河南机电高等专科学校毕业设计/论文1 绪论世界上制造和使用现代架空绝缘电缆始于上世纪五十年代初期50多年以来已经在世界各地得到推广和应用。集束导线是低压架空绝缘电缆的一种既具有电力电缆线路的优点又克服了架空线路的缺点整条线路改造成本与原有三相四线制架空绝缘线相比成本略低达到既经济又实用的目的。集束导线在改造过程中线路结构简单能通过狭窄街巷告别了复杂交错的原始架空线路减少了树线矛盾与树木接近时无需大量砍伐树木或剪枝较小空间即能满足要求有效的保护了城市绿化。同时在改造中对金具种类及数量使用上也大大减少使施工和维护运行更为方便提高了工作人员的工作效率。平行集束导线采用三相四线供电使配变三相负荷不平衡度降至极小减小中性线电流从而降低电阻损耗。由于采用紧密型对称分裂结构使导线的电感降低加大线间介电常数电容量增加使电路电抗大幅度降低最终实现扩容降损的目的。由于导线成集束状组合抗大断力较单线成倍增加降低单相断线事故。在受风压霜冻等张力作用时平行间的绝缘不受压运行安全系数提高对防雷击、防窃电、防漏电效果明显改善明显。由于其组合可分裂性使分支跨接容易变容组合方便。根据零线标识相序识别清晰防止错接相序。平行集束导线的线路减少杆塔横担和瓷件节省大量金属。由于绝缘化可降低杆塔高度不受树木建筑等复杂环境的影响可沿墙敷设彻底省去电杆工程造价低。另外与单线相比施工简便省工省时降低施工费用。与常规架空裸电线模式相比平行集束导线具有运行费用低远期效益明显的优势。河南机电高等专科学校毕业设计/论文2 第1章生产工艺流程 1.1铝杆的加工采用连铸连轧生产线生产其工艺流程如下: 1.1.1原料原料为含铝99.599.7的工业纯铝。含硅0.1以下硅能降低铝的导电率。含铜量0.005最大不超过0.01铜降低铝的导电率比硅更严重。1.1.2铝料的熔化熔化的设备竖炉冲天炉铝液流入的温度不得超过74 0℃生产中含氢量低于0.15mg100g可无须进行去氢处理。 1.1.3铝液的精炼目的除去浮游的杂质和除气主要是氢气以获得优良的品质。方法气体除气法惰性气体氮气活泼气体混合气体CL2、N2和CO。溶剂除气法溶剂水晶石。熔液精炼主要是除去浮在铝液中的固体颗粒。当铝液暴露在空气中时液面很快生成一层氧化膜会保护铝液不继续氧化当液面被搅动时保护膜破裂又不断产生逐渐堆积成为浮渣除去浮渣通过吸附溶解化合造渣来实现。硼化处理或稀土处理硼化处理KBF4NaBF4与irTVCMn等生成的硼化物比铝液重可用保温澄清法除去从而抑制有害元素的作用。稀土处理在铝液静置熔化精炼铝块连铸连轧绕杆成品过滤河南机电高等专科学校毕业设计/论文3 中加入稀土合?鹛岣呗恋牡嫉缏省?保温和静置30min左右使不熔的氧化物及固体杂质沉淀。过滤除去漂浮的夹杂物。连铸系统浇铸时铝液温度7205C 连轧系统引出铝锭温度4605C出杆的温度250300C 热轧的好处变形铝锭变为合适生产应用的铝杆改变疏松的铸造组织为致密的锻造组织。经过一定轻微热处理提高导电率并保证其强度。1.2拉线和绞线1.2.1拉线对金属杆材施以拉力使之通过模孔以获得与模孔尺寸形状相同的制品的塑性加工方法算拉线或称线材拉制。材料拉力模具冷却和润滑是拉线的关键。拉线设备采用多模滑动式拉线机。退火加工硬化使线材继续拉制和作为导电线芯带来困难为恢复塑性消除硬化保持线材良好的电气和机械性能将线材在一定的温度下加以处理使线材符合标准要求。退火设备采用工频或中频感应连续加热法退火温度可达350400℃线速度可达2025m/s这种加热方式还可以用于绝缘挤出前线芯的预热当不必考虑氧化问题时可以采用罐式炉、钟罩式、水封式不进行气体保护热风循环退火
