异型线绞合导体应用及生产工艺探讨：技术部刘凯

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异型线高速连续变形拉丝技术：此技术采用Ø9.5mm铝（ 合金）杆或Ø8.0mm铜杆通过每道异型拉丝模拉制成设计 形状的异型线，即每道都为异型拉丝模，异型线配模满 足拉丝设备速比参数，同时要采用低滑动系数配模，配 模示意图如下：
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连续变形异型拉丝配模可适用于目前电缆行业的水箱拉机 、滑动式拉丝机、分电机拉丝机（旧式储线式拉丝机除外） ，连续变形可实现像拉制圆线一样的高速拉制不断线，拉制 速度可达25米/秒。水箱式拉制异型线视频
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3) 拉制工艺：拉制工艺即通过电缆企业现有的水箱 式拉丝机、滑动式大拉机、分电机大拉机配异型高 速拉丝模拉制而成，原材料采用Ø9.5mm铝（合金） 杆，Ø8.0mm铜杆，通过高速异型拉丝模拉制设计的 异型线，异型线通过框绞机绞制成异型线绞合导体 。此工艺技术目前应用在碳纤维复合芯导线、钢芯 软型铝绞线、钢芯异型铝线绞合导线、钢芯异型铝 合金线绞合导线、异型线绞合铝芯架空绝缘电缆、 异型线绞合铜芯电力电缆、铝合金电缆导体产品的 生产；国内以亨通集团、中利集团、江苏通光、杭 州电缆、河南通达、无锡华能、江苏东强、安徽南 洋电缆、航天电工为代表
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2 异型线拉丝工艺技术
目前电线电缆行业比较熟悉拉制异型线的拉丝机有：13模或 11模分电机拉丝机又称非滑动式大拉机，8+3式拉丝机，目 前异型线拉丝配模，采用最后三道为异型拉丝模，其余为圆 形模，配模示意图如下：
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以上配模方式适用于非滑动式和8+3式高速大拉机 ，此配模圆形到异型拉丝模过渡配模要求高，此 处在异型拉丝模入口处易有粉屑出现，局部变形 温度高，拉制速度快时易断线，按目前行业实践 拉制速度在6-8米/秒，并且仅限于拉制铝和铝合 金异型线。




4 拉制成型异型线绞合导体工艺应用灵活，可生 产目前电线电缆行业所有类别异型线绞合的架空 导线和电缆产品。 5 异型线绞合导体应用于特种架空导线： 1）导体层型线绞合结构外观光滑，在架设环境中 具有良好的自阻尼特性，有一定的缓覆冰和低覆 冰能力，可抑制雪灾导致的线路故障，并可最大 限度降低电晕损耗。 2）采用型线绞合导线紧密，腐蚀性气或水分很难 渗入到导线加强芯，可提高导线的抗腐蚀年限。 3）与圆线绞合导线相比，在导体截面积相同的条 件下可使导线成品外径减少约9%，在导线成品具 有相同外径时导体截面积可增加约15% ；根据设 计需要相同截面设计时可降低架空导线风载，如 果相同外径设计可提高线路输送容量，并降低线 损。
电线电缆用异型线绞合导体应用及异型线拉丝 绞制生产工艺技术探讨
报告人：刘凯 芜湖市弋江区 日期：2014.9.7
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报告大纲




一、异型线绞合导体在电线电缆行业中的应用 二、电线电缆行业异型线绞合导体生产工艺及应 用现状 三、拉制成型异型线绞合导体在电线电缆行业应 用的特点 四、异型线拉制和绞制工艺技术 五、发明专利“异型线绞合电缆导体及其生产方 法”概述 六、结束语 七、国网支持铝合金电缆推广应用的红头文件
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4）、开始点动框绞机，在点动牵引力带动下把剩余异 型线以同样的方式逐一穿到整形模具里，然后整个框 绞机起动观察异型单线是否有翻身现象，若有翻身现 象再进行预扭调节，直到所有异型线复位绞制成型， 然后开始整个框绞机起动正常绞制生产成异型线绞合 电缆导体； 框绞机异型线绞制 叉绞机异型线绞制
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3 异型线绞制工艺技术 异形线绞制必须选用 无退扭的框绞机或叉 绞机绞制，管绞机和 笼绞机不适用异型线 的绞制成型，目前电 缆行业异型线绞制都 需要框绞机配型线定 位装置绞制异型线， 见右图：
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新型异型线绞制技术不需要配专用的型线定位装备也可高 速绞制，即：武汉纵缆通模具：新型预扭技术+专用整形 模具，其绞制操作要点如下： 1）根据设计的导体层数及每层根数，将中心圆单线或架 空导线加强芯放在30盘或54盘或84盘的框绞机或叉绞机 放线架上，各绞层的异型单线放到各绞层框绞机或叉绞机 上，保证各工装盘放线异型线大弧朝上小弧朝下放线，并 设定各异型单线张力10～25N； 2）、各绞层异型单线对相应穿线孔穿线，并经过框绞机 或叉绞机上下型预扭轮进行预扭，每根异型单线在分线盘 与并线模座之间进行，各绞层向相同绞线方向自扭360度 进入并线模座上面的整形模具； 3）、穿线顺序为：先穿中心线，然后穿异型线，穿异型 线顺序按1～5层顺序穿线，即从最内层按顺序穿到最外层 ；每一绞层异型线穿线方式为先围绕一周间隔几根线均匀 顺序穿线，直到穿不进整形模为止，然后调好节距内层节 径比14～20，最外层节径比10～14；
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防水型海底和架空绝缘电缆

