电线电缆制造技术毕业论文设计
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摘要 (3)
Inthispaper (3)
绪论 (5)
第一章电缆结构设计 (8)
第一节电缆导体设计 (8)
第二节电缆绝缘、屏蔽的材料和尺寸的确定 (10)
第三节电缆金属屏蔽层设计 (13)
第四节电缆成缆绕包设计 (14)
第五节电缆隔离套设计 (15)
第六节电缆铠装层设计 (16)
第七节电缆外护层设计 (18)
第二章电缆结构净重计算 (21)
第三章电缆生产工艺设计 (24)
第一节导体生产工艺流程设计 (25)
第二节绞线工艺设计 (29)
第三节绝缘线芯挤塑工艺设计 (31)
第四节金属屏蔽工艺设计 (34)
第五节成缆工艺设计 (35)
第六节隔离套工艺设计 (37)
第七节铠装工艺设计 (38)
第八节外被层工艺设计 (39)
第四章产品检验 (41)
结论 (43)
感谢 (44)
参考标准及文献 (45)
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
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摘要
粗钢丝铠装电缆是敷设在室内、矿井中、水中，电缆能承受相当的拉力。敷设在竖井，水下等垂直场合，能承受相当的轴向拉力。铠装电缆包括铠装热电偶、铠装热电阻、铠装加热器和铠装引线，主要用于化工、冶金、机械制造、发电和科学试验等的温度测量、信号传输及特殊加热，用量最大的是铠装热电偶。
Inthispaper
Thick steel wire armoured cable indoors, mine is, the water, the cable can withstand considerable strain. quipped in the shaft, such as underwater vertical situation, can withstand considerable axial tension. rmoured cable including armoured thermocouple sheathed thermal resistance, the armored heater and sheathed wire, mainly used in chemical industry, smelting, machinery manufacturing, power generation and scientific xperiments, such as temperature measurement, signal transmission and special heating, consumption is the largest armoured thermocouple.
参照相关国家标准及电缆专业教材做出YJV42—8.7/15kV 3*185mm2电缆的理论设计。本设计论文主要包括以下几方面内容：
◆结构设计：电缆的结构多种多样，根据敷设环境的差异以及对载流量的
要求不同，对电缆结构也需要有不同的考虑。针对该型号电缆，结构设
计主要侧重于结构作用、所用材料、主要结构尺寸计算，按照由内到外，
逐层设计的思路，从导体铝丝到挤制外护层逐步完成设计论文，并绘制
了电缆结构图。
◆单位长度重量计算：重量的理论计算为该型号电缆各部分结构单位长度
的材料用量提供了粗略依据，可使实际生产中原料的采购更为合理，不
至于浪费或不足；成品电缆的重量计算可为运输安全提供参考。
◆工艺设计：主要针对实际生产所做的设计。侧重于实际加工方法、加工
设备、工艺参数及工艺要求，为工人在实际生产中更合理、更科学的操
作提供参考，为产品的质量提供了保障。
◆试验部分：以表格的形式列举出了例行试验(R)、抽样试验（S）和型式
