异型单线和异型单线圆形紧压绞合导体在半成品检测中存在的问题及解决方法

摘要：电力电缆运行过程中导体是电流的直接载体，在电力电缆的生产与制造过程中导体材料在电缆材料成本中占比最大。由于近几年电线电缆行业的发展与竞争，大部分电线电缆企业为了降低生产成本提高企业的市场竞争力，逐步开始采用异型单线圆型紧压绞合导体。本文通过介绍异型单线及异型单线圆形紧压绞合导体在符合现有国家标准的前提下，分析在半成品检测过程中遇见的问题，针对有效提高检测结果准确性的方法进行研究与探讨。

关键词：电力电缆；异型单线；导体；电气性能；物理机械性能；

一、异型单线生产过程检测中存在的问题

1.如何测量异型单线尺寸和几何形状

（1）异型单线尺寸的测量

不同于圆型单线的测量，异型单线其形状为瓦型。圆型单线拉制后我们仅需用千分尺就可测量出单线的直径d。但异型单线由于其不规则的瓦型外观，在测量时无法直接用千分尺直接测量。基于这种原因我们在下面提出一种间接测量异型单线的方法。

选取一段单位长度异型单线样品，在同等长度下假设它为圆型单线，通过钢尺测量出长度，再用克重电子称称出其重量。最后通过函数关系计算出等效圆直径，具体方步骤和方法如下：

第一步：选取一段300-500mm异型单线样品，为了保证最后计算结果的准确性需要将两端用锉刀打磨平整；

第二步：通过钢尺测量出这段异型单线样品的长度L（mm） ；

第三步：将这段异型单线样品放置于克重电子称上读取其克重G（g） ；

第四步：通过下方公式计算其异型单线样品等效圆直径D（mm）；

式中：

D-异型单线试验样品等效圆直径，单位为毫米mm；

G-异型单线试验样品克重，单位为克g；

π-圆周率；

L-异型单线试验样品长度，单位为mm；

K-铜（铝、铝合金）导体材料的密度，单位为g/cm³。

注：材料密度铜8.89 g/cm³；铝2.70 g/cm³；铝合金2.71 g/cm³。

通过上述测量步骤计算出异型单线样品的等效圆直径数据，能方便我们判断实际生产过程中导体材料的损耗，为我们对生产工艺的调整提供参考依据。

（2）异型单线几何形状的测量

在电缆企业的实际生产过程中，常用的铜（铝、铝合金）异型单线圆型紧压导体从25-630mm²共计26个规格，其中铜占13个规格，铝（铝合金）占13个规格。那么组和成上述导体的异型单线也有26个规格，即铜异型单线13个，铝（铝合金）异形单线13个规格。（注：铜单线受退火工艺的影响，铜与铝、铝合金异型单线设计结构不同。）异型单线圆型紧压导体，一根绞合导体由不同圈层的异型单线拼接而成。每层异型单线除了大小（注：截面）不相同，还有形状的不同，截面大小我们可以运用上述的异型单线等效圆直径数值来区分，但实际生产过程中异型单线规格较多，容易出现异型单线几何形状不同但等效圆直径相同或相近的情况，为了解决这个问题我们对异型单线增加了一项几何形状的测量。

为了更好的区分等效圆直径相同，即截面相同，但形状不同的情况。在实际在过程检验中我们还增加了对异型单线瓦高H（mm）和瓦宽M（mm）的测量用以解决异型单线几何形状区分的问题。

（3）异型单线规格型号的表示方式

为了在生产作业中更好的对不同材质和不同规格异型单线进行区分，我们依据上文的测量两种检测结果对所电缆企业所生产的异型单线提供一种简单的表示方法，下面以240铜异型单线为例：

240T-ΦD（H*M）

2.异型单线电阻率的检测中出现的问题

（1）电桥夹具对测量的影响和解决方法

在进行双臂电桥的测试过程中，需要有4个接触点与异形单线进行通电测试。由于与圆型单线相比异型单线形状规则，单线有2个弧面和2个直面且4个面之间的转角较小，这样的单线结构导致了异型单线与双臂电桥的夹具在接触时紧固作用不理想。实际测量时把异型单线的装夹方向不同测量出的电阻率数值均会出现不同的测量结果。

为解决上述问题在测量中可将异型单线围绕轴心线进行3次旋转，分别采用小弧面朝上、朝下或向左（右）等3种装夹方式来测量电阻率数值，最后选取最大的电阻率数值作为检测结果。

（2）异型单线取样与制样对电气性能检测的影响和解决方法

与圆型单线直接测量外径不同，在异形单线电阻率测量前需要通过间接测量法计算异型单线等效圆直径的数值。由于采用的间接测量法，试验人员如果在剪取异型单线和称重时操作不规范会对检测结果造成较大误差。

为保证异型单线样品等效圆直径计算结果的准确，在剪取样品前需观察所拉制的异型单线外表面是否划伤，异形单线左右两边是否对称，剪取所需长度的样品后需将样品两端用锉刀和砂纸打磨平整光滑后在测量异型单线的长度和克重。

（3）实验室温度对测量的影响

由于电缆导体为金属材料，在温度波动的环境下，金属材料电阻率的特性会发生较大的变化，在进行电气性能实验的过程中必须要对环境温度予以严格的控制，按照国家标注要求，对导体测试时温度需校准到20℃。

二、异型单线圆型紧压导体直流电阻检测遇见的问题

1.异型单线圆型紧压导体绞合后直流电阻检测存在的问题及解决方法

（1）异型单线圆型紧压绞合导体取样时存在的问题及解决方法

异型单线圆型紧压绞合导体其结构为单线与单线之间拼接而成，在取样前应当将样品线的两端用PVC扎带扎紧，采用电锯切割减少取样过程中对导体的破坏。由于铝（铝合金）异型单线圆型紧压导体在绞合过程中异形单线受到的紧压力较小使其铝（铝合金）异型单线表面的氧化层破坏程度较低，对于铝（铝合金）异型单线圆型紧压导体因该在样品线的两端用铝压接头压接，保证压接后导体与接头融为一体，其好处是使每根异型单线表面的氧化层被压破，在导体直流电阻测量时增加电气接触能力，在电流从接头上的接线端端引入时能最大限度的使电流流过每根单线，最终保证测量结果的准确性。

2.异形单线圆型紧压导体成缆后检测存在的问题及解决方法

在过程检测中经常发现一种现象，即异型单线圆型紧压绞合导体在绞合后检验员检测导体直流电阻结果时是合格的，但在电缆出厂前再次对电缆取样检测其检测数据又超出了国家标准。我们观察发现导体最外一圈的单线在绝缘挤出时有绝缘（或半导电内屏）嵌入。由于最外层的单线与绝缘发生嵌入，异形单线圆型紧压导体的结构层与层之间非常光滑其导致了绝缘线芯在成缆的过程中异形单线圆型紧压导体的内层线芯与最外层的一圈单线及其容易发生滑动旋转，最终我们发现成缆后的导体线芯内层与最外一圈单线的整个环形接触面产生间隙。

结论：

论文对异型单线的结构形状和异型单线圆形紧压绞合导体在制造过程中结构的变化进行了深入分析。论文中提供的试验方法和解决方法能有效解决异型单线和异型单线圆形紧压绞合导体在半成品检测中常见的各类问题，对检测结果的准确性和电缆产品质量的提升有着显著的帮助。

参考文献

[1]GB/T3956-2008，电缆的导体 [S].中国标准出版社：中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会，2008.

作者简介：王立（1992.8-），男 ，汉族，湖北武汉 ，中级工程师，本科，研究方向：电缆