可提高退火效率。此时主要应使装入的线材之间有空隙以利于热量的循环使退火均匀。1.2.2绞线绞线设备盘式绞线机绞线的基本特性1柔软性好相同规格的绞线节径越小绞线弯曲时单线移动距离越短摩擦力越小绞线越柔软相同截面积的绞线单线根数越多绞线越柔软。GB/T3956规定相同截面的第一、第二、第五、第六种导体的单线根数依次增加其柔软性也依次递增。2可靠性高用单线做电线电缆的导体时受制造过程产生的缺陷和材料河南机电高等专科学校毕业设计/论文4 不均匀性影响而降低单根导线的可靠性。用多根单线绞合的线芯缺陷得以分散导线的可靠性明显提高。这样的情况对于单线接头尤为明显。3强度大相同截面的绞线与单根导线相比强度提高。相同材料线径越细其抗拉强度越高应此由多根细线绞合而成的绞线的综合拉断力要大于相等截面的单根导线的拉断力。4稳定性好绞线在弯曲时每一根单线的位置轮流处在郊县上部伸长区和下部的压缩区单线不会产生伸长和压缩也不会发生单线位置的变动。平行线束弯曲时上面的单线受拉伸而嵌入线束中单线由于受压缩而向线束中心压缩从而使线束形状发生了变化。1.3挤塑挤塑设备半挤管式挤塑机短嘴模芯模套挤塑优点挤包压力大塑料层紧密结实。挤出量大速度快易调偏心。模芯与模套间隙可以加大能防止线划伤并提高模具寿命。通用性大能挤包扇型异型绝缘。 1.4硅烷交联交联工艺采用硅烷交联生产交联是接枝聚合物分子间形成化学键的过程。水扩散进聚合物将硅烷水解为硅醇随后硅醇在催化剂作用下缩合形成分子间的Si-O-Si交联键。硅烷交联键形成分为四步1水的扩散2水分子达到共聚或接枝硅烷的位置3催化剂扩散到水解位置4相邻硅醇基团发生缩合的催化反应。而硅烷的水解速率也由于催化剂的存在而会被加速。在挤出前和挤出过程中应确保物料不要再挤出机内发生交联。而现在的任务是保证所有的接枝聚
合物链之间都形成键合交联在低于聚乙烯熔融温度有水分存在的情况下进行。交联反应与水分在聚乙烯中的扩散速度、绝缘厚度等有关系。水温升高水分扩散速度加快交联时间缩短。绝缘厚度增加水分? ┥⒌骄 挡阒行枰 な奔涫菇涣 奔浔涑ぁ?在90℃以上的温水中1kV电缆需48小时如果采用低压蒸汽交联所河南机电高等专科学校毕业设计/论文 5 需时间要更长些。共聚法是在两步法和一步法优点的基础上开发而成的。该法不是把有硅烷混合物接枝到聚合物链上而是在聚合过程中导入可水解的硅烷产生一种易于加工并可随挤出物固化的硅烷共聚物。这一步是在高压法聚乙烯反应釜中使乙烯与硅烷共聚单体发生共聚反应。这项工艺的关键是所选用的共聚单体必须是含有一种能够与乙烯发生反应生成聚合物链的不饱和基团。乙烯硅烷共聚物与二步法接枝化合物在结构上基本相同。由于硅烷共聚物的制造是在聚乙烯反应釜中进行的所以它能够确保高的清洁度而且也避免了接枝时过氧化物残渣的污染问题。硅烷共聚物更为主要的优点是在聚合反应时因为硅烷共聚单体一次投入实现了交联晶格的有规则分布所以所需的硅烷量要比硅烷接枝化合物需要的硅烷的含量低。由于共聚法工艺的先进和独特。制得的硅烷交联聚乙烯料具有以下优点1贮存稳定性好贮存时间一般可超过一年。2共聚法交联聚乙烯加工过程中混入的游离物及杂质极少因而提高了聚乙烯绝缘的绝缘和机械性能。3可以在普通挤塑机上加工而且产生的气体较少成型加工稳定性好。河南机电高等专科学校毕业设计/论文 6 第2章额定电压0.6/1kV及以下平行集束电缆2.1 导体及承载绞线1导体应采用紧压圆形绞合硬铜、硬铝或铝合金导体。其中铜导体应采用TY型硬铜圆线并符合GB/T3953-2009《电工圆铜线》规定铝导体应采用L8或LY9型硬铝圆线并符合
GB/T3955-2009《电工圆铝线》规定铝合金导体应采用LHA或LHB型铝合金圆线并符合GB/T23308-2009《架空绞线用铝-镁-硅系合金圆线》的规定。作为变压器引下线用的架空电缆导体应采用符合GB/T3953-2009规定的TR型软铜圆线。导体的结构尺寸、机械拉断力及导体电阻应符合表2-1规定。表2-1 架空绝缘电缆的结构和技术参数导体标称截面mm2 导体外径mm 单芯电缆平均外径上限mm 20℃时导体电阻不大于欧/千米电缆拉断力N 铝芯铝合金芯铝芯铝合金芯10 3.8 6.5 3.08
3.574 1650 2514 16
