1.本发明涉及电缆制造技术领域，尤其是指一种大截面铝合金导线防松散方法与松散检测方法。
背景技术：2.随着国民经济的高速发展，大容量、高电压、远距离输电线路陆续投入使用。我国幅员辽阔，架空输电线路广布于大江南北，经受各种气候与不同运行环境的考验，在一些地区不可避免的跨越以下特殊路段：通航河流、湖泊等大跨越段；大档距、高落差山区段；重冰雪区段。为了保障大容量架空输电线路的安全可靠运行，在以上特殊跨越区段的输电线路建设常采用大截面高强度铝合金导线作为电流输送载体。
3.大截面高强度铝合金导线由大直径高强度铝合金线同心绞合而成，具有表面硬度大、抗拉强度高(普通纯铝的2倍)、绞合内应力大的特点。现有技术中，导线在制造、检测过程按现有松散检测标准(拆股后铝线可复位)判定合格，在施工过程中受放线区段长、杆塔高差大、放线滑车数量多、转角大等因素影响，经大直径高强度铝合金线塑形变性与轻微松散后移积累，导致放线结束后导线尾端出现明显松散、导线自转，影响大截面高强度铝合金导线通电运行。
技术实现要素：4.为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中大截面铝合金导线在架设过程中容易出现松散现象，导致大截面高强度铝合金导线不能正常通电运行的缺陷。
5.为解决上述技术问题，本发明提供了一种大截面铝合金导线防松散方法，其特征在于，所述铝合金导线包括钢芯和设置在钢芯外侧的导电层，所述导电层包括多根绞合的铝合金线，具体包括以下步骤：
6.s101、根据铝合金线的抗拉强度、铝合金线的直径和张力调整系数建立目标放线张力计算模型，控制目标放线张力的范围在(1
±
5％)
×f放
范围内，目标放线张力计算模型如下：
[0007][0008]
其中，f
放
为目标放线张力，单位n，p为大直径高强度铝合金线实测抗拉强度，单位mpa，d为大直径高强度铝合金线实测直径，单位mm，n为张力调整系数；
[0009]
s102、在目标放线张力的范围内对铝合金线预成型形成s状，根据钢芯的直径和铝合金线的直径建立s形铝合金线下压量初值的计算模型：
[0010]
h0＝d
钢
×
n1[0011]
其中，h0为下压量初值，单位mm；d
钢
为大直径高强度铝合金线相邻内层镀锌钢芯直径，单位mm；n1为“s”成形调整系数；
[0012]
根据所述s形铝合金线下压量初值的计算模型计算得到下压量初值，将s形铝合金
线的弧高调整至下压量的值；
[0013]
s103、将多根预成型s形铝合金线与钢芯通过并线模绞合形成铝合金导线，多根铝合金线绞合在钢芯外侧形成导电层；
[0014]
s104、将成形的铝合金导线依次进行横向去应力和纵向去应力，消除铝合金线残余应力以及导电层绞合成型时的自转应力；若有一层导电层，将铝合金导线紧密绞合，若有多层导电层，重复步骤s101-s104，直至整个铝合金导线紧密绞合。
[0015]
在本发明的一个实施例中，所述张力调整系数的取值为4.2％～4.8％。
[0016]
在本发明的一个实施例中，步骤s102中n1的取值范围如下：当铝合金线直径≤3.50mm时，取n1＝0.92，铝合金线直径＞3.50mm时，取n1＝0.9。
[0017]
在本发明的一个实施例中，在步骤s103中s形铝合金线与钢芯并线的具体步骤如下：
[0018]
并线模的入口设置有绞入角，调整绞入角的大小22
°‑
25
°
；
[0019]
并线模的中心设置有定形区，定形区包括定形直径和定形长度，调整定形长度≥85mm，定形直径与导电层直径之间的计算模型，如下：
[0020]
d1＝d
导-0.35mm
[0021]
其中，d1为定形直径，单位mm；d
导
为导电层的外径。
[0022]
在本发明的一个实施例中，在步骤s104中，将成形的铝合金导线依次进行横向去应力和纵向去应力时，至少经过五组交错设置的去应力轮。
[0023]
在本发明的一个实施例中，同侧相邻两个去应力轮之间的间距等于所述铝合金导线的节距。
[0024]
在本发明的一个实施例中，所述横向去应力与纵向去应力的去应力压量均为5mm-8mm。
[0025]
在本发明的一个实施例中，还包括大截面铝合金导线松散检测方法，具体操作步骤如下；
[0026]
s201、剪切导电层中的多根铝合金线股，将铝合金线股附着于未绞合铝合金线的钢芯上；
[0027]
