[发明专利]一种异型铜单线大截面海缆导体设计方法

权利要求书

1.一种异型铜单线大截面海缆导体设计方法，其特征在于，包括：

具体步骤包括：

1）外径的计算：首先根据式（1）计算导体截面积S；

（1）

其中k₁为导体系数，k₂为绞合系数，ρ为铜导体电阻率，R为电阻；

然后将计算出的导体截面积S带入式（2）中计算出导体外径D_A；

（2）

其中η为导体填充系数，η的值根据要求设定；

2）结构的选择：根据步骤1）得出的导体外径D_A和生产设备的配置情况，将异型单线的W与H的比控制在1.5左右，提出异型单线圆形紧压导体结构的五种设计方案，其中W为异型单线的宽，H为异型单线的高；

3）每根异型单线倾斜角度的计算：根据式（3）计算每根异型单线倾斜角度δ；

（3）

其中D为此层的外径，L为此层的节距；

4）单根异型单线的设计：根据步骤2）提出异型单线圆形紧压导体结构的五种设计方案进行对比后选择其中一种设计方案，从而得出每根单根异型单线的尺寸R₁、R₂、θ及每层的根数n；

其中R₁和R₂分别为异型单线的外、内圆弧半径，θ为异型单线两边延长线对应的圆心角，θ=360/n,n为每层实际对应的异型单线根数；

5）异型单线两边延长线对应的圆心角的修正：将步骤4）得到的异型单线两边延长线对应的圆心角θ和步骤3）计算每根异型单线倾斜角度δ代入修正公式（4），从而将θ角度修正为θ₀；

θ₀=θ*cosδ （4）

其中δ为步骤3）计算出的每根异型单线倾斜角度，最终得出每根异型单线的R₁、R₂和θ₀；

6）异型单线填充系数的计算：异型单线圆形紧压结构比圆单线圆形紧压结构的填充系数要大，其各层填充系数η'可由式（5）求得；

（5）

其中R₁和R₂分别为异型单线的外、内圆弧半径，θ₁和θ₂分别两者对应的弧度，n为异型单线数量，r为异型单线的倒角半径，r的值综合考虑电缆厂家实际生产的数值及导体设计要求值确定；

7）判断η与η'的值的大小：若η'大于η，则执行步骤8），若η'小于η，则调节η或者r的值，执行步骤1）至步骤6）；

8）得到最终设计方案：每根异型单线的尺寸R₁、R₂、θ₀、n及r。

2.根据权利要求1所述的一种异型铜单线大截面海缆导体设计方法，其特征在于：所述步骤2）中异型单线圆形紧压导体结构的五种设计方案包括：a.中心线采用截面积为50 mm²圆形紧压导体的5层绞合异型单线圆形紧压导体，b.中心线采用截面积为70 mm²圆形紧压导体的5层绞合异型单线圆形紧压导体，c.中心线采用截面积为95 mm²圆形紧压导体的6层绞合异型单线圆形紧压导体，d.中心线采用截面积为185 mm²圆形紧压导体的6层绞合异型单线圆形紧压导体，e.中心线采用直径为6 mm实心铜棒的6层绞合异型单线圆形紧压导体。

3.根据权利要求2所述的一种异型铜单线大截面海缆导体设计方法，其特征在于：所述步骤4）中选择中心线采用直径为6 mm实心铜棒的6层绞合异型单线圆形紧压导体。

4.根据权利要求3所述的一种异型铜单线大截面海缆导体设计方法，其特征在于：所述中心线采用直径为6 mm实心铜棒的6层绞合异型单线圆形紧压导体采用非正规绞合。