4.8 8.0 1.91 2.217 2517 4022 25 6.0 9.4 1.20 1.393 3762 6284 35 7.0 11 0.868 1.007 5177 8800 50 8.4 12.3 0.641 0.744 7011 12569 70 10 14.1 0.443 0.514 10354 17596 95 11.6 16.5 0.32 0.371 13727 23880 120 13 18.1 0.253 0.294 17339 30164 150 14.6 20.2 0.206 0.206 21033 37706 185 16.2 22.5 0.164 0.19 26732 46503 240 18.4 2
5.6 0.125 0.145 34679 60329 2导体表面应光滑无油污、无损伤屏蔽及绝缘的毛刺、锐边以及凸起或断裂的单线。导体中的单线为七根及以下时所有单线均不允许有接头七根以上时单线允许有接头但成品绞线上两单线接头间的距离应不小于15m。河南机电高等专科学校毕业设计/论文7 3承载绞线材料和结构应符合
GB/T23308-2009《架空绞线用铝-镁-硅系合金圆线》或GB/T1179-2008《圆线同心绞架空导线》的相
应规定其拉断力应符合表2-2规定。表2-2 承载绞线拉断力N 承载绞线截面积mm2 钢承载绞线拉断力不小于铝合金承载绞线拉断力不小于25 30000 6284 35 42000 8800 50 56550 12569 70 81150 17596 95 110150 23880 120 —30164 2.2 平行集束电缆的不同分类2.2.1 按材料不同分类1按导体材料分平行集束架空绝缘电缆有铜芯、铝芯两种。2按绝缘材料分平行集束架空绝缘电缆有耐候聚氯乙烯PVC、耐候聚乙烯PE、耐候交联聚乙烯XLPE绝缘三种。 2.2.2 按结构的不同分类 1.按结构型式分平行集束架空绝缘电缆有方型BS1、星型BS2和平型BS3三种如图2-1所示图2-1 集束电缆结构示意图ltBS2gt 星型lt/DIVgt ltBS3gt 并列型lt/DIVgt ltBS1gt 方型lt/DIVgt 河南机电高等专科学校毕业设计/论文8 2.以绝缘导线构成导线束的方式不同可把集束导线分为绞合式和平行式两大类。1绞合集束导线该项种集束导线是以中性线为芯三条绝缘导线绞合在其外面构成、其中的一种中性线采用钢导线。可做为吊缆承受导线的重量另一种中性线为绝缘导线有载流能力但不做为吊缆这种集束导线在欧洲一些国家应用较多在我国也有应用。2平行集束导线该种集束导线是用塑料与导线绝缘材料相同连接筋把各条绝缘导线连在一起而构成。各条绝缘导线形成平行的平排状导线束生产时便于绕在电缆线轴盘上。这种集束导线是1997年我国原电力部农电司委托辽宁省农电局进行研制开发的新产品已开始在我国农材电力网扩大试点应用。2.3 额定电压0.6/1kV及以下平行集束架空绝缘电缆额定电压0.6/1kV及以下平行集束架空绝缘电缆可广泛应用于农村低压电力配电系统该电缆具有耐气候老化、线损小、施工简单、工期段的特点、可有效防止窃电、漏电等现象并具有较好的安全性。1. 电缆的长期允许工作温度聚氯乙烯绝缘为70℃聚乙烯绝缘为70℃交联聚乙烯绝缘为90℃ 2. 电缆的短时最高工作温度短路时5秒内
聚氯乙烯绝缘为160℃聚乙烯绝缘为130℃交联聚乙烯绝缘为250℃ 3.电缆的敷设温度不得低于-20℃ 4.电缆的允许弯曲半径电缆外径D小于25mm者应不小于4D 电缆外径D为25mm及以上者应不小于6D。 2.3.1 集束电缆型号及规格 1.集束电缆的型号河南机电高等专科学校毕业设计/论文9 型号集束导线电压等级中低压电力电缆35KV及以下绝缘材料塑料绝缘电力电缆适用于交流额定电压0.6/1KV及以下输配电线路表2-3 集束电缆的型号和名称型号名称
BS-JKV-0.6/1 额定电压0.6/1kV铜芯聚氯乙烯绝缘平行集束架空绝缘电缆
BS-JKLV-0.6/1 额定电压0.6/1kV铝芯聚氯乙烯绝缘平行集束架空绝缘电缆
