1600mm2紧压圆形导体研制

姜黎黎　李岸　刘洋洋

摘 要：该文介绍了高压直流海底电缆用1 600mm2紧压圆形导体的生产工艺设计、生产方式的选择和生产设备改造的具体方式。并且针对运行过程中容易出现的导体热膨胀后阻水性能差等主要问题，对导体的阻水结构，阻水材料的选取和阻水方式的确定。最后对高压直流海底电缆用1 600mm2紧压圆形导体的成品进行了试验分析。该文还介绍了通过对84盘框绞机的设备改造，成功实现了用84盘框绞机生产1 600mm2紧压圆形导体。

关键词：大截面 海缆 紧压圆形导体 84盘框绞机

中图分类号：TM24 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）02（a）-0088-01

随着海洋经济的发展，高压XLPE绝缘海底电缆需求逐年增大。导体作为电缆中最重要的部分，除了满足导电性能要求外，还必须具有很高的阻水性能。按照GB/Z18890-2002标准规定：1 000mm2以上导体采用分割导体，这样运行过程中就很难保证导体热膨胀后的阻水性能，通过对比分析国外海底电缆导体结构及大量的实验验证，海底电缆建议采用紧压圆形，中间添加阻水材料。公司承担国网科技研发项目：“高压直流交联聚乙烯绝缘海底电缆”项目。根据要求，导体截面为1 600mm2，该公司现有的设备为84盘框绞机。

1 导体结构设计

电缆在生产、敷设中会产生应力，导体应尽量柔软。单线根数越多单线越细，绞线的柔性越好。

综合分析电气、阻水、力学性能，导体的设计有以下几个特点：

（1）固定标称截面，提高单线数目。

（2）提高外层紧压系数，内层紧压系数可适当降低。

（3）针对阻水要求，选用阻水方式。

1 600mm2海底电缆用导体的参数如下所示：

导体截面为1 600mm2，单线规格采用

4.20mm2，导体结构1+6+12+18+24+30+35，最外层紧压系数0.96，次外层紧压系数0.95，阻水方式采用阻水带+阻水纱复合添加。

2 生产方式的选择

2.1 单线绞制方式

从导体结构可以看出，导体总根数为126根，公司现有的84盘框绞机虽然属于国内领先设备，但是仍然不能满足要求，导体的绞制需要分几步进行。绞制步数越多，对导体影响越大，生产的难度也会相应增加[1]。所以尽量采用三步绞制。如果采用（（（1+6）+12+18+24）+30+35）方式（括号的为每次绞制的层）；最后一次绞制需要改造至少两层绞笼[2]。不建议采用。所以绞制方式为（（（1+6）+12+18+24+30）+35）。最外层单独绞制。

2.2 阻水材料添加方式

阻水带添加在每层单线之间，虽然绕包的方式可以很好的保证阻水带之间不存在间隙，但是需要在设备上添加绕包头，成本很高且现场条件不允许，建议采用成本低廉，操作方便的纵包方式。

阻水纱添加位置有两种：每层单线外和每层单线内。放置在每层单线内虽然可以防止因紧压模具挤压而产生断线，但是无法观察和检测阻水纱的填充位置。放置在每层单线外不仅可以随时调整，而且断线的问题可以通过设备改造来避免，所以生产时建议添加在每层单线外。

3 现场生产控制

在确定了工艺及生产方式后，现场生产会出现一些问题：最后一层绞制必须对设备进行改造，经过多次尝试和对比分析，最终确定了以下方案。

借鉴钢丝铠装机的工作原理，在筒内加装中心管，为了穿线方便，在中心管四周固定五个PVC管，在管一端装上固定盘，固定盘与中心管用螺纹连接，筒内添加4个支撑板。钢管内穿入PP-R管。分线盘支撑桶对应位置开5个单线导出孔，5根单线出口处用两个导轮将中心管周围的5根单线引出，改造阻水纱分线盘，添加阻水纱挑出装置。

在最外层生产前，线芯的外径已经达到40.8mm，自重很大，最外层绕包的阻水带容易被刮伤，如果条件允许，建议采用带有张力的放线架，条件不允许的情况下可采用添加支撑的方式。由于海缆的一个特点是大长度，受到装盘量的限制，不可能生产无限长，需要分成几段，如果不做处理，那么每段生产时都需要重新穿线，会严重影响生产效率[3]。针对这个问题，可以借鉴VCV（立塔交联生产线）导体压接头的方式，设计制作连接管，要注意的是：（1）连接管的外径不可大于线芯的外径，否则可能直接导致单线因挤压量过大而发生断线；（2）线芯的最外层注意保护，不可发生松散，否则后续生产会产生内层松散（起灯笼）等问题。

生产时，注意矫正最后一个绞笼与前一个绞笼的同步性，其他生产参数按照正常生产进行。

4 成品导体性能

将生产出的1 600mm2海底电缆用导体送检，具体检验结果如表1所示。

可以看出，各项性能指标完全达到国内外同类型产品的先进水平。

5 结语

该文通过工艺及设备上的改进，成功实现了用84盘框绞机生产1 600mm2紧压圆形导体，生产过程自动化程度较高，产品达到国内外先进水平。该方式由于原理简单，操作方便，可以推广应用到其他类似绞线设备中去，从而极大的提高设备的生产范围。

参考文献

[1] 吴国洪，袁志平.大截面导线耐张线夹压接工艺[J].电力设计，2010（5）：126-129.

[2] 李永平，李弘源.一类大截面导线的结构合理性分析[J].东北电力技术，2001（5）：4-7.

[3] 蒲晓羽，张云都.大截面导线在输电技术中的应用与研究[J].黑龙江电力，2010（2）：131-135.