用AutoCAD软件设计电力电缆瓦形导体模具.pdf

2 0 0 9年第 3 期 NO ． 3 2 0 09 电 线 电 缆 El e c t r i c W i r e＆ Ca b l e 2 0 0 9年 6月 J u n ． ， 2 0 0 9 用 A u t o C A D软件设计 电力电缆瓦形导体模具 李亚林 ( 江苏镇江菊花线缆有限责任公司 ， 江苏 镇江 2 1 2 0 0 9 ) 摘要 ： 介绍用计算机辅助设计 A u t o C A D软件进行异形导体模 具设 计。 芯异形 电缆 中导体、 绝缘 、 护层等材料的消耗 计算。 关键词 ： 异形导体 ； 瓦形 ； 模 具设计 ； 计算机辅 助设计 中图分类号 ： T M2 4 6 ． 1 文献标识码 ： A 该方法 简单 、 准确、 快速， 并能应 用于多 文章编 号： 1 6 7 2 — 6 9 0 1 ( 2 0 0 9 ) 0 3 - 0 0 1 4 - 0 3 De s i g n o f t he Di e s f o r Pr od uc i n g Se g m e nt e d Co nd uc t o r s i n Po we r Ca bl e s wi t h t he So f t wa r e Aut o CAD LI Ya ． 1 i n ( J i a n g s u Z h e n j i a n g J U HU A Wi r e a n d C a b l e C o ． ，L t d ． ，Z h e n j i a n g 2 1 2 0 0 9，C h i n a ) Abs t r ac t ：Th i s p a p e r p r e s e n t s t he d es i g n o f t h e d i e s f o r pr od u c i n g s e g me nt e d c o n d uc t o r s wi t h t h e c o mp u t e r - a i d e d d e - s i g n s o f t wa r e Au t o CAD．Th i s me t ho d i s s i mp l e，a c c u r a t e a nd f a s t ．I t ma y b e us e d t o c a l c u l a t e t h e ma t e r i a l c o ns u mp ‘ t i o n o f c o nd u c t o r，i ns u l a t i o n a nd c o v e r i n g i n mu l t i c o r e c a b l e s wi t h s h a p e d c o nd u c t o r ． Ke y wo r ds ：s h a p e d c o nd u c t o r ；s e g me n t ；d e s i g n o f d i e s；c o mp ut e r — a i de d d e s i g n 0 引 言 电力 电 缆 瓦 形 导 体 的 模 具 设 计 已 有 文 献 报 道 ， 但计算较为复杂 ， 要多次计算才能确定几何 尺寸， 算出的尺寸仍需验证修正。本文采用计算机 辅助设计 A u t o C A D软件 ， 进行瓦形导体模具的快速 设计( 几何尺寸的初步确定 、 修正、 确定、 绘 图) 。 本 文 以交 联 聚 乙烯 ( X L P E) 绝 缘 电力 电缆 、 型 号为 Y J V 0 ． 6 ／ 1 k V、 31 8 5+2 9 5五 芯 瓦形 导 体 压辊模具设计为例。 1 确定 瓦形模具截面 积 w S = S ／7 7 式中， S 为瓦形模具 的截面积； S为瓦形导体的标 称截面 ； 田为紧压导体的填充系数 ( 0 ． 