交联聚乙烯电力电缆导体结构

    电缆的生产和敷设过程中，经常需要弯曲，为满足电缆的柔软性和可曲度的要求，较大截面的电缆导体由多根较小直径的导体绞合而成：绞合导体有圆形、扇形、腰圆形和中空圆形等种类。10kV及以上交联聚乙烯电缆，均采用圆形规则绞合导体结构。即导体有规则、同心地相继各层依不同方向地绞合。圆形绞合导体几何形状固定，稳定性较好，表面电场比较均匀。

    圆形绞合导体经过紧压模（辊）紧压，成为紧压导体：交联聚乙烯电缆所用线芯除特殊要求外，均采用紧压型线芯，紧压型线芯可使线芯外表面光滑，防止导丝效应，避免引起电场集中；防止挤塑半导电屏蔽层时半导电料进入线芯；可有效地防止水分顺线芯进入。导体经过紧压，每根导丝不再是圆形而呈现不规则形状，如图1-12所示。

    线芯中单线根数一般可表示为

   K=1+6+12+…+6n(n=1，2，3…)

    导电线芯的大小是按横断面积来计算的，以mm2作单位。各国规定的线芯截面标准不同。我国目前规定中低压电缆线芯截面有：2.5，4，6，10，16，25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185,240, 300, 400, 000, 630, 800mm2等，高压XLPE绝缘电缆；现在常用的线芯截面有300，400，630，1000mm2等几种。铜和铝导体截面均按上述规格生产。

    图1-12    圆形导体紧压前后的断面图

   (a)紧压前；(b)紧压后

    对于大截面导体，为了减小其集肤效应，应采用分割导体结构。GB/T11017. 2-2002规定：截面积为800mm2以下的导体应采用符合GB/T 3956 1997的第2种紧压绞合圆形结构；截面积为800mm2以上的导体应采用分割导体结构；800mm2的导体可以采用紧压绞合圆形结构，也可以采用分割导体结构。铜分割导体中的单线应不少于170根。铝分割导体的结构在考虑中。各种绞合导体不允许整芯或整股焊接。绞合导体中的单线允许焊接，但在同一层内，相邻两个接头之间的距离应不小于300mm。导体表面应光洁、无油污、无损伤屏蔽及绝缘的毛刺、锐边以及凸起或断裂的单线。

    表示绞合导体紧压程度的参数为填充系数，又称为紧压系数，用η表示。它是全部导丝实际截面积之和A1和绞合导体外接圆所包含的面积A之比，对于圆形绞合导体，有

   (1-1)

式中Ai-第i根导丝截面积；

   Z-导丝总根数；

   Dc-绞合导体外接圆直径。

    非紧压导体的填充系数η=0. 73～0. 77，经过紧压后，η可达到0.88～0. 93。

    已知填充系数η，用卡尺测得圆形绞合导体直径Dc，则可用公式A1=π/4ηDc2算出导体截面积。