试验（T）的项目和标准要求。电缆在实际敷设之后，若出现故障，故
障的测寻和维修是比较困难的，因此要通过严谨的试验做到不合格的产
品不出厂，减少不合格产品，从而节约资源，提高效益。
电缆的使用性能和寿命，决定于结构的先进性，材料选用的合理性以及工艺的完善性。结构、材料、工艺和试验四个方面相互联系、相互影响。本设计是在综合考虑以上各因素的情况下完成的。
绪论
在国民经济发展的今天，电力已经成为我国经济建设中必不可少的一部分，而电线电缆是在电力系统中传输或分配大功率电能，可见电缆更是我们建设崭新的二十一世纪所必需的坚固基石。
在过去，电缆行业为国家电气化和国民经济的发展做出了重大贡献，现在，面对竞争激烈的国内市场和瞬息万变的科学技术发展，电缆行业面临更新知识、学习新技术的艰巨任务。
1970年，我国交联电缆开始试制和使用，由于设备落后，结构陈旧，测试设备不全，产品质量尚不够稳定，生产数量也很少，满足不了国民经济发展的需求；80年代初期沈阳电缆厂率先从瑞典引进了Sieverts公司的生产设备及成套的技术并经消化在全国电缆行业中推广使用，对提高我国的交联电缆的产品质量起到了积极的作用。NOKIA、Davis、TROESTER和Royal等国外较著名设备制造公司的CCV干法交联生产线的大量引进以及电缆研究所对国内CCV生产线的整顿验收，规范了工艺要求提高了产品质量。目前，国内交联聚乙烯生产线已有300多条，国产的35KV及以下的中低压交联聚乙烯绝缘电力电缆已在国内普遍使用。
随着交联聚乙烯电力电缆的大量使用，我国又不断的从国外引进新的生产线，电压等级也在不断提高。本公司引进的CCV交联生产线是一种干法交联生产线，它自动化水平高，产品质量好，工艺性能稳定，多层同时挤出和超净料处理系统的出现，为高压交联聚乙烯电缆的生产提供了技术保证，交联聚乙烯生产线的引进又使我国的交联聚乙烯电缆又迈上一个新的台阶。本公司采用是悬链式生产线，整个生产线的流程由双放线盘，连续储线器，轮带上牵引，三层共挤出机，上封闭器，悬垂控制器，冷却装置，下封闭口，履带牵引，计米收线装置及控制系统组成。它采用三层共挤原理，消除了间隙存在，从而提高耐电强度，满足了市场要求，从而进一步推动了电缆行业的发展。
发电厂把机械、热等形式的能量转换成电能，电能经过变压器和输电线路输送并分配给用户，再通过各种用电设备转换成适合用户需要的各种形式的能量。这些生产、输送、分配和消费电能的各种电器设备连接在一起组成的整体称为电
力系统。电力系统中输送和分配电能的部分称为电力网。它包括变压器和各种电压的输电线路。
为了降低发电成本和保证供电的可靠性，现代的电力系统都是将分散的电力系统并网联成一个大的电力系统整体运行。大系统的远距离输电必须使用较高电压。目前我国交流输电系统额定电压最高达1000KV。
交流系统输电十分便捷，但线路损耗大，每年大约1/5的能量消耗在线路上。电容电流的影响又使海底交流电缆输电更加困难。而直接输电损耗小，没有电容电流的影响，因此，现代电力系统都采用交流-直流-交流系统。
电力电缆主要有四部分组成：导体、绝缘层、保护层、屏蔽结构。我国目前生产的电力电缆主要采用交联聚乙烯绝缘电力电缆，主要是为了克服聚乙烯的缺点，故采用交联的方法是聚乙烯的线型分子结构变成网状立体分子结构，可提高聚乙烯的耐热性，高温下的耐电稳定性；减少结构中的气泡缺陷，提高耐环境应力开裂及蠕变性，而且保持了聚乙烯原有的优点。
交联聚乙烯电缆结构轻便，易于弯曲，电气性能优良，耐热性能好，容量大，安装敷设方便，附件接头简单，所以随交联工艺的不断发展和改进，我们预计更高品质的中高压电缆必将得到更好的发展。
本次设计的电缆型号为YJV42—8.7/15kV 3*185mm2，其型号含义为:铜导体，交联聚乙烯绝缘，聚氯乙烯内衬层，粗钢丝铠装，聚氯乙烯外护套的中压电力电缆，电缆设计用的导体对地或金属屏蔽之间的额定工频电压为8.7KV,电缆设计用的导体间额定工频电压为15kV。3芯，导体标称截面积为185mm2。钢丝铠装电缆以承受电缆所受张力，在垂直敷设的竖井中或横跨江河湖海的水中等。还用作导体加强层。