8 3～ 0 ． 9 ) 。因 为本公司采用一次紧压 ， 且瓦形导体紧压时变形大， 故取填充系数 = 0 ． 8 6 。 ( 1 )1 8 5 m m 瓦形模具面积 S 。 的计算 ： S l= S／ = 1 8 5 ／ 0 ． 8 6 =2 1 5 ． 1 1 6( i T l m ) ( 2 )9 5 m m 瓦形模具面积 S 的计算 ： 收稿 日期 ： 2 0 0 8 ． 1 2 - 2 9 作者简介 ： 李 亚林 ( 1 9 5 3～) ， 男 ， 工程 师． 作者地 址 ： 江 苏 镇 江 市 丁 卯经 济 开 发 区经 五 纬 一 路 [ 2 1 2 0 0 9 ] ． S = S／ r l = 9 5 ／ 0 ． 8 6 =1 1 0 ． 4 5 6( ／ 1 2 ／／ 1 ) 2 确定瓦形模具瓦形角 瓦形紧压导体的总截面 Js 总的计算 ： S总 = S 1 3 + S = 2 1 5 ．1 1 6 3 + l 1 0． 4 5 6 = 7 5 5 ． 8 0 4 ( mm ) 因此 1 8 5 m m 瓦形 角 o ／ 为 ： =36 0 x ．s l ／ S总 = 3 6 0 21 5． 1 1 6 ／ 7 5 5 ． 8 4 = 1 0 2． 4 4。 9 5 m m 瓦形角 届为 ： 卢=3 6 0Js ／ Js 总 =36 0 1 1 0 ． 4 5 6／ 75 5 ． 8 4 =52 ． 6。 分别四舍五入取其整数 ， 即： = 1 0 2。 ， = 5 3。 。 3 估算紧压导体 的内、 外圆弧半径 根据用于 0 ． 6 ／ 1 k V、 结构为 31 8 5 m m + 2 9 5 mm 的 X L P E绝缘 电力 电缆 的技 术要 求 ， 并参 阅 了相关资料和标准 ， 按本文计算结果并运用 A u t o ． C A D设计 ， 绘制电缆结构示意图( 见图 1 ) 。 按 照G B 1 2 5 2 7 -- 1 9 9 0 、 G B ／ T 1 2 7 0 6 ． 1 —2 0 0 2 标 2 0 0 9年第 3期 N0． 3 2 0 09 电 线 电 缆 El e c t r i c W i r e＆ Ca bl e 2 0 0 9年 6月 J un．， 2 0 09 图 1 YJ V 0． 6 ／ 1 k V 3 X 1 8 5+29 5 X L P E电缆结构 准 可知 ， 中心 的 9 5 mm 紧压 圆形 导体 的 X L P E绝 缘 外 径为 1 3 ． 8 mm； 1 8 5 mm 瓦形 导体 的 X L P E绝缘 厚 度 为 1 ． 6 m m； 9 5 m m 瓦 形 导 体 的 X L P E绝 缘 厚 度 为 1 ． 1 m m， 则两个瓦形导体的内圆弧半径分别为 ： r l=1 3 ． 8 ／ 2+1 ． 6 =8 ． 5 ( m m) r 2= 1 3 ． 8 ／ 2+1 ． 1=8 ( mm) 式 中 ， r 。为 1 8 5 m m 瓦 形 导 体 的 内 圆 弧 ； r 为 9 5 mm 瓦形 导体 的 内圆弧 。 外 圆弧半 径 R ． 由下式估 算 ： S l=~ ／ 3 6 0 ( R —r ) R I =# 3 6 o S l ／ 叮 T + r = √3 6 0 21 5． 1 1 6 ／1 0 2叮 r+ 8 ． 5 =1 7 ． 6 9 ( mm) R 2 =R l=1 7 ． 6 9 ( m m) 式中， 。 、 尺 ： 分别为 1 8 5 m m 和 9 5 mm 瓦形导体 的 外 圆弧半 径 。 为 了减少 瓦形 导体 截面尖 角 引起 的 电场 集 中和 避免绝缘层的损伤 ， 对边角进行圆弧化处理。 取圆角的曲率半径 = 0 ． 