随着异型绞合导体特性越来越被电线电缆行业熟 悉及生产工艺技术的普及，异型线绞合导体还将 应用于：1-35KV架空绝缘电缆、10KV及以上中高 压铜（铝）芯电力电缆； 9
二、电线电缆行业异型线绞合导体生产 工艺及应用现状


1异型线绞合导体在电线电缆行业应用已非 常普遍，主要生产工艺有以下三种： 1) 辊压成型工艺：即用拉丝机拉制成特定 规格的圆单线，通过辊压模辊压成异型线 ，同时异型线进行束绞成异型线导体；此 工艺技术目前仅应用在铝合金电缆导体上 ，国内以天津加铝、山东万达生产束绞铝 合金电缆导体应用最为代表。
异型线拉制绞制工艺生产导体图片1
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异型线拉制绞制工艺生产导体图片2
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五、发明专利“异型线绞合电缆导体及其生产方法”概述



“异型线绞合电缆导体及其生产方法”已获得国家发明专利，专利号 201410338703.5，未经发明人授权任何单位和个人不得擅自使用； 本次发明改变国标铝（铝合金）导体的结构尺寸设计，在满足国标 GB/T3956-1997第2种绞合导体最小根数和电阻率要求的前提下改成 型线绞合结构设计，此设计生产工艺流程不变，变的是拉丝拉制不是 圆线而根据不同规格经合理设计的异型（瓦形）线，绞制时通过独特 的工艺预扭及整形模具使异型线绞合成型。 本发明的异型线绞合电缆导体，导体截面积设计满足国标要求。 本发明的异型线绞合电缆导体已考虑了合适的宽高比，保证异型线在 拉丝和绞制工序不翻转；每一种导体规格设计时增加一绞层变成另一 国标电缆导体规格原则，并且增加的一层变成的另一规格考虑多芯电 缆规格组合特点，即主绝缘线芯与中性线芯或保护线芯规格对应组合 设计；这种结构设计可以达到少用模具，生产大规格导体小规格拉丝 和整形模具也可用上，生产多芯电缆导体时，主绝缘线芯和中性线规 格可以快速更换生产。
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6） 绞制牵引力小，生产速度快；异型线绞合只需整形模 具成型而不是圆形紧压的冷拔，绞制时需牵引力小可提高 生产速度，可有效降低企业交货周期；以13模高速滑动式 拉丝机和54盘框绞机为例：异形线拉丝拉制速度可达到 10m/s以上，绞制速度达到25m/min以上； 7 相同规格异型线绞合电缆导体与普通圆形紧压电缆导体 应用特性对比 1） 线损可降低2～5%；异型线绞合导体把单线拉制成型 然后绞制成型，不需要模具冷拔，为此绞制时发热量小， 对导体因晶格变形影响的电阻增大量小；另外异型线间接 触面大涡流损耗小； 2） 运行载流量可提高5～10%；相同规格异型线绞合导 体电阻实测值小，可提高载流量，异型线绞合导体成品外 径变小，在相同环境敷设条件下电缆间距变大，散热性变 好，可提高电缆载流量；
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3） 异型线绞合导体外径小，穿管敷设时节约管 道、桥架或电缆沟空间； 4） 电缆使用寿命可提高10%以上；异型线绞合 导体外观光滑无毛刺，单线间缝隙小，应用在低 压电缆上绝缘潜在的缺陷少；应用在中高压电缆 上局部放电量小，电缆运行故障率小，电缆使用 寿命提高。
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四、异型线拉制和绞制工艺技术
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碳纤维复合芯导线结构示意及实物图