BS-JKY-0.6/1 额定电压0.6/1kV铜芯聚乙烯绝缘平行集束架空绝缘电缆
BS-JKLY-0.6/1 额定电压0.6/1kV铝芯聚乙烯绝缘平行集束架空绝缘电缆
BS-JKYJ-0.6/1 额定电压0.6/1kV铜芯交联聚乙烯绝缘平行集束架空绝缘电缆
BS-JKLYJ-0.6/1 额定电压0.6/1kV铜芯交联聚乙烯绝缘平行集束架空绝缘电缆表
2-4 额定电压、型号、名称及应用额定电压kV 型号名称使用范围0.6/1 JKLVS 铝芯聚氯乙烯绝缘架空集束导线架空固定敷设、引户线等0.6/1 JKLYS 铝线聚乙烯绝缘架空集束导线架空固定敷设、引户线
等0.6/1 JKLYJS 铝芯交联聚乙烯绝缘架空集束导线架空固定敷设、引户线等 2.电缆的规格表2-5 规格额定电压kV 芯数标称截面mm2 0.6/1 1、2、3、4 16120 2.3.2 电缆的主要技术指标1.电缆的导体采用铝芯紧压圆形绞合导体紧压圆形绞合导体应符合GB/T3956-1997的有关规定。
管桩
2.绝缘采用黑耐候聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯绝缘料。
3.产品电缆应进行交流电压试验额定电压0.6/1KV及以下电缆应能耐受3500V1min浸水耐压试验。河南机电高等专科学校毕业设计/论文10 4.电缆表面有清晰的制造厂名称、型号、长度及电压等级的连续标志。2.3.3 交货长度电缆的交货长度应不小于200m、允许长度不小于50m倍数的短段交货但其数量不超过交货总长度的10根据双方协议允许以任何长度交货。河南机电高等专科学校毕业设计/论文11 第3章架空绝缘电缆的相关试验本章主要介绍架空绝缘电缆所要做的试验及试验时所要注意的事项。试验条件除非另有规定电压试验的环境温度为20±15℃其他项目试验的环境温度为
直埋蒸汽管道20±5℃。交流电压试验的频率为4961 Hz电压波形基本上应是正弦波形。冲击电压试验波形规定波首为15μs波尾为4060μs。 3.1 例行试验试验类型代号R 3.1.1 导体直流电阻试验导体直流电阻应符合20℃时导体电阻不大于0.153Ω/km。3.1.2 交流电压试验试验在成盘电缆上进行。在室温下将电缆浸于水中不少于1 h后施加试验电压≤1.5U0试验维持时间为1 min若电缆不击穿则对应电压为电缆的试验电
压值。3.2 抽样试验试验类型代号S 3.2.1 抽样试验的数量1. 结构尺寸检查应在每批同一型号及规格的电缆段上进行其数量应不超过交货批电缆段数量的10。 2.交货批中3芯电缆总长度超过2 km单芯电缆总长度超过4 km可根据表3-2确定抽取的试样数。表3-2 电缆长度及抽样数电缆交货长度Lkm 试样数 3 芯电缆河南机电高等专科学校毕业设计/论文12 2L≤10 1 10L≤20 2 20L≤30 3 余类推余类推 3.2.2 热延伸试验交联聚乙烯绝缘应进行热延伸试验试验条件及要求应符合3-3规定。表3-3: 热延伸指标序号试验项目指标 1 试验条件1.1 温度偏差±3℃℃200 1.2 荷载时间min 15 1.3 机械应力Mpa 0.2 2 负载下伸长率最大175 3 冷却后永久伸
长率最大15 3.3 试验方法产品按表3-7规定的项目和试验方法进行试验。表3-7 对应试验参照表序号项目试验方法 1 导体直流电阻试验GB 3048.4 2 交流电压试验GB 3048.8 3 结构和尺寸检查4 导体结构GB 4909.2 5 4 h交流电压试验GB 3048.8 6 热延伸试验GB 2951.18 7 弯曲试验及随后的局部放电试验GB 2951.23及GB 3048.12 8 tgδ与电压关系试验GB 3048.11 河南机电高等专科学校毕业设计/论文13 9 tgδ与温度关系试验GB 3048.11 10 弯曲试验GB 2951.23 11 冲击电压及交流电压试验GB 3048.8 12 4 h交流电压试验GB 3048.8 3.4 验收规则3.4.1 产品应由制造厂的技术检查部门检查合格后方能出厂。每个出厂的包装件上应