6 XS “ ， 可求得 ： 1 8 5 mm 倒 圆角 曲率 半 径 r o =2 ． 2 mm；9 5 m m 倒 圆角 曲率 半径 r 。 ：1 ． 9 m m。 4 打开 A u t o C A D软件进行计算、 验证和修正 以 r 1 =8 ． 5 m m、 R =1 7 ． 6 9 mm、 =1 0 2 。 绘 制 1 8 5 m m 瓦形 导体截 面 图 ( 见 图 2 a中细线部 分 ) ； 然 后 对瓦形 截 面 图两 侧边 线 向内偏 移 1 ． 6 m m( 绝缘 厚 度 ) ； R ， 向上偏 移 1 ． 6 mm； 绘 制边 角 圆 曲率 半径 r 。 。 = 2 ． 2 mm并创 建 面域 ( 见 图 2 b中粗 线 部 分 ) ， 提 取 面域值 ； 查得面域面积为 2 l 1 ． 9 3 m m 。 因为 2 1 1 ． 9 3 m m <2 1 5 ． 1 1 6 mm ， 所 以经 分 解 面域 ， 修改 ， 、 r 。 。 再创建面域 ， 然后提取面域面积与 ．s 。 比较 ， 直至误 差在 0 ． 1 m m 内 。 当 R l =1 8 ． 8 7 mm、 r 】 = 8 ． 5 mm、 =1 0 2 。 、 r o j = b ) 图 2 1 8 5 m m 瓦形导体截面 图 2 ． 2 5 mm、 r =2 ． 2 m m 时 ， 瓦 形 截 面 面 域 面积 为 2 1 5． 1 1 4 mm 21 5．1 1 6 mm。 ，因此 可 以确定 瓦 形 导 体外 圆弧半径 R ． =1 8 ． 8 7 m m。 根据上述计算结果 ， 绘制 1 8 5 mm 瓦形导体模 具的结构 图， 并标注 尺 、 r 、 弧宽、 弧深等相关 尺寸 ( 见 图 3) 。 图 3 1 8 5 mm 瓦形模具的结构和几何尺寸 用 同样方法绘制 9 5 m m 瓦形导体截面 图( 图 略 ) 。并 以 R 2 = 1 8 ． 8 7 m m、 r 2=8 、 =5 4 。 、 r 。 2：1 ． 9 mm绘制瓦形截面图， 然后创建面域 、 查询面域面积 并与 s 耽进行对 比， 修正 R ： 、 r 。 ： 直至差值最小。 当 r 2 =8 mm、 R 2 =1 8 ． 8 7 mm、 r 。 2 =2 mm、 卢= 5 4 。 时面域 面积 为 1 1 0 ． 4 2 mm 一1 1 0 ． 4 5 6 m m 。 最后确定 9 5 mm 的瓦型外 圆弧半径 R=1 8 ． 8 7 mm， 倒圆角曲率半径 r 。 = 2 m m。 根据上述计算结果 ， 绘制 9 5 mm 瓦形模具 的 结构 ， 并标 注 、 r 、 弧深、 弧宽等相 关尺 寸 ( 见 图 4 )。 ( 下转第 1 9页 ) 2 0 0 9年第 3期 No ． 3 20 0 9 电 线 电 缆 El e ct r i c W i r e ＆ Ca bl e 2 0 0 9年 6月 J u n ． ， 2 0 0 9 轧纹 角度 即轧 纹刀 片 与 铝管 正 截 面 的夹 角 ， 在 其 它 参数 不变 的情况 下 ， 轧 纹 角 度 越 大 ， 轧 纹 节距 越 大 ； 轧纹速比 即轧纹头转速与牵引速度的 比值 ， 轧纹 速 比 计 算 公 式 为 = 塾 弓 誉 瓦 1 0 0 0 ， 式 中轧 纹模 内孔 直径 、 焊管 直径 、 轧纹 节距 等 的单位 均为 m m， 在 其 它 参 数 不 变 的情 况 下 ， 轧 纹 速 比 越 大 ， 轧纹 节距 越小 ； 焊 管直径 取决 于焊 接定 径模 的 尺 寸， 在其它参数不变 的情况下， 焊管直径越大 ， 波峰 外 径越 大 ； 在 其它参 数 不变 的情 况下 ， 增加 外导 体 张 力 ， 轧 纹节距 有所 增 大 ， 波 峰 外 径 有 所 减小 ； 在 其他 参 数不 变情 况下 ， 增 加 绝缘线 芯 放线 张力 ， 轧纹 节距 有 所减 小 ， 波峰外 径有 所增 大 。 ( 9 )外导体表面油污的处理 。外导体轧纹时为 加强润滑并冷却轧纹头 ， 通常采用牌号为 L — F c 5 # 的主轴 油润 滑 。但 润 滑 油 会 残存 在 外导 体 表 面 ， 若 不 及时 清除 ， 护套 时容 易 起 泡 。通 常 采 用 热水 清洗 并 经强 风吹 干的方 法去 除外 导体 表 面油污 。 图 2 7 ／ 8 i n铝 馈 线 检 测 图形 4 结束语 5 O Q 皱纹 铝 管 外 导 体 射频 同 轴 电 缆 的研 制 成 功对于解决当前移动通信用基站馈线成本过高有着 显 著 的 积 极作 用 。随 着 我 国 3 G建 设 的全 面 展 开 ， 5 0 Q 皱纹 铝管 外 导 体 射 频 同 轴 电 缆 必将 得 到进 一 步 的推广 应用 。 3 电缆 的测试 参考文献 使用矢量 网络 分 析 仪 对 电缆 的 电压 驻 波 比 ( V S WR) 、 衰减和特性 阻抗 等主要 电气参数进行测 试 。为降低接头反射对测试 的影响 ， 可 以采用专为 7 ／ 8 i n铝 馈 线 设 计 的连 接 器 ( 连 接 器 的外 导体 材料 为 铝 ) 测 试 。图 2为我 公 司研 制 的 7 ／ 8 i n铝 馈 线 检 测 图形 。 [ 1 j 张杰 ， 姜耀鹏． 焊接 式 铝 管外 导体 物 理 发 泡 RF同轴 电缆 [ J ]光纤与电缆及其应用技术 ， 2 0 0 4 ( 4) ： 2 7 — 2 9 ． [ 2 ] 李恩铭． 无线通信用物 理发泡 聚 乙烯 绝缘皱 纹铜 管外导体 射 频 同轴 电缆 的开发 与 生产 [ J ] ． 现 代有 线传 输 ， 2 0 0 2( 4 ) ： 1 0 - 1 3 ． [ 3 ] YD ／ T 1 0 9 2 --2 0 0 4 通信 电缆一无线通信用 5 O n 泡沫 聚乙烯 绝缘皱纹铜管外导体射频同轴 电缆 [ S ] ． ( 上接第 1 5页 ) 图 4 9 5 11 1 I l l 瓦形模具 的结构和几何尺 寸 5 结束语 对 于 5芯 、 4+1芯 瓦形 的 缆 芯 结 构 设 计 ， 可 以 免去角度计算 ， 因为 = 9 0 。 ， 内弧半径 ， 为中间绝缘 线芯的外径加瓦形绝缘厚度 ， 而瓦形面积 s 瓦形 外 圆弧 R、 边 角 圆弧 厂 0 等 ， 与 3+ 2结 构设 计 相 同。 用 此方 法进行 异 型多 芯 电缆 ( 三芯 、 四芯 、 3+1 扇形 ， 3+2 、 4+1 、 五 芯 瓦形 ) 的设 计 ， 比较 简 单 、 准 确 和快 速 。 本公司对异形电缆的绝缘 、 护层、 护套等截面面 积 ， 也同样采用 A u t o C A D软件作图、 创建 面域、 查询 面 域面 积 ， 能 够 简 单 、 快 速 和 准 确 地 计 算 出材 料 消 耗 。 参考 文献 [ 1 ] 赵长令． 塑力缆瓦形线芯结构和 压辊设 计数学模 型 [ J ] ． 电线 电缆 ， 2 0 0 2 ( 2 ) ： 1 3 ． 1 7 ． [ 2 ] 顾坤林． 一种新的异形导体 模具设 计方 法[ J ] ． 电线 电缆， 2 0 0 3 (1 )： 2 0- 2 2． [ 3 ] G B ／ T 1 2 7 0 6 l 一2 O O 2 挤包绝缘电力 电缆 及附件． 第一部分 ： 额定电压 1 k V( U =1 ． 2 k V) 和 3 k V( U ：3 ． 6 k V) 电缆[ S ] ． [ 4 ] G B ／ T 3 9 5 6 一l 9 9 7 电缆导体 [ S ] ． [ 5] G B 1 2 5 2 7 --1 9 9 0 额定 电压 1 k V及 以下架空绝缘电缆[ S ] ． l 9