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1、型线的拉制与绞合工艺1张传省 2刘斌（ 1 无锡江南电缆有限公司，江苏 无锡； 2 上海电缆研究所，上海，200093）上海市青年科技启明星计划（B 类）资助摘要：通过对钢芯软铝型绞线和新型扩径导线项目的研制，结合实际生产过程中出现和解决的关键问题，对型单线的拉制和绞合过程中存在的问题进行分析，并提出有效措施，以供业内人士参考。关键词：型线；限位装置；预变形；同心绞合0 引言为了满足“两型一化”的要求，电网公司将会加快高效节能电网的构建；为此，新型架空导线就有了研发和使用的空间，以达到提高输送能力、降低电能损耗的目的。随着 IEC 62219：2002 及 GB/T 60141-2006 标准
2、的发布实施，型线技术在架空导线中应用的优势将逐渐被人们所了解，无锡江南电缆有限公司为了抓住市场机遇，促进企业技术进步，在上海电缆研究所的帮助指导下，先后完成了钢芯软铝型线（梯形）及特高压扩径导线（Z 字形）导线的生产试制，掌握了型线生产的相关工艺，现就我厂型线生产过程中的有关问题做一探讨。1 型单线拉制工艺的研究1.1 拉丝设备GB/T 201412006型线同心绞架空导线 等同采用 IEC 62219 制定，标准中认可三种生产工艺。一是单线在一个工艺过程中被成型，绞合是在另一工艺过程中进行；第二种方法是单线成型和单线绞合在一次操作中完成；第三种方法是先绞合一层圆单线，然后将此层紧压成圆形截面
3、，圆形单线的其他层可被绞合和紧压或成型单线的其他层可被绞合在紧压的芯线上。采用第一种工艺进行生产，需要注意在型单线拉制和收线过程中不得发生翻转，且在拉制过程中需被快速、高效地冷却，我厂利用现有高速大拉机进行生产试制，由于高速大拉机为滑动式拉丝机，更需注意在拉丝过程中控制速度及模具配合，以避免断线；且走线导轮的底部应光滑、平整，且宽度适当，以防止单线翻身和夹线。1.2 模具及配模目前，由于受加工技术的限制，异型拉丝模采用炭化钨模；模具的孔形尺寸是在产品设计中确定的，工作区也分为润滑区、变形区、定径区和出口区，但各工作区的尺寸和形状过渡与圆形拉丝模不同。结构参数对比见表 1。表 1 异型模和圆型模
4、结构参数对比模具项目 异型模 圆型模润滑区锥角 40o 40o变形区长度 11 7变形区模角 14o 16o定径区长度 3.0 2.4注：本数据以截面积为 17.3 2的铝单线为例。由于型线的不规则性，拉丝时的产生的阻力并不是轴线方向，这就使拉制力大于变形区和定径区变形抗力和摩擦力的总和。所以，同样的形变下，异型单线比圆单线需要的张力大；如果断面减缩系数按圆单线的工艺执行，便容易断线。通过异型单线试拉制，和圆单线的模具配置对比如表 2。表 2 异型模和圆型模结构参数对比配模（mm） 备注 道次线形 1 2 3 4 5 6 单线面积圆形线 8.40 7.33 6.40 5.55 24.1梯形线
5、8.40 7.33 6.84 6.05 5.55 24.1圆形线 8.40 7.33 6.40 5.58 4.70 17.3Z 形线 8.40 7.34 6.57 5.87 5.20 4.70 17.3注：型单线项为相当圆直径。1.3 拉丝液的性能要求(1) 无腐蚀性，无刺激性气味；(2) 稳定性和耐热性能好；(3) 黏度低，有良好的流动性；(4) 能在铝线上形成一层油膜，且在高温、高压下保持完整。1.4 拉丝速度和方向的选择等面积的铝线，异型单线和模具的接触面积较大，发热较严重，因此速度不易过快，一般控制在 10m/s 以下。模具放置时应保持形状的一致性，且使小弧面和拉丝鼓轮接触，这样有利于
6、拉丝的形变，并且能有效地保证单丝大弧面（即导线外表面）的平滑和光洁。在走线时也应使小弧面和导轮接触，以避免单丝大弧面的损伤。收线时各盘单线应保证方向一致，对导轮要求底部平整，且采用单盘收线的方式，就是为了避免在收线过程中单丝翻身。2 绞合工艺2.1 绞线设备3.2.1 绞线机选择绞线机按绞笼的运动方式可分为两类，如图 1 所示：图 1 绞线机绞笼运动图如图 1 所示，左图为不退扭的绞线机，右图为退扭绞线机的示意图，其特点比较可参见表 3。表 3 绞线机比较不退扭绞线机 退扭绞线机绞笼被固定了的绞线机如：框绞机、叉式绞线机适合用于型线绞制笼式绞线机，可用于圆线同心绞，尤其对于换位导线的生产，需采
7、用带退扭的绞线机生产不适合型线绞制由表 3 可知，对于型线同心绞导线的生产，必须选择不退扭的绞线机，如：框绞机、叉式绞线机，或者绞笼被固定了的笼式绞线机，才能保证绞合成型。2.2 限位装置的使用为了保证单线在进入并线模前不发生翻转，需安装限位装置，使之代替圆线绞合时使用的分线板，同时限定预变形的起始端。2.3 单线的预变形在绞合时，单线在围绕导线的轴线绞合的同时，自身也绕其轴线扭转，并使单线弧面的中心点始终保持在导线的轴线上，以保证绞线的圆整性。为了消除绞合过程中形成的扭应力，保证单丝绞合后的服帖性，需要对每根单丝进行预变形处理，即在定位装置和并线模之间对单丝进行扭转，扭转方向与绞合方向相同，
8、扭转角度 为 180 度或 360 度。2.4 定位装置和并线模轴相距离 d 的确定在每个绞线节距 L 上，单丝自身扭转的角度按下面公式计算：Tn=2sin 2 （ 为绞线中单线的螺旋升角）因此定位装置和并线模轴相距离 d 。LTn为了更好保证绞线地圆整，防止单丝翘边，实际生产中定位装置和并线模轴相距离 d 应比计算值小一些。2.5 节径比的选择导线的节径比决定绞合的紧密性。节径比小有利于导线的展放和紧线，但同时也使导线的电阻增大、单位重量增加，如果选的太小，就会出现“背股”问题。所以，导线应选择合适的节径比。根据我公司的实际生产情况，比较理想的铝层节径比列于表 3。表 3 导线铝层节径比节径比型号规格邻外层 外层LJRX/G 500/65 16 12LGJK-720k900 13 11.5LGJ-500/65 14 10.5LGJ-720/50 14 10.53 结束语型线生产过程和传统的导线有很大的不同，对国内的生产厂家来说，是一个全新的课题。如何更好地控制各生产环节，保证产品质量，还需要在实际生产中进一步摸索研究。但同时，型线的应用将进一步完善国内架空导线的种类，也对行业的技术进步起到推动作用，为我国电网建设贡献更多力量。参考文献：1 季世泽.IEC 架空输电导线标准的发展趋势J.上海：电线电缆，20072 韩中洗.电缆工艺原理M.北京：机械工业出版社，1991
