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低壓電力電纜:異形導體模具設計

360電纜在線  來源:互聯網  發布時間:2014-07-22  瀏覽:2974

關于低壓電力電纜的異形導體模具設計方面的文獻已有很多種方法,但大部分較為復雜,有時候還需要解較多的多元多次方程,要經過大量的計算才能確定模具的最終尺寸。由于計算過程有很多近似值的使用,會存在很多誤差,對最后的結果也構成一定的影響,甚至設計出來的不符合生產的需要。。

1. 引言

  關于低壓電力電纜的異形導體模具設計方面的文獻已有很多種方法,但大部分較為復雜,有時候還需要解較多的多元多次方程,要經過大量的計算才能確定模具的最終尺寸。由于計算過程有很多近似值的使用,會存在很多誤差,對最后的結果也構成一定的影響,甚至設計出來的不符合生產的需要。針對此種情況,本文介紹一種較為簡單的設計異型導體模具的方法,供參考。

  本文以低壓電力電纜YJV 0.6/1KV 4×95+50 中瓦型導體壓輥模具設計為例進行論述。

  2 確定壓輥模具的截面積

  在異形線芯的生產中,往往采用壓輥一次緊壓,所以緊壓系數比較大,根據經驗及本公司的實際情況,本文取填充系數 =0.84;考慮到所用銅材質較好和單線直徑處于正偏差時對截面的修正,取修正系數為0.97,具體計算壓輥模具截面見下式:

  式中:

  -瓦形模具截面積;

  -為標稱截面積,即95n-填充系數,即0.84;通過以上數據可以求出 =109.7 。

  3. 計算壓輥模具瓦形夾角

  由于我們選用的是YJV 0.6/1KV 4×95+50 ,即一個中心緊壓圓形線芯和四個瓦形線芯圍繞結構,考慮到生產時四個瓦形線芯不能過于緊密,以免壓傷絕緣;還有生產實際的影響,取四個瓦形線芯的瓦形夾角均為

  ,表示為

  4. 計算壓輥模具瓦形底弧圓角半徑 和兩側弧圓角半徑

  在生產中,從節約材料,縮小外徑及降低成本的角度而言,r1 和 r2越小越好。但是如果數值太小,則會引起電場強度集中,同時也會因為尖角的存在對絕緣也有損傷。為了這對矛盾得以統一,我們采用下面公式來計算取值:

  式中,

  -為標稱截面積,即95 ;

  -與導體幾何形狀及電壓等級有關的經驗系數,見表1。

  表1:

  通過計算,可得底弧圓角半徑r1=2.65mm ;兩側弧圓角半徑r2=1.68mm 。

  5. 估算緊壓瓦形導體的內、外圓弧半徑

  根據本例所用YJV 0.6/1KV 4×95+50電力電纜的相關標準及技術要求,我們運用相應的繪圖軟件可以大致地繪制出其成纜后的結構圖如下。

  圖1. YJV 0.6/1KV 4×95+50結構圖

  首先參考GB12527-1990標準,取50mm2 圓形緊壓導體的直徑為8.2mm ;再參考GB/T12706.1-2008標準,取50mm2 圓形緊壓導體的絕緣厚度為1.0 mm;取95 mm2線芯的絕緣厚度為1.1mm 。通過下式我們可以計算出瓦形導體的內圓弧半徑為:

  外圓弧半徑可由下式估算

  代入相應的數據,可求得

  。 365zhanlan.com 6. 運用計算機繪圖軟件進行數學模型的建立,并修正估計值用CAD軟件繪制圖形。以

  繪制95mm2 瓦形導體的截面,如下圖。

  圖2. 瓦形導體截面圖

  考慮到線芯擠絕緣時,絕緣厚度的影響,故應將瓦形兩側邊應內各移動1.0mm ,然后將底弧圓角半徑r1=2.65mm ,兩側弧圓角半徑 r2-1.68代入,再將外圓弧向上移動1.0mm(估計值,根據經驗,以后要調整的),如下圖(粗線部分)

  圖3. 粗線部分

  通過創建面域,可用CAD直接讀出面積為117.7488mm2 ,但是其瓦形截面 =109.7 。

  我們要求的誤差±10% ,遠遠大于我們要求的截面積,所以我們需要對其調整,在這里只需移動外圓弧即可,直至誤差在我們規定的范圍內。

  通過不斷的調整發現,當

  時,瓦形截面面積為109.715 mm2,和

  =109.7mm2 ,,只相差0.015mm ,所以滿足要求。 365zhanlan.com 根據上述數值:

  ,底弧圓角半徑r1=2.65mm ,兩側弧圓角半徑r2=1.68mm ??梢岳L制出精確的瓦形模具結構圖,同時標注如下圖:

  圖4. 95 瓦形模具的結構與相應的尺寸

  7. 結束語

  針對其他的異形導體線芯(3芯、3+1芯、4芯等),也可以用此種方法進行計算,并且還可用于計算耐火等有特殊用途的電纜。該種方法準確、簡單、快捷, 對于電纜配模的初學者,容易接受和理解。


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