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1、电线电缆制造专业题目：毕业设计YJLV323 6/6kV3x95电缆的结构和工艺设计辅导老师：目录目录2 摘要3 绪论4 第一章电缆结构设计5 第一节电缆导体设计5 第二节电缆绝缘层设计6 第三节电缆金属屏蔽层设计9 第四节电缆成缆绕包设计9 第五节电缆隔离套设计10 第六节电缆铠装层设计11 第七节电缆外被层设计12 电缆结构尺寸表13 电缆结构示意图14 第二章电缆结构净重计算15 电缆结构净重表17 第三章电缆生产工艺设计18 第一节导体生产工艺流程设计18 第二节绞线工艺设计22 第三节绝缘线芯挤塑工艺设计23 第四节金属屏蔽工艺设计25 第五节成缆工艺设计26 第六节内衬工艺设计27
2、 第七节铠装工艺设计28 第八节外被层工艺设计28 第四章产品检验30 结束语31 参考标准及文献31摘要本论文是本人在郑州电缆技校郝颍新老师的指导下，参照相关国家标准及电缆专业教材做出YJLV323.6/6kV 3x95mm2电缆的理论设计。本设计论文主 要包括以下几方面内容：一. 结构设计：电缆的结构多种多样，根据敷设环境的差异以及对载流量的 要求不同，对电缆结构也需要有不同的考虑。针对该型号电缆，结构设计主要侧 重于结构作用、所用材料、主要结构尺寸计算，按照由内到外，逐层设计的思路， 从导体铝丝到挤制外护层逐步完成设计论文，并绘制了电缆结构图。二. 单位长度重量计算：重量的理论计算为该型
3、号电缆各部分结构单位长度 的材料用量提供了粗略依据，可使实际生产中原料的采购更为合理，不至于浪费 或不足；成品电缆的重量计算可为运输安全提供参考。三. 工艺设计：主要针对实际生产所做的设计。侧重于实际加工方法、加工 设备、工艺参数及工艺要求，为工人在实际生产中更合理、更科学的操作提供参 考，为产品的质量提供了保障。四试验部分：以表格的形式列举出了例行试验（R）、抽样试验（S）和型式 试验（T）的项目和标准要求。电缆在实际敷设之后，若出现故障，故障的测寻 和维修是比较困难的，因此要通过严谨的试验做到不合格的产品不出厂，减少不 合格产品，从而节约资源，提高效益。电缆的使用性能和寿命，决定于结构的先
4、进性，材料选用的合理性以及工 艺的完善性。结构、材料、工艺和试验四个方面相互联系、相互影响。本设计是 在综合考虑以上各因素的情况下完成的。绪论发电厂把机械、热等形式的能量转换成电能，电能经过变压器和输电线路输 送并分配给用户，再通过各种用电设备转换成适合用户需要的各种形式的能量。 这些生产、输送、分配和消费电能的各种电器设备连接在一起组成的整体称为电 力系统。电力系统中输送和分配电能的部分称为电力网。它包括变压器和各种电 压的输电线路。为了降低发电成本和保证供电的可靠性，现代的电力系统都是将分散的电力 系统并网联成一个大的电力系统整体运行。大系统的远距离输电必须使用较高电 压。目前我国交流输电
5、系统额定电压最高达 1000KV。交流系统输电十分便捷，但线路损耗大，每年大约1/5 的能量消耗在线路上。 电容电流的影响又使海底交流电缆输电更加困难。而直接输电损耗小，没有电容 电流的影响，因此，现代电力系统都采用交流-直流-交流系统。电力电缆主要有四部分组成：导体、绝缘层、保护层、屏蔽结构。我国目前 生产的电力电缆主要采用交联聚乙烯绝缘电力电缆，主要是为了克服聚乙烯的缺 点，故采用交联的方法是聚乙烯的线型分子结构变成网状立体分子结构，可提高 聚乙烯的耐热性，高温下的耐电稳定性；减少结构中的气泡缺陷，提高耐环境应 力开裂及蠕变性，而且保持了聚乙烯原有的优点。交联聚乙烯电缆结构轻便，易于弯曲，
6、电气性能优良，耐热性能好，容量大， 安装敷设方便，附件接头简单，所以随交联工艺的不断发展和改进，我们预计更 高品质的中高压电缆必将得到更好的发展。本次设计的电缆型号为YJLV323.6/6kV 3x95mm2，其型号含义为:铝导 体，交联聚乙烯绝缘，聚氯乙烯内衬层，细钢丝铠装，聚氯乙烯外护套的中压电 力电缆，电缆设计用的导体对地或金属屏蔽之间的额定工频电压为3.6kV,电缆设 计用的额定工频电压为6kV。3芯，导体标称截面积为95mm2o电缆设计的思路是由内向外，逐层设计，分别是导体、绝缘（三层共挤）、 金属屏蔽、成缆绕包、内衬层、钢丝铠装及外护套。1. 根据产品型号、规格，完成结构设计。2.