s202、垂直于钢芯方向对铝合金导线股施加10n的上提升力，测定铝合金线股内表面与钢芯外表面之间的间隙，沿导线长度方向拖拽铝合金线股端部，测定拖拽阻力；测得间隙值≤0.5mm且拖拽阻力值≥24n，则认为此导电层的成型效果良好。
[0028]
在本发明的一个实施例中，所述铝合金线股的长度不小于所述导电层节距的1.5倍。
[0029]
在本发明的一个实施例中，所述未绞合铝合金线的钢芯直径大小与已成型铝合金导线的钢芯直径大小相等。
[0030]
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0031]
本发明所述的一种大截面铝合金导线防松散方法与松散检测方法，对大截面积铝合金导线在生产过程中的每一步进行了优化设计，去除了铝合金线中的自应力以及绞合自转应力，避免了铝合金导线在制造或者施工时易出现批量松散问题，避免整批次导线的换货、报废或者二次处理，提高了生产效率，降低制造费用；同时，本发明中的松散检测方法简单有效易操作，工作强度小，可以有效检测出易松散的线束，保证生产质量。
附图说明
[0032]
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
[0033]
图1是本发明铝合金导线的结构示意图；
[0034]
图2是本发明预成型装置的结构示意图；
[0035]
图3时本发明中弧高的示意图；
[0036]
图4是本发明并线模的结构示意图；
[0037]
图5为图4的结构剖视图；
[0038]
图6是本发明的横向和纵向去应力的示意图；
[0039]
图7为图6中的去应力轮的结构示意图；
[0040]
图8为本发明中检测松散的示意图；
[0041]
说明书附图标记说明：1、钢芯；2、铝合金线；3、分线板；4、成形板；5、并线模；6、横向去应力；7、纵向去应力；8、去应力轮；9、间隙；10、拖拽阻力；11、下压量；12、弧高；51、绞入角；52、定形长度；53、定形直径。
具体实施方式
[0042]
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0043]
参照图1所示，本发明公开了一种大截面铝合金导线防松散方法，所述铝合金导线包括钢芯1和设置在钢芯1外侧的导电层，所述导电层包括多根绞合的铝合金线2，具体包括以下步骤：
[0044]
s101、根据铝合金线2的抗拉强度、铝合金线2的直径和张力调整系数建立放线张力计算模型，得到目标放线张力的范围；
[0045]
各放线盘张力应控制在一个合理偏差范围内，极差过大将造成导线径向受力不均，导致沿导线长度方向上存在弯曲“蛇形”问题；放线张力过小将造成单线后续“s”成形处理定形不理想；放线张力过大，将会造成大直径高强度铝合金线2缩径过大，缩减输电铝截面积，影响输电效果；径向压力大，上下层铝合金线2间出现环形压痕；造成单线绞合时断线，造成报废或者单线接头处理，导致生产效率与制造费用的双重浪费。
[0046]
具体的，对于放线张力对铝合金线2受力的影响，可以控制目标放线张力在(1
±
5％)
×f放
范围内，放线张力计算模型如下：
[0047][0048]
其中，f
放
为目标放线张力，单位n，p为大直径高强度铝合金线2实测抗拉强度，单位mpa，d为大直径高强度铝合金线2实测直径，单位mm，n为张力调整系数，为保证高强度单线成形效果，优选的取值4.2％～4.8％。根据铝合金线2的实际直径和其他相关数值，计算目标放线张力，得到放线张力的最适值。
[0049]
整个铝合金导线出现松散原因在于组成导电层的铝合金线2内残留的自身应力比较高，整个线束在绞合成形后，单个的铝合金线2由于自身残留较高的应力，因此导致线束的松散，而去除铝合金线2自身应力是在铝合金线2成形s状时。
[0050]
在步骤s102中，将铝合金线2通过预成型装置形成s状，根据钢芯1的直径和铝合金线2的直径建立s形铝合金线2下压量11初值的计算模型，调整s形铝合金线2的成型范围，消除铝合金线2部分内应力。
[0051]
可以想到的是，铝合金线2通过预成型装置后形成s形，由于铝合金线2内的自应力会克服一部分预成型时的下压力，使成s形的铝合金线2回弹，导致s形铝合金线2的弧高12达不到预成型的效果，因此需要调整预成型装置的下压量11。
[0052]
具体的，参照图2-3所示，所述预成型装置内设置有成形板4，所述成形板4的两侧对称设置有分线板3，调整s形铝合金线2的节距等于两个分线板3的间距；
[0053]
