[发明专利]型线同心绞合导体结构的设计方法

说明书

本发明公开了型线同心绞合导体结构的设计方法，包括以下步骤：步骤1，通过标准规定的导体最大直流电阻设计导体称重截面；步骤2，根据导体称重截面设计导体绞合外径；步骤3，根据导体的绞合外径设计中心圆导体直径和每层型线高度；步骤4，设计每层型线根数；步骤5，对型线进行角度修正，通过角度修正后，根据每层型线尺寸参数，设计绘制每层单根型线成品截面图；步骤6，根据步骤1～5设计的参数，绘制成品型线尺寸图。本发明为型线同心绞合导体提供了一个系统的结构设计方案，避免了重复试制调整的麻烦。

技术领域

本发明涉及型线同心绞合导体结构的设计方法。

背景技术

导体的结构类型主要有独根圆形导体、非紧压圆形导体、紧压圆形导体和分割导体，这几类导体的区别在于独根圆形导体弯曲性不佳，一般应用于导体截面不大的电缆；非紧压圆形导体弯曲性改善，但导体外表不光滑，在高电压环境下易产生电场集中、且不均匀，在高压电缆中绝缘承受的畸变场强高；紧压圆形导体外表经紧压后光滑度有改善，但截面做不大，一般在800平方及以下；分割导体截面可做到2500平方，但分割导体的圆整性和表面光滑性不佳；基于上述情况下，型线同心导体引起工程应用人员的注意，由于型线同心导体采用的是预制瓦形股块，拼装而成的圆形导体，截面可做到2500平方，且导体外表圆整、光滑，具有良好的均化电场的作用，适合低、中、高电压等级电缆应用，特别是超高压电压等级的电缆，可大大降低绝缘所需承受的电场强度；另外型线同心绞具有极高的填充系数，可大大减小导体外径，从而降低电缆绝缘、护套材料的使用量，降低电缆材料使用成本；同时如此高的填充系数，大大减小了导体单丝之间的缝隙，提高了导体的密实性，特别有利于提高导体的纵向阻水能力，很好的满足了高电压阻水电缆的使用要求，如±320kV直流海底、湖底电缆的使用。

型线同心绞导体的设计目前还没有一个系统、简便和有效的方法，一般采用的是不断设计和调整的方式得到最佳设计结构，然而这样的做法特别耗时耗材，特别是在高压、超高压电缆的设计过程中，由于电缆成本极高，频繁的设计调整将会造成巨大的设计成本；如果高压电缆采用德国TROESTER公司最新的500kV悬链式交联生产线生产的话，由于悬链线的特殊工艺要求，导体需要经受弯曲，拉伸、扭转的机械外力共同作用，对型线同心绞导体的设计要求就更高了，所以急需一套系统的，适合导体拉制(或挤制)、导体绞合、以及绝缘挤出(悬链交联)工艺要求的，直观、简便、精准的型线同心绞导体结构设计方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种型线同心绞合导体结构的设计方法。

实现本发明目的的技术方案是：型线同心绞合导体结构的设计方法，包括以下步骤：

步骤1，通过标准规定的导体最大直流电阻设计导体称重截面；

步骤2，根据导体称重截面设计导体绞合外径；

步骤3，根据导体的绞合外径设计中心圆导体直径和每层型线高度；

步骤4，设计每层型线根数；

步骤5，对型线进行角度修正，通过角度修正后，根据每层型线尺寸参数，设计绘制每层单根型线成品截面图；

步骤6，根据步骤1～5设计的参数，绘制成品型线尺寸图。

所述步骤1中导体称重截面的计算公式为：

其中，A_s为导体称重截面，ρ为导体材质的电阻率，L为导体长度，R为导体电阻，k1为单根导线加工过程中引起金属电阻率增加所引入的系数，k2为由于多根导线绞合使单线长度增加所引入的系数；k3为因紧压过程使导线发硬，引起电阻率增加所引入的系数；k4为因成缆绞合，使线芯长度增加所引入的系数；k5为因考虑导线允许公差所引入的系数。

所述步骤2中的导体绞合外径的计算公式为：