光电复合架空绝缘电缆设计

      1.引言
      关于光电复合架空电缆方面的文献已有很多，并且介绍的较为详细，然而对光电复合导体结构的设计几乎一样，一般是不锈钢管光单元放在中心轴或层上，采用圆单线进行规则绞合，绞合完成后进行挤内屏及绝缘，由于不锈钢管光单元的结构决定，绞合后不能进行紧压。在挤塑时内屏材料嵌在单丝之间的间隙中，这样，既造成浪费材料又不能保证内屏材料均匀包覆在导体上，而且没有经过紧压，导体容易出现“蛇形”和导体外径偏大等问题，最终绝缘材料也造成浪费，严重时甚至生产不出来合格的产品，针对此种情况，本文介绍一种光电复合架空绝缘电缆导体的设计方法，供大家参考。
      本文以JKLYJ/G6B1-10KV 120mm2中导体设计为例进行讲解。
      2.确定光电复合电缆导体光单元的位置和铝杆的型号
      像前面所述，如果是圆单线的话，不锈钢管放在哪个位置对导体是没有影响的，然而，本文采用的是异形单丝进行绞合，所以，不锈钢管只能放在中心轴上。由于采用异形单丝进行绞合，就要求单丝具有较好的柔韧性，所以我们选择A2杆进行拉制，如图1       3.计算光电复合电缆导体的有效截面
      我们可以参照标准GB/T1179-2008，查得120mm2导体在20℃情况下的直流电阻为0.2374Ω/km，利用下式       R—120mm2在20℃下的直流电阻:0.2374 ；ρ—铝导体的电阻率，即0.028264Ω•mm2/m；L—1km。可求得：S=119.06mm2。
      4.计算电缆导体的外径及确定层数和根数
      由于采用的单丝是异形，绞合后的填充系数比较大，在0.88—0.92之间，根据经验我们取填充系数为0.90，根据下式       代入相应的数据，可求得d=12.97=13.0mm
      关于层数及根数的确定，我们可以参照GB/T1179-2008，进行试取：取两层结构，根数为18根，即6+12，绞合时单线之间存在间隙，取外层异形单线之间的夹角为29。，邻外层单线之间的夹角59。，外层单丝和邻外层单丝的高度都相同，并且根据经验倒圆角为0.6mm。通过AUTO CAD绘制如图2       从图中，我们可以看出，这种结构，外层异形单丝呈现“口”字形，显然不利于线芯的绞合，并且通过AUTO CAD进行计算，这种结构的有效面积为117.20mm2，也不符合要求。
      经过反复数据的代入及试验，最终确定该导体的层数为：两层，单丝排列为5+9。取外层异形单线之间的夹角为39。，邻外层单线之间的夹角71。。如图3       通过AUTO CAD进行计算，可以得出其有效面积。外层面积：8.6966*9=78.27mm2；邻外层面积：8.1927*5=40.96mm2，总面积为119.2 mm2。
      可以得出结论，这种结构完全符合生产要求。
      5.与传统结构的对比分析       通过对比发现，这种新型结构具有很大的经济效益，同时单丝根数的减少，又能提高生产效率，值得推广并应用于生产。
      6.结束语
      针对其他不能紧压导体结构，同样也是适用的，且方法相同。本方法准确、简单、快捷，已经在本司得以推广， 且取得很好的效果。
参考文献：
【1】 GB/T3956—2002 电缆导体
【2】 GB/T14049—2008额定电压10kv架空绝缘电缆
【3】 GB/T1179—2008 圆线同心绞架空导线（陈长江 苗雪鹏）