瓦形與圓形導體結構和成本之對比

楊素華， 王衛東， 林凡濤， 許啟發， 潘　龍， 王　強

（1.青島豪邁電纜集團有限公司，山東膠州266300；2.河南機電高等專科學校，河南新鄉453002）

瓦形與圓形導體結構和成本之對比

楊素華1， 王衛東2， 林凡濤1， 許啟發1， 潘龍1， 王強1

（1.青島豪邁電纜集團有限公司，山東膠州266300；2.河南機電高等專科學校，河南新鄉453002）

五芯低壓電力電纜產品有瓦形和圓形兩種導體結構形式，結合導體實際生產情況，分別從導體結構、導體截面、產品成本等方面進行詳細對比。結果表明：瓦形和圓形結構導體電力電纜產品各有優勢，在生產制造時可根據實際情況合理選擇。

瓦形導體；圓形導體；結構和成本；對比

0 引 言

一般情況下，50 mm2及以上規格的低壓電力電纜導體會采用異形結構，以達到成纜緊密圓整、減小外徑、降低運輸成本以及減少安裝敷設費用等目的，因此異形結構導體得到廣泛應用。其中，五芯電纜導體通常采用4（瓦）+1（圓）結構形式；不過根據電力電纜設計原理，也可采用4（圓）+1（圓）結構形式。本文以交聯聚乙烯（XLPE）絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯（PVC）護套電力電纜YJV22-0.6/1 kV 4× 185+1×95 mm2為例，對這兩種導體結構形式進行詳細對比。

1 導體結構和導體截面的對比

1.1電纜結構的對比

YJV22-0.6/1 kV 4×185+1×95 mm2電纜產品結構圖見圖1。從圖1可以看出兩種不同的導體結構形式：a主線絞合導體結構采用4（圓）+1（圓）結構；b主線絞合導體結構采用4（瓦）+1（圓）結構。

1.2導體截面的對比

電纜用導體，成品直流電阻越接近國家標準中規定的直流電阻值越好。以185 mm2銅導體為例，在導體直流電阻符合國家標準的情況下，瓦形最小導體截面為180.2～181.0 mm2，圓形最小導體截面為177.1～177.9 mm2，由此可以看出圓形緊壓導體能在一定程度上減少材料用量，從而降低材料成本。

通過對緊壓前后單線變形程度的比較發現，在緊壓系數相近的情況下，圓形緊壓導體各單線變形基本相近，而瓦形導體的單線極不均勻，在瓦形的四個圓角和內側小圓弧處單線變形嚴重，單線大的變形產生嚴重的加工硬化，從而導致單線電阻增大，不得不通過增大導體截面來保證直流電阻的合格。因此，相同規格導體，采用瓦形導體的實際截面要大于圓形導體，增加比例約在1％～2％。

2 導體后續工序成本的對比

兩種不同形狀導體XLPE絕緣鋼帶鎧裝PVC護套電力電纜的結構尺寸見表1。圓形緊壓導體電纜因成纜后線芯間間隙較大，其輪廓外徑要大于瓦形緊壓導體電纜，因此其填充、包帶、內襯層、鋼帶和護套材料用量均多于瓦形結構電纜。相同截面積，圓形的周長最小，因此圓形導體電纜的絕緣材料用量會少于瓦形結構電纜，兩種結構電纜材料用量詳見表2。

圖1　圓形緊壓導體和瓦形緊壓導體電纜結構圖

表1　YJV22-0.6/1 kV 4×185+1×95 mm2電纜結構尺寸　（單位：mm）

表2　YJV22-0.6/1 kV 4×185+1×95 mm2電纜材料用量　（單位：kg·km-1）

從表1和表2可見，瓦形結構導體成品外徑約為圓形結構導體成品外徑的92％，且其成纜結構緊密，不僅節省填充材料，而且后續包帶、內襯層、鎧裝、護套用量也相應減少。而瓦形結構導體產品總重量是圓形導體結構產品的96％，相當于較圓形導體結構產品重量輕4％，故瓦形導體電纜可減少運輸和施工費用。

3 導體生產加工和質量控制的對比

3.1生產加工

（1）瓦形結構導體采用軋輥模具方式生產，在實際生產中不可能做到全程測量導體直流電阻，一般在實際生產中均通過取樣驗證稱重截面，確定相應的導體尺寸（瓦高，瓦寬）。生產時，需依據現場工藝測量瓦高、瓦寬，但由于測量高度存在誤差等因素，易造成實際生產稱重截面不穩定，截面偏大，造成原材料浪費；截面偏小，則導體電阻不合格，材料浪費更大。

（2）圓形結構導體采用拉拔方式生產，操作工依據生產工藝要求選擇正確尺寸的模具即可。實際生產中，截面尺寸易控制，受人為因素影響小，材料成本較易控制。

3.2質量控制

（1）瓦形結構導體生產用模具為壓輥，在實際生產過程中因受力不均勻，部分單線變形較大。尤其是鋁導體的機械性能較差，導體易出現斷線，內層翻身，甚至整個導體被拉斷，而且不易解決，生產難度大和易造成不合格產品的風險較大，因此產品質量較難控制。

（2）圓形結構導體生產模具為拉拔模，拉拔模為專業的模具生產廠家加工，尺寸精度高，表面光滑，故生產出的導體表面光滑圓整，導體稱重截面穩定，較接近設計截面，這樣產品質量就易控制。

4 結 論

（1）瓦形結構導體成品電纜外徑約為圓形結構導體的92％，電纜重量能減少4％，從而減少運輸、施工費用，從施工上考慮，可采用瓦形結構導體。

（2）通過產品材料成本比較，在導體直流電阻符合國家標準的情況下，部分規格圓形結構導體產品較瓦形結構導體產品成本低，從成本方面考慮，這些規格以采用圓形結構導體較為合理。

（3）實際生產加工過程中，圓形結構導體產品質量較瓦形結構導體易控制，且成品直流電阻較易測量及測量數據穩定，從質量控制方面考慮，采用圓形結構導體較為合理。

［1］ GB/T 3956—2008 電纜的導體［S］.

［2］ GB/T 12706.1—2008 擠包絕緣電力電纜及附件第一部分：額定電壓1 kV（Um=1.2 kV）和3 kV（Um=3.6 kV）電纜［S］.

［3］ 王衛東.電纜工藝技術原理及應用［M］.北京：機械工業出版社，2011.

Comparison of the Tile Shaped and Round Conductor on Structure and Cost

YANG Su-hua1，WANG Wei-dong2，LIN Fan-tao1，Xu Qi-fa1，PAN Long1，WANG Qiang1
（1.Qingdao Haomai Cable Group Co.，Ltd.，Jiaozhou 266300，China；2.Henan Institute of Electromechanical Engineering，Xinxiang 453002，China）

For five core low-voltage power cable，there are two structure forms of the tile shaped and round conductor.Combined with the practical production experience，this paper detailedly compared the two structure conductor on the structure，cross-sectional area of conductor，the cost of products and other aspects，respectively.The results show that the tile shaped and round conductor cable products each have advantages and disadvantages.In practice，the tile shaped and round conductor structure power cable should be reasonably chosen according to the actual needs.

tile shaped conductor；round conductor；structure and cost；comparison

TM 247

B

1672-6901（2015）06-0032-03

2015-05-18

楊素華（1983-），女，助理工程師.

作者地址：山東膠州市廣州北路502號［266300］.