JLRX1/F1A JLRX1/F2A JLRX2/F1A JLRX2/F2A
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（铝包）钢芯软型铝绞线、（铝）钢芯异型铝（合金）绞线 、应力转移节能增容导线结构示意及实物图
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间隙型导线结构示意图及实样
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ห้องสมุดไป่ตู้
紧缩异型光纤复合架空导线结构示意图
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型线绞合应用在电力电缆导体特点：具有减小电 缆击穿故障率、节约绝缘和护套料使用量、提高 导体填充系数、良好的径向或纵向防水特性；广 泛应用于该结构设计产品有铝合金电缆、中高压 海底电缆、架空绝缘电缆； 铝合金电缆实样如下：
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2) 挤压成型工艺： 原材料用Ø15mm的 铝或铝合金杆，用 铝连续挤压生产线 挤压成设计的异型 线，异型线通过框 绞机绞制成异型线 绞合导体；异型线 成型即为退火状态 ，此工艺技术目前 应用在碳纤维复合 芯导线、钢芯软型 铝绞线、铝合金电 缆导体产品的生产 ，国内以江苏远东 、中复碳芯电缆生 产碳纤维复合芯导 线应用最为代表。
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6 应用于电力电缆导体： 拉制成型异型线绞合电缆导体为企业生产高附加值产品和降 低成本带来福音： 1） 此工艺通用性强，中小型企业都可通过此工艺实现产品 的换代升级； 2） 相同规格，异型线绞合导体外径变小，可节约绝缘料； 异型线绞合导体填充系数达0.98以上，相同规格导体外径变 小； 3） 相同型号规格电缆相比，成品外径变小，可有效节约绕 包带、铠装带、护套材料消耗； 4） 异型线绞合铝合金导体外表光滑无毛刺，单线间缝隙小 ，挤出的绝缘在火花试验或耐压试验时击穿概率小，应用于 10-500kV电缆导体上局部放电量小，可大大提高企业电缆 质量水平，使产品质量更加稳定，提高产品出厂一次性合格 率，降低潜在的产品应用质量问题和售后服务成本； 5） 相同规格满足国标GB/T3956-1997第2种绞合导体最小 根数和电阻率要求前提下，异型单线根数少，生产相同规格 比圆形紧压结构所需的单线少，可提高生产效率；
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2 不同工艺生产异型线绞合导体特性分析
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三、拉制成型异型线绞合导体在电线电缆行 业应用的特点


1 设备投资小；不需要新投入专用的设备，公司 有水箱拉丝机、滑动式大拉机、分电机大拉机任 意一种和框绞机或叉绞机即可； 2 设备利用率高；此工艺生产的异型线绞合导体 是在普通拉丝和绞线设备上更换工装模具加工制 造而成，当不生产异型绞合导体时，设备还可以 正常生产普通圆形紧压导体，这样不会出现因订 单不足导致设备闲置情况；
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3 导体结构稳定，可生产大截面导体；目前生产 异型线绞合导体还有两种方式：第一种是异型线 通过挤压成型，然后绞制而成，第二种是圆线通 过辊压成型束绞而成；第一种方式缺点是异型挤 压成型的同时退火，绞制时截面减缩率比较大， 因是退火后绞制异型单线内应力比较大，大规格 导体在中高压生产线上放线时易松散；第二种方 式缺点由于导体采用辊压束绞成型，异型线成型 和结构稳定性较差，束绞结构对于300平方及以上 导体截面结构不稳定易松散。 拉制成型异型线绞合导体可有效解决以上两种 工艺易出现的工艺问题（绞制成型后退火可有效 消除异型线绞制过程中的异型单线内应力，采用 相邻层绞向相反结构可生产25mm2及以上任意导 体规格）；因此拉制成型异型线绞合导体可用作 1-500kV电力电缆导体成本低、结构稳定、不易 出现生产工艺质量问题。 16



1异型线绞合导体结构设计注意事项 1）架空导线结构设计要满足绞层和异型线根数的 要求；电缆导体要满足GB/T3956-1997第二种导 体最小根数的要求。 2）要充分考虑铜、铝（退火软铝）、铝合金等材 质抗拉强度在不同企业拉丝机和绞线机上受张力 情况下截面减缩特性，即设计时提前把截面减缩 率考虑进来。 3）异型线截面设计控制在2.5mm2-25mm2之间 为佳，截面过小绞制过程易翻身，截面过大绞制 时预扭难度大；异型线宽高比控制在0.5-2之间为 佳。
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一、异型线绞合导体在电线电缆行业中的应用


随着电线电缆加工工艺技术的进步，架空导线 和电力电缆导体开始向型线绞合结构发展，型线 绞合导体具有外径小、外观光滑等特点。型线绞 合应用于架空导线特点：具有缓覆冰特性、降低 风载、提高耐高压电晕特性； 广泛应用该结构设计产品有碳纤维复合芯导 线、应力转移导线、间隙型导线、钢芯软型铝绞 线、钢芯高强度铝合金型绞线；产品代表性结构 见附图：