萎凋机附有产品质量检验合格证。3.4.2 产品应符合第4.2.1.2条规定试验频度进行抽样试验。如果第一次试验的结果不符合第4.2条规定的任一项试验要求应在同一批电缆中再取2个试样就不合格项目进行试验
如果2个试样均合格则该批电缆符合本标准要求。否则该批电缆判为不合格。3.4.3 电缆的交货长度和允许短段电缆长度及数量由用户和制造厂商定。3.5 包装、运输及贮存1. 电缆应妥善包装在符合GB 4005规定要求的电缆盘上交货。电缆端头应可靠密封、伸出盘外的电缆端头应钉保护罩伸出的长度应不小于300 mm。 2.成盘电缆的电缆盘外侧及成圈电缆的附加标签应标明 1 制造厂名或商标2 电缆型号及规格3 长度m 4 毛重kg 5 制造日期年月6 表示电缆盘正确旋转方向的符号7 标准编号。3.运输和贮存1 电缆应避免在露天存放电缆盘不允许平放2 运输中禁从高处扔下装有电缆的电缆盘严禁机械损伤电缆3吊装包装件时严禁几盘同时吊装。在车辆船舶等运输工具上电缆盘必须放稳并用合适方法固定防止互撞或翻倒. 河南机电高等专科学校毕业设计/论文14 河
南机电高等专科学校毕业设计/论文15 第4章平行集束型架空绝缘电缆的开发与gsm模块
药盒>超细铜粉
应用我国在1990年就发布了国家标准GB12527《额定电压1KV及以下架空绝缘电缆》电缆生产企业随后根据标准的要求相继开发了绝缘材料为聚氯乙烯、聚乙烯或交联聚乙烯的架空绝缘电缆。有一明显的特点就是绝大部分的电缆为单芯电缆三芯绞合型的架空电缆生产和应用都很少。这与我国的低压配电网络的应用模式有关。我国在低压配电网中主要采用的是单相到户的输送模式这种模式在安装和维护中比较方便但由于各用户的用电量极不平衡造成其主干线路中产生明显的线损有时线损竟达25以上。国外先进国家在低压电网中主要采用的三相到户的输电模式这种模式不会造成主干线路的电压不平衡输电线路上的线损很低。我国有关电力单位也多次进行这方面的应用与研究但由于三芯绞合的架
空绝缘电缆在安装和敷设中比较困难分支引接技术不过关所以一直不能很好推广。近期新出现的平行集束型架空绝缘电缆是一种新型结构的电缆产品它具有生产上一次成型及安装和维护方便等优点结合采用三相输电新模式有明显的经济效益它可明显地解决三相电网上的用电不平衡。根据我国城乡电网改造的实际情况及调查与分析为适应城乡电网改造降低电网输送过程中的电能损耗方便安装提高经济效益国家电力部门开始在农网改造中大力推广该新型产品。平行集束型架空绝缘电缆的主要设计思路是把各绝缘线芯采用平行排列的方式进行加工线芯间采用带筋进行连接。这样的结构使各绝缘线芯要分开时只需撕裂带筋就可分开安装敷设非常方便解决了三芯绞合式的架空绝缘电缆在进行分支引接时很困难的缺点。这样的结构在使用上具有可分裂、可对称组合两大特点使其在线路设计时可以灵活应用。另一方面它的加工只需用挤出机一次挤出成形省掉了成缆绞合工序对于线缆生产企业来说节省了设备投资及生产成本。四芯的平行集束型架空绝缘电缆的各绝缘线芯的排列方式可以有星型、并列型和方型等多种排列方式. 考虑到实际使用中的情况同时考虑到电缆在线盘上应绕线平整不然在线盘上会引起电缆结构形状的改变或损伤决定采用方型的排列方式。电缆加工时是方形而绕在线盘上可以四根线芯平行排列电缆在敷设放出时再回归方形。根据GB 12527《额定电压1KV及以下架空绝缘电缆》的规定架空电缆的绝缘材料可以是聚氯乙烯、聚乙烯或交联聚乙烯。电缆采用聚氯乙烯或聚乙烯作为绝缘材料比较容易加工价格也相对便宜但从今后的发展方?蚶纯床捎媒涣 幽匣 绺叩茸 蒲 １弦瞪杓?论文16 聚乙烯绝缘的架空电缆应该是主流。绝缘料必须采用耐侯型的材料特别是二步法
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