铝合金线2成s形时下压量11初值计算模型如下：
[0054]
h0＝d
钢
×
n1[0055]
其中，h0为下压量11初值，单位mm；d
钢
为大直径高强度铝合金线2相邻内层镀锌钢芯1直径，单位mm；n1为“s”成形调整系数，当铝合金线2直径≤3.50mm时，取n1＝0.92，铝合金线2直径＞3.50mm时，取n1＝0.9；需要注意的是，这里铝合金线2的节距定义为形成一个完成螺旋的轴向长度。最终使得s形铝合金线2的弧高12调整至下压量11的值，去除铝合金线2的部分自身应力。
[0056]
进一步的，铝合金线2在预成型s形后，需要将多根s形铝合金线2绞合在钢芯1的外侧，形成铝合金导线。在步骤s103中，多根s形铝合金线2与钢芯1通过并线模5进行并线处理形成铝合金导线，多根铝合金线2铰合在钢芯1的外侧形成导电层。
[0057]
具体的，参照图4-5所示，在并线处理过程中，需要保证s形铝合金线2稳定的贴合在钢芯1的外表面，因此，在s形线进入并线模5时，需要调整绞入角51的大小22
°‑
25
°
；调整并线模5位置，使铝合金线2自然沿此角度进入并线模5，目的是减少对大直径高强度铝合金线2表面质量影响以及内应力释放。此外，并线模5的中心设置有定形区，定形区包括定形直径53和定形长度52，调整定形长度52值≥85mm，定形直径53与导电层直径之间的计算模型，如下：
[0058]
d1＝d
导-0.35mm
[0059]
其中，d1为定形直径53，单位mm；d
导
为导电层的外径；对步骤102中铝合金线2成s形后的状态进行定形，使最终铝合金线2绞合形成的导电层紧密的压在钢芯1的外侧。
[0060]
进一步的，多根铝合金线2在并线绞合的过程中，会产生自转应力，为了保证整个线束不松散，需要将这些自转应力去除。具体的，将成形的铝合金导线依次通过横向去应力装置6和纵向去应力装置7，消除铝合金线2残余应力以及导电层绞合成型时的自转应力。
[0061]
参照图6-7所示，作为本发明的优选方案，在进行横向去应力6与纵向去应力7时至少经过五组交错设置的去应力轮8。目的是经过横向和纵向的反复小弯曲处理消除大直径高强度铝合金线2的残余应力，同时在横、纵向施加径向压力形成夹持作用，消除导线绞合时产生的自转应力，其中同侧相邻两个去应力轮8之间的间距等于所述导电层的节距，尽可能去除更多的自转应力；同时，为了保证自转应力的去除效果，横向去应力6与纵向去应力7的去应力的压量为5mm-8mm。
[0062]
为了增加输电的截面积，一根大截面铝合金导线在钢芯1的外侧会结合有多层导电层，按照上述步骤，重复步骤s101-s104，直至整个铝合金导线紧密绞合。
[0063]
参照图8所示，一种大截面铝合金导线防松散方法，还包括检测松散的方法，用于
检测铝合金导线是否合格，具体操作步骤如下；
[0064]
s201、剪切导电层中的3-5根铝合金线2股，将铝合金线2股附着于未绞合铝合金线2的钢芯1上；为了保证取样的铝合金线2股验证结果的准确性，所述铝合金线2股的长度不小于所述导电层节距的1.5倍，使铝合金线2股有足够的长度可以附着在钢芯1上；需要注意的是，这里验证所采用的钢芯与已经成型线束内的钢芯尺寸大小相等，以保证实验结果的准确性。
[0065]
s202、垂直于钢芯1方向对铝合金导线股施加10n的上提升力，测定铝合金线2股内表面与钢芯1外表面之间的间隙9，沿导线长度方向拖拽铝合金线2股端部，测定拖拽阻力10值；测得间隙9值≤0.5mm且拖拽阻力10值≥24n，则认为此导电层的成型效果良好，若检测数据结果不达标，则认为此导电层成型效果不佳。
[0066]
综上，本发明介绍了一种大截面铝合金导线防松散方法与松散检测方法，对大截面积铝合金导线在生产过程中工艺流程进行了优化设计，首先选取适合的放线张力，过小的放线张力导致铝合金线2难以成s形，过大的放线张力会导致铝合金线2的断裂，影响生产；其次去除了铝合金线2中的自应力以及绞合自转应力，避免了铝合金导线在制造或者施工时易出现批量松散问题，避免整批次导线的换货、报废或者二次处理，提高了生产效率，降低制造费用；最后，本发明中的松散检测方法简单有效易操作，工作强度小，可以有效检测出易松散的线束，保证生产质量。
[0067]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