电缆设计的思路是由内向外，逐层设计，分别是导体、绝缘（三层共挤）、金属屏蔽、成缆绕包、内衬层、粗钢丝铠装及外护套。
?制定电缆使用条件，依次设计电缆导体、绝缘、护层结构。
?计算产品结构尺寸和材料净重计算。
?根据工艺装备技术条件，设计产品生产工艺流程。
?制定试验项目，明确产品的试验种类方法和性能指标要求。
?结束语。
参考标准及文献。
第一章电缆结构设计
第一节电缆导体设计
◆电缆导体作用：传输电能传输信息，实现电磁能量转换。
◆导电线芯的材料及特点
◆导体材料：电工用铜
◆导体特点：
?铜属于重金属，密度为8.89*103kg/m3。
?导电导热性好，仅次于银，位居第二位。
?化学稳定性高、抗腐蚀性好。
?基本无磁性，又是反磁性物质，磁化系数极低。
?机械性能好，易于加工。易于焊接。
◆电缆导体结构及特点:
◆电缆结构：第2种结构，正规圆形绞合紧压结构。
◆电缆结构特点：
绞合特点：
?多股绞合可以增加导体的柔软性和可曲度，提高机械强度。相邻层绞向相反，可提高导体结构稳定性。
?导体紧压特点：紧压可使导体表面光滑，避免电场集中，同时防止挤塑半导电屏蔽时，半导电屏蔽料进入线芯，可有效防止水分进入线芯，缩小导体外径，提高填充系数有利于降低成本。
?圆形导体比扇形导体电场均匀。
◆电缆导体的设计步骤
◆根据已知的型号YJV42-8.7/15 3*185查GB/T 3956-2008标准，表2确定导体
采用第2种圆形导体结构,对于中压电力电缆考虑绝缘的电击穿性能，因此采用紧压导体结构。正规绞合经过紧压原来空隙被单线填满，导体变形小，表面光滑。导体种最少单线根数为37根，且单线标称直径相同。20℃时导体最大直流电阻为0.0991Ω/KM.
◆根据最少根数37根，第2种圆形绞合结构。n=1+3m(m-1)，其中n为m
层单线总根数。当m=4时，总根数为37根时。GB/T 3956-2008标准满足标准要求正规绞合导体排列形式为1+6+12+18
◆ 单丝直径的确定
查电力电缆设计原理表1-0可知1K =1.02 2K =1.02 3K =1.02
由 2012
320lk k k R A ρ=标真紧压后
其中l 为单位长度 20R =0.0991×-610Ω ㎜
20ρ=0.017241×-610Ω ㎜
代入数据可得：
可得A 真紧＝182.52mm
d =
代入数据可得：
d =2.56㎜
◆ 紧压后轮廓直径c D 的确定
224c d n D πμηπ
==真紧压后
紧压后轮廓A A
2
244c D n
d ???=π
π
η 其中:η=0.9，n 为总根数。 代入公式： D c =16.20mm
该值符合标准中的规定，最大外径18.0mm,满足标准要求。
第二节电缆绝缘、屏蔽的材料和尺寸的确定
◆电缆导体屏蔽层的设计
◆导体屏蔽层的作用
◆可均化绝缘上的电场分布、减少因导丝效应所增加的导体表面最大场强。
◆防止气隙，提高耐局部放电，树枝放电特性。
◆抑制树枝引发的作用。
◆当电缆温度突然升高时，可避免直接冲击到绝缘。
◆电缆导体屏蔽层的材料及要求。
?材料：聚乙烯和炭黑的混合物、防老剂。
?要求：热膨胀性能与绝缘材料的性能相符合，具有良好的电性能（体积电阻率），机械性能。
?35kV及以下导体屏蔽材料可采用交联型或非交联型的半导电料。
?35kV及以上导体屏蔽材料必须采用交联型。
◆导体屏蔽的标准和要求。
?导体屏蔽的标准
U>1.8kV
S≥500mm2其中导体屏蔽采用绕包和挤包的联合形式
?导体屏蔽层的要求。
半导电层应均匀的包覆在导体上，表面应光滑，无明显纹线和凸纹，不应有尖角、颗粒，烧焦和擦伤的痕迹。
?导体屏蔽层的厚度选择。
半导电材料，紧贴导体表面，厚度0.6、0.8、1.0mm三种，其中0.6、0.8mm 用于8.7/10KV及以下电缆，0.6用于小规格，0.8用于大规格，1.0用于
8.7/10-26/35KV.
