包機上進行，其主要工藝參數(shù)如表4-5所示：表4-5 630銅帶屏蔽工藝參數(shù)屏蔽前外徑銅帶規(guī)格牽引級別銅帶頭轉速銅帶節(jié)距方向標稱外徑40.9 mm1×0.1×5013367 rad/min40mm左41.2mm工藝技術要求：1.金屬屏蔽層應包覆在每根絕緣線芯的外面；2.銅帶繞包平整，不得有卷邊，翹邊等現(xiàn)象；3.三芯電纜應在每一根線芯上用紅、黃或綠半透明色帶之一做色標；4.單芯電纜屏蔽外應重疊繞包一層包帶（擠聚氯乙烯內護套的繞包帶采CPP

49、帶，擠聚乙烯內護套的繞包帶采用無紡布）；5.銅帶平均重疊控制在1520%；6.來料交聯(lián)線芯頭、尾及每次分盤中間應進行100%內屏蔽目力檢查，檢查內屏蔽應無明顯偏薄或無內屏現(xiàn)象。4.5 成纜工藝技術要求成纜工序采用盤絞成纜，以3500盤絞機為例，其主要的工藝參數(shù)如表4-6所示：表4-6 交聯(lián)絕緣電纜盤絞成纜工藝參數(shù)表成纜前外徑成纜外徑壓模mm填充牽引級速最大牽引線速轉速1241.2mm89.5mm9593PP繩46015.94m/min5.27rad/min成纜節(jié)距成纜方向繞包頭轉速CPP帶規(guī)格繞包節(jié)距繞包方向參考外徑mm最小最大3025mm右329rad/min2×60mm48.4m

50、m左8991.2 工藝技術要求：1.每個絕緣線芯的金屬層應相互接觸；2.繞包包帶應平整、無褶皺；3.填充應緊密，成纜外徑符合規(guī)定8。4.6 保護層部分的工藝技術要求4.6.1 內護套擠出工藝技術要求內外護套的模芯、模具配模公式如交聯(lián)工藝配模公式，其放大值有所不同，其說明如下：生產外護套電纜用模芯的放大值、鎧裝電纜為26mm，非鎧裝為24mm；生產外護套電纜用模套的放大值為25mm 。 內護套的擠出以2#150擠塑機為例，主要的工藝參數(shù)如表4-7所示：表4-7 交聯(lián)絕緣電纜內護套工藝參數(shù) 擠出前電纜外徑內護控制要求內護參考外徑最小最大平均厚度（PVC）最薄點厚度火花實驗電壓最小最大88.74mm

51、94.27 mm2±0.1 mm1.72 mm14kV93.14mm97.77 mm工藝技術要求：1.上道工序轉移來的半成品應無纜芯變形、不圓整現(xiàn)象；2.擠包內襯層前允許用合適的帶子扎緊；3.冷卻方式：冷水直接冷卻；4.護套應塑化良好，表面光潔，不應有焦燒粒子橫斷面不應有氣孔；5.護套偏心率控制在20%以內；6.隔離套應緊密劑包在線芯上，擠包必須連續(xù)，圓整，外形圓整，厚度均勻，表面光潔，平整，無氣泡、裂紋、雜質、機械損傷等缺陷，擠塑時纜芯不允許軸向進水。4.6.2 鋼帶鎧裝工藝技術要求鎧裝鋼帶的標稱厚度有0.5mm和0.8mm兩種，金屬帶鎧裝應螺旋繞包兩層，使外層金屬帶的中線大致在內層金屬帶的間隙上方，包帶間隙應不大于金屬帶寬度的50%。鎧裝工藝以3#鎧裝機為例，主要的工藝參數(shù)如表4-8所示：表4-8 交聯(lián)電纜鋼帶鎧裝工藝參數(shù)鎧裝前外徑鋼帶規(guī)格牽引級別鋼帶頭轉速鋼帶節(jié)距方向標稱外徑93.5mm2×0.80×60mm34258rad/min105