技术特征：1.一种大截面铝合金导线防松散方法，其特征在于，所述铝合金导线包括钢芯和设置在钢芯外侧的导电层，所述导电层包括多根绞合的铝合金线，具体包括以下步骤：s101、根据铝合金线的抗拉强度、铝合金线的直径和张力调整系数建立目标放线张力计算模型，控制目标放线张力的范围在(1
±
5％)
×
f
放
范围内，目标放线张力计算模型如下：其中，f
放
为目标放线张力，单位n，p为大直径高强度铝合金线实测抗拉强度，单位mpa，d为大直径高强度铝合金线实测直径，单位mm，n为张力调整系数；s102、在目标放线张力的范围内对铝合金线预成型形成s状，根据钢芯的直径和铝合金线的直径建立s形铝合金线下压量初值的计算模型：h0＝d
钢
×
n1其中，h0为下压量初值，单位mm；d
钢
为大直径高强度铝合金线相邻内层镀锌钢芯直径，单位mm；n1为“s”成形调整系数；根据所述s形铝合金线下压量初值的计算模型计算得到下压量初值，将s形铝合金线的弧高调整至下压量的值；s103、将多根预成型s形铝合金线与钢芯通过并线模绞合形成铝合金导线，多根铝合金线绞合在钢芯外侧形成导电层；s104、将成形的铝合金导线依次进行横向去应力和纵向去应力，消除铝合金线残余应力以及导电层绞合成型时的自转应力；若有一层导电层，将铝合金导线紧密绞合，若有多层导电层，重复步骤s101-s104，直至整个铝合金导线紧密绞合。2.根据权利要求1所述的大截面铝合金导线防松散方法，其特征在于：所述张力调整系数的取值为4.2％～4.8％。3.根据权利要求1所述的大截面铝合金导线防松散方法，其特征在于：步骤s102中n1的取值范围如下：当铝合金线直径≤3.50mm时，取n1＝0.92，铝合金线直径＞3.50mm时，取n1＝0.9。4.根据权利要求1所述的大截面铝合金导线防松散方法，其特征在于：在步骤s103中s形铝合金线与钢芯并线的具体步骤如下：并线模的入口设置有绞入角，调整绞入角的大小22
°‑
25
°
；并线模的中心设置有定形区，定形区包括定形直径和定形长度，调整定形长度≥85mm，定形直径与导电层直径之间的计算模型，如下：d1＝d
导-0.35mm其中，d1为定形直径，单位mm；d
导
为导电层的外径。5.根据权利要求1所述的大截面铝合金导线防松散方法，其特征在于：在步骤s104中，将成形的铝合金导线依次进行横向去应力和纵向去应力时，至少经过五组交错设置的去应力轮。6.根据权利要求5所述的大截面铝合金导线防松散方法，其特征在于：同侧相邻两个去应力轮之间的间距等于所述铝合金导线的节距。7.根据权利要求5所述的大截面铝合金导线防松散方法，其特征在于：所述横向去应力与纵向去应力的去应力压量均为5mm-8mm。
8.根据权利要求1所述的大截面铝合金导线防松散方法，其特征在于：还包括大截面铝合金导线松散检测方法，具体操作步骤如下；s201、剪切导电层中的多根铝合金线股，将铝合金线股附着于未绞合铝合金线的钢芯上；s202、垂直于钢芯方向对铝合金导线股施加10n的上提升力，测定铝合金线股内表面与钢芯外表面之间的间隙，沿导线长度方向拖拽铝合金线股端部，测定拖拽阻力；测得间隙值≤0.5mm且拖拽阻力值≥24n，则认为此导电层的成型效果良好。9.根据权利要求8所述的大截面铝合金导线防松散方法，其特征在于：所述铝合金线股的长度不小于所述导电层节距的1.5倍。10.根据权利要求8所述的大截面铝合金导线防松散方法，其特征在于：所述未绞合铝合金线的钢芯直径大小与已成型铝合金导线的钢芯直径大小相等。
技术总结本发明涉及一种大截面铝合金导线防松散方法，具体包括以下步骤：S101、调整目标放线张力的范围；S102、根据钢芯的直径和铝合金线的直径建立S形铝合金线下压量初值的计算模型，调整S形铝合金线的成型范围，消除铝合金线部分内应力；S103、多根S形铝合金线与钢芯通过并线模进行并线处理形成铝合金导线；S104、将成形的铝合金导线依次进行横向去应力和纵向去应力，消除铝合金线残余应力以及导电层绞合成型时的自转应力；若有多层导电层，重复步骤S101-S104，直至整个铝合金导线紧密绞合。本发明去除了铝合金线中的自应力以及绞合自转应力，避免了铝合金导线在制造或者施工时易出现批量松散问题，提高了生产效率，降低制造费用。降低制造费用。降低制造费用。
技术研发人员：杨立军 黎汉林 孙乐雨 施鑫 侯岩 孟祥辉 崔佳宇 宋健磊
受保护的技术使用者：江苏亨通电力电缆有限公司
技术研发日：2022.07.20
技术公布日：2022/11/1