?从经济的角度分析，导体的屏蔽层越薄越好，但太薄易出现导线的扭绞纹路，易引起弯曲开裂。
?从工艺水平和电缆性能分析导体屏蔽层应具有一定的厚度，保证导体表面光滑。
◆导体屏蔽的设计步骤
?根据已知的型号规格确定电缆导体屏蔽采用挤包结构（使电缆紧密，防止气隙，禁止水分进入），材料为交联型半导电材料。由聚乙烯料加炭
黑、防老剂组成。厚度为0.8mm。
?计算导体屏蔽后的电缆线径。
16.20+2×0.8=17.80mm
◆电缆绝缘层的设计
◆电缆绝缘层的作用。
保证电缆的电气性能，防止沿导电线芯流动的电流向外泄。
◆绝缘层结构。
绝缘层采用挤包结构。
◆绝缘层材料及特点：
?材料：交联聚乙烯。
?特点：在聚乙烯基础上大大提高了它的耐热性和耐环境应力开裂，减少了它的收缩性，使其受热后不再熔化，长期允许工作温度可达90度，结构轻便，电气性能优良，耐热性好，不受敷设落差限制，没有因漏油而引发火灾的危险且物理机械性能好。
◆电缆绝缘层的设计步骤
?根据GB/T 12706.2-2008标准规定，型号为YJV42—8.7/15kV 3*185mm2绝缘标称厚度为4.5mm。
?计算绝缘后电缆线径。
导体屏蔽后电缆线径：17.80mm
绝缘后电缆线径：17.80+2×4.5=26.80mm
◆电缆绝缘屏蔽层设计
◆绝缘屏蔽层的作用。
作用：
?在较高电压下，由于运行中电缆弯曲部分表面受到张力作用伸长，若这时存在局部放电则会由于表面弯曲产生微观裂纹导致电树枝引发或表面受局部放电腐蚀引起新的开裂，引发新的树枝。
?电缆的外屏蔽能有效的防止这类导体电树枝的引发。
◆绝缘屏蔽层结构及要求
绝缘屏蔽层结构：采用挤包结构
要求: 绝缘屏蔽层应与绝缘同时挤出，其与绝缘层的界面应光滑，不应有尖角、颗粒、烧焦或擦伤的痕迹。
◆绝缘屏蔽层材料:因电缆电压等级为8.7/15kV, 同时综合考虑材料热膨胀性,
电性能故绝缘屏蔽层采用交联型半导电材料。
◆绝缘屏蔽层设计步骤
?根据已知条件确定绝缘层采用挤包结构，交联型半导电材料，挤包厚度取
0.8mm
?计算绝缘屏蔽后线芯直径，绝缘后线芯直径：26.80mm
绝缘屏蔽后线芯直径：26.80+2×0.8=28.40mm
第三节电缆金属屏蔽层设计
◆金属屏蔽的作用。
?加强和限制电场在绝缘内的作用，使电场方向沿绝缘半径方向。
?用于三相四线制系统时可作为中性线，承担不平衡电流。
?防止电缆轴向表面放电。
?在正常情况下流过电容电流短路电流的回路。
?铜带屏蔽电缆有较好优越的防雷特性。
◆金属屏蔽层材料及结构特点
材料：金属带（退火软铜带），承担较大的短路电流。
结构特点：采用一层重叠绕包，左向。
◆金属屏蔽层所设计步骤
?根据已知条件确定金属屏蔽层采用退火软铜带结构，金属带采用一层重叠绕包。重叠率为20％，绕包方向左向，金属带厚度为0.10mm，宽度
为30mm.
?计算金属带绕包系数
11
1120%
k
k
==
--
=1.25
?计算金属屏蔽后直径
金属屏蔽后直径：28.40+3*0.10=28.70mm