絞制不僅包括導(dǎo)體的絞合、束合,還包括絕緣線芯的絞合(成纜),也包含了纜芯元件的絞合,基于此,文中僅闡述和討論導(dǎo)體的絞合與束合,即導(dǎo)體絞制。  

一、導(dǎo)體絞制概述  

導(dǎo)體絞制是指將若干根相同直徑或不同直徑的單線,按一定的方向和一定的規(guī)則絞合在一起,成為一個整體的絞合線芯。由于采用單根導(dǎo)線時不易彎曲,柔軟性差,給生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝、敷設(shè)和使用都帶來了困難;二是單根導(dǎo)線截面大,渦流損耗大,影響輸電效果。采用導(dǎo)體絞制形式有效避免了這些問題的產(chǎn)生。  

絞合的導(dǎo)線直接作為電線使用時,稱為裸絞線,如鋼芯鋁絞線;如果是用作絕緣電線電纜的導(dǎo)體,則稱為絞合線芯。  

1、導(dǎo)體絞制的特點(diǎn)  

1.1柔軟性好  

由于電線電纜在不同場合下使用,載流量不相同,導(dǎo)線截面也有大有小,隨著導(dǎo)線截面增大,導(dǎo)線直徑也隨之增大,使導(dǎo)線彎曲發(fā)生困難,如果采用多根小直徑的單線絞合起來,就可以提高導(dǎo)線的彎曲能力,便于電線電纜的加工制造和安裝敷設(shè)。  

1.2穩(wěn)定性好  

多根單線按一定方向和一定規(guī)則絞合起來的絞合線芯,由于在絞線中每一根單線的位置均輪流處在絞線上部的伸長區(qū)和絞線下部的壓縮區(qū),當(dāng)絞線兩端向下彎曲時,每根單線受到的伸長力和壓縮力均相等,單線不會產(chǎn)生伸長和壓縮,絞線也不會發(fā)生變形。假如多根單線不是絞合而是平行組合成線束,那么當(dāng)線束彎曲時,上面的單線會嵌入線束中,下面的單線也由于長度改變而向線束中心壓縮,這樣就改變了線束的形狀。  

1.3可靠性好  

用單線做電線電纜的導(dǎo)體,易受材料的不均勻性或制造中產(chǎn)生的缺陷而影響單根導(dǎo)電線芯的可靠性,用多根單線絞合的線芯,這樣的缺陷就得以分散,不會集中到導(dǎo)線的某一點(diǎn)上,導(dǎo)線的可靠性要強(qiáng)得多,這種情況在導(dǎo)線的接頭處尤為明顯。  

1.4強(qiáng)度高  

同樣截面大小的單線與多根絞線相比較,絞線的強(qiáng)度比同截面的單線強(qiáng)度要高。  

2、導(dǎo)體絞制形式  

導(dǎo)體絞制包括了導(dǎo)體的絞合和束合,其絞制形式主要分為正規(guī)絞合和不正規(guī)絞合(束絲)兩種。  

正規(guī)絞合可分為正規(guī)同心式單線絞合和正規(guī)同心式股線絞合(復(fù)絞)兩種。正規(guī)同心式單線絞合又可分為普通絞線(銅、鋁絞線)和組合絞線(鋼芯鋁絞線)兩種。  

2.1正規(guī)同心式單線絞合  

2.1.1普通絞線  

用同一直徑的單線,按同心圓的方式,一層一層地有規(guī)則地絞合,每一層的絞向都相反,它們的中心層通常是一根單線或2~5根相同直徑的單線絞合成的線芯,在它們的上面再絞上一層或幾層單線。  

2.1.2組合絞線  

組合絞線的代表產(chǎn)品為架空輸電線路用的鋼芯鋁絞線,它是由相同直徑、不同材料或不同直徑、不同材料的單線絞制而成。2.1.3正規(guī)同心式股線絞合(復(fù)絞線)  

復(fù)絞線是由多股普通絞線或束線進(jìn)行正規(guī)同心式絞合的絞線。復(fù)絞線的絞合方向一般與股線的絞合方向相反。  

2.2不正規(guī)的單線絞合(束線)  

束線是由多根單線以同一絞向不按絞合規(guī)律一起絞合而成的絞線,各單線之間的位置相互不固定,束線的外形也很難保持圓形。  

由于束線的絞合全部是向一個方向,與普通絞線一層左向、一層右向的絞合不同,所以束線比普通絞線更柔軟。  

二、束線與絞線  

1.1束線的特點(diǎn)  

束線屬于不規(guī)則絞合,由多根單線按同一絞向一起絞合而成,束線中各單線位置是不固定的,所以7根以上單線組成的束線,其外形很難保持圓整;再由于束線中各單線均向一個方向扭絞,在彎曲時,各單線之間滑動余量很大,抗彎曲力小,所以束線的彎曲性能好,對于需要柔軟的電線電纜產(chǎn)品,大都采用束線芯。  

1.2束線的重量計算  

計算束線重量的公式為:  

kmkgKZdW/42ρπ???=  

式中:W-束線重量;kg/km  

d-束線中單線直徑;mm  

Z-束線中單線數(shù)量;  

ρ-導(dǎo)體的密度(銅導(dǎo)體為8.89g/cm3);  

K-束線的絞入系數(shù)(1.006~1.008)。  

2、絞線計算中常用的基本參數(shù)  

2.1絞線節(jié)距h  

絞線中的單線繞絞線中心轉(zhuǎn)一圈的軸向長度稱為絞線節(jié)距。絞線中的單線與絞線徑向之間有一個夾角(銳角)hα,稱為絞入角。絞線節(jié)距、絞線橫截面圓周hDπ(為絞線直徑)和絞線一個節(jié)距單線展開長構(gòu)成一個直角三角形。如圖1DL  

圖1正規(guī)絞合單線展開圖  

2.2節(jié)徑比m  

節(jié)徑比是絞線節(jié)距長度與絞線外徑之比,用表示,即:hDmDhm=  

節(jié)徑比是絞線的重要參數(shù)之一。節(jié)徑比大、即絞入角大,反映了絞合程度小;反之則絞合程度大。節(jié)徑比小的導(dǎo)線,絞合較緊,結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定,導(dǎo)體彎曲性好、柔軟,即允許彎曲α半徑小;但生產(chǎn)速度慢。節(jié)徑比過小時,絞線中單線還會產(chǎn)生局部拱起,影響絞線的穩(wěn)定性,因此,同心絞合的成品絞線都規(guī)定節(jié)徑比不小于10。絞制導(dǎo)體時,最外層的節(jié)徑比應(yīng)最小,向里層逐漸增大。  

2.3絞入系數(shù)λ和絞入率k  

在絞線的一個節(jié)距中,單線展開長度要比一個節(jié)距長度要長,絞入系數(shù)Lhλ就是在絞線的一個節(jié)距中,單線展開長度與絞線節(jié)距的比值,Lhλ是大于1的數(shù)值。而單線展開長度與節(jié)距之差值與節(jié)距之比,以百分率表示時稱為絞入率,用表示,即:k絞入系數(shù)αλsin1h==L  

絞入率%100)1(%100×?=×?=λhhLk  

絞入率越大,即絞制同樣長度的單線,需要用較長的線,其主要用于生產(chǎn)材料和材料用量的計算。k  

綜上所述,節(jié)徑比,絞入率k等都是絞線工藝的重要參數(shù),它們關(guān)系到絞線的質(zhì)量,關(guān)系到產(chǎn)品的穩(wěn)定性,強(qiáng)度,電阻以及材料消耗和生產(chǎn)率等。m