7、 完成产品结构尺寸和材料净重计算。3. 掌握产品生产工艺和设备选用。4. 产品的试验5. 结束语6. 参考标准及文献第一章 电缆结构设计第一节 电缆导体设计一. 电缆导体作用： 传输电能传输信息，实现电磁能量转换。二、导电线芯的材料及特点1. 导体材料：电工用铝2. 导体特点：（1）铝被大量用于电线电缆工业中，首先是因为它具有高的导电性能。（2）导热性能好，纯铝的强度一般，比重小，价格便宜来源可靠。（3）铝有良好的塑性，易于进行热压或冷压力加工。（4）具有良好的耐腐蚀性能，铝的化学性、活泼性极高。（5）具有良好的导电性能，仅次于银、铜、金，居第四位。三. 电缆导体结构及特点:1电缆结构：第II
8、种结构，正规圆形绞合紧压结构。2. 电缆结构特点：绞合特点：（1）多股绞合可以增加导体的柔软性和可曲度，提高机械强度。相邻层绞向相 反，可提高导体结构稳定性。（2）导体紧压特点：紧压可使导体表面光滑，避免电场集中，同时防止挤塑半 导电屏蔽时，半导电屏蔽料进入线芯，可有效防止水分进入线芯，缩小导 体外径，提高填充系数有利于降低成本。（3）圆形导体比扇形导体电场均匀。四. 电缆导体的设计步骤1. 根据已知的型号、规格查GB/T 3956-2008标准，确定导体采用第二种圆形紧 压导体结构。导体种最少单线根数为 15根，20C时导体最大直流电阻为 0.320Q/M.2. 根据最少根数15根，第二种圆
9、形绞合结构。n=1+3m（m-1）,其中n为m层单 线总根数。当m=3时，总根数为19根时。满足标准要求导体排列形式为1+6+123. 根据生产实际经验，确定紧压后的填充系数为 0.904. 根据公式计算出导体的单线直径：pA = K K K KR 1 2 3 420其中p20： 20C时导体电阻率 0.028264Qmm2/mKf由于单线扭绞合长度的增加，而引入的系数取1.03K2：由于紧压使电阻增大，而引入的系数取1.02K3：由于成缆使线芯长度增加，而引入的系数取1.007K4：长度偏差系数取1.02代入数值：A 二 0.028264 x 1.03 x 1.02 x 1.007 x 1.
10、02 二 95.31mm20.320 x 10 -34 A K 4 x 95.31 x 1.045 d =5 =d = 2.58mm.n3.14 x 19其中：k5：单线伸长系数70-150 mm2取1.045n ：单线的根数 195. 根据导体排列和排列系数，确定紧压后导体直径：兀/ d 2 nn = 其中:n=o.9, n为总根数。兀 D 24c代入公式： D =11.85mmc第二节 绝缘层的设计电缆绝缘层设计主要包括导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层三部分设计。一、电缆导体屏蔽层的设计1. 导体屏蔽层的作用（1）可均化绝缘上的电场分布、减少因导丝效应所增加的导体表面最大场强（2）防止气隙，
11、提高耐局部放电，树枝放电特性。（3）抑制树枝引发的作用。（4）当电缆温度突然升高时，可避免直接冲击到绝缘。2. 电缆导体屏蔽层的材料及要求。（1）材料：聚乙烯和炭黑的混合物、防老剂。（2）要求：热膨胀性能与绝缘材料的性能相符合，具有良好的电性能（体积电 阻率），机械性能。（3）35kV 及以下导体屏蔽材料可采用交联型或非交联型的半导电料。（4）35kV 及以上导体屏蔽材料必须采用交联型。3. 导体屏蔽的标准和要求。（1）导体屏蔽的标准U 1.8kV0S500mm 2其中导体屏蔽采用绕包和挤包的联合形式（2）导体屏蔽层的要求。 半导电层应均匀的包覆在导体上，表面应光滑，无明显纹线和凸纹，不应 有
12、尖角、颗粒，烧焦和擦伤的痕迹。（3）导体屏蔽层的厚度选择。半导电材料，紧贴导体表面，厚度 0.6、0.8、1.0mm 三种，其中 0.6、0.8mm 用于 8.7/10KV 及以下电缆，0.6 用于小规格，0.8 用于大规格，1.0 用于 8.7/10-26/35KV.（4）从经济的角度分析，导体的屏蔽层越薄越好，但太薄易出现导线的扭绞纹 路，易引起弯曲开裂。（5）从工艺水平和电缆性能分析导体屏蔽层应具有一定的厚度，保证导体表面 光滑。4. 导体屏蔽的设计步骤（1）根据已知的型号规格确定电缆导体屏蔽采用挤包结构（使电缆紧密，防止 气隙，禁止水分进入），材料为交联型半导电材料。由聚乙烯料加炭黑、
13、防 老剂组成。厚度为 0.8mm。（2）计算导体屏蔽后的电缆线径。11.85+2 X0.8=13.45mm二、电缆绝缘层的设计1. 电缆绝缘层的作用。保证电缆的电气性能，防止沿导电线芯流动的电流向外泄。2. 绝缘层结构。绝缘层采用挤包结构。3. 绝缘层材料及特点：(1)材料：交联聚乙烯。(2)特点：在聚乙烯基础上大大提高了它的耐热性和耐环境应力开裂，减少了它 的收缩性，使其受热后不再熔化，长期允许工作温度可达 90 度 ，结构轻便， 电气性能优良，耐热性好，不受敷设落差限制，没有因漏油而引发火灾的危险且 物理机械性能好。4. 电缆绝缘层的设计步骤根据 GB/T 12706.2-2008 标准规定，型号为 YJLV323.6/6kV 3x95mm2绝缘 标称厚度为 2.5mm。(2)计算绝缘后电缆线径。导体屏蔽后电缆线径：13.45mm绝缘后电缆线径：13.45+2 X2.5=18.45mm三、电缆绝缘屏蔽层设计1. 绝缘屏蔽层的作用。作用：(1) 在较高电压下，由于运行中电缆弯曲部分表面受到张力作用伸长，若这时 存在局部放电则会由于表面弯曲产生微观裂纹导致电树枝引发或表面受局 部放电腐蚀引起新的开裂，引发新的树枝。(2) 电缆的外屏蔽能有效的防止这类导体电树枝的引发。2. 绝缘屏蔽层结构及要求绝缘屏蔽层结构：采用挤包结构要求: 绝缘屏蔽层应与绝缘同时挤出，其与绝缘层
