导电导体（SC）制造

根据电缆产品的用途和工作条件，使用不同结构的导体（SC）。

制造 SC 时使用哪些材料？

SC 的主要材料为铜线或铝线。

铜：使用铜是因为其电导率高、耐弯曲和拉伸，并且在电缆制造过程中具有良好的加工性能。根据国家标准 22483-2012《电缆、导线和绳索导电导体》，铜线可制造 1-6 级柔性导体。

用于恶劣环境（海底电缆、移动设备电缆等）的电缆，会在铜线上覆盖惰性金属（锡、锌、银、镍），显著提高其耐腐蚀性。

铝：铝广泛使用是因为其电导率较高且成本低于铜。铝线机械性能和加工性能较铜差，通常用于固定敷设电缆。这类电缆在使用过程中不弯曲。铝导体通常为 1-2 级柔性导体（国家标准 22483-2012）。

SC 的导线如何制造？

铜线和铝线的主要生产方法是拉丝法。其原理是在拉丝过程中，将坯料（或大截面线材）通过拉丝工具——拉丝模具的相应孔径拉出。拉丝模具的孔道具有特殊形状，以便于拉拔过程的进行。拉丝模具通常由硬质合金、合成多晶金刚石，甚至天然工业金刚石制成。通过反复将坯料通过孔径逐渐减小的拉丝模具，可以获得所需直径的线材。拉丝的级数及相应的拉丝模具数量通常在9到27级之间。

在铜线拉丝过程中，为了润滑拉丝模孔、冷却拉丝模及拉丝机牵引带，并清洗拉丝模孔中的金属切屑，使用拉丝乳化液。乳化液通常通过将乳化液浓缩液按一定比例与水混合制备而成。乳化液浓缩液由天然及合成矿物油、表面活性剂、植物油及其他专用添加剂混合而成。

在铝线拉丝过程中，使用由天然油和合成油及专用添加剂组成的多组分混合物（不添加水）。

在拉丝过程中，线材的塑性性能会发生变化，产生“加工硬化”。线材变得柔韧性下降、弯曲时更易脆断，这会降低线材在电缆生产中的工艺性能，增加断线率，并降低成品电缆的物理性能。为解决这一问题，需要对线材进行退火。在现代拉丝机中，拉丝过程通常与退火过程相结合，即退火连续进行（在线拉退火）。退火的原理是在加热线材至一定温度并保持一定时间，使金属结构恢复及其原始性能，然后冷却至室温。对于铜线，退火温度为480–600℃；对于铝线，退火温度为400–480℃。线材的加热通过接触辊向线材通以电流实现。

在铜线退火过程中，由于加热会发生铜的氧化，线材表面因氧化膜的形成而变暗。因此，退火通常在惰性环境中进行。一般采用水蒸气（由电蒸汽发生器产生）或氮气（由专用装置产生）。

拉丝机的分类

根据所生产线材的直径，拉丝机可分为：

粗拉机 – Ø 3,5 -1,2 mm;
中拉机 – Ø 1,2 -0,2 mm;
细拉机 – Ø 0,9 – 0,1mm.

根据多级拉拔方式（即连续使用多个拉丝模）分类：

无滑动拉丝：线材从拉丝模出来后，直接卷绕在下一牵引轮上。此类设备结构复杂、操作困难、体积大、产量低，多用于铝线拉丝。
滑动拉丝：线材从拉丝模出来后，绕在牵引轮带上（2–3圈），可以在带面上滑动。此类设备产量更高。

根据在同一台机器上同时拉拔的线材数量分类：

单通道拉丝机：产量较低；
多通道拉丝机（多股机）：与同等产量的单通道拉丝机相比，此类机器产量高，占地面积小。在制造多股绞合导体（TPJ）时可实现更高产量，同时所需操作人员较少。

如何选择用于生产固定敷设电缆（单股导体）的多股绞合导体（TPJ）的拉丝机？

操作步骤：

决定拟生产电缆产品的品种和产量。
计算多股绞合导体（TPJ）的结构，计算制造电缆所需线材的产量（线材材料、线径 Ø、各规格线材的生产数量）。
获取潜在设备供应商的商业报价。
根据导体材料、生产线径范围、所需产量、是否配备连续退火装置及设备价格，选择供应商及粗拉丝机类型。
核实拉丝机所需产能与铭牌产能（商业报价数据）是否匹配，且工作产能不应超过铭牌产能的0.8倍。
决定拉丝机的线材接收装置配置（钢盘单位接收装置 / 钢盘双自动接收装置 / 线材接收至容器桶 / 篮子的装置）。该决定将影响下一工序——TPJ绝缘层覆加的设备配置。
评估所需辅助设备和材料及其采购：

冷却乳化液/油（用于铝线生产）的储罐及其工作容量；乳化液/油的冷却系统。
乳化液清洁装置。
工艺用接收滚筒或容器—桶。
拉丝机送料用锐线紧固机。
焊接设备（接触焊或冷焊）。
蒸汽发生器 / 制氮装置，用于连续退火装置中提供惰性气氛。
拉断试验机，用于检测成品线材的相对延伸率。
拉丝乳化液浓缩液 / 拉丝油（铝线用）。
拉丝模组套件（路线），根据所需线材直径配置。

签订粗拉丝机供应合同。
安装及调试工作（建议由设备制造商的工程师参与）。
粗拉丝机操作员培训。

如何选择用于生产柔性电缆（可弯曲、扭转及移动的电缆和多股导体线材）的拉丝机套装？

柔性电缆及导线的生产要求制造由大量互相绞合的线材组成的多股绞合导体（TPJ）。

为了生产所需直径的线材，可以使用不同配置的拉丝设备：

适用于小批量生产
适用于大批量生产

对于小批量生产，可以使用完整套装的拉丝设备，也可以使用缩短版套装。使用缩短版时，中拉工序的坯料（半成品）需从外部供应商采购，而所需直径的线材则在单通道中/细拉丝机上生产。

使用完整套装的拉丝设备时，可按以下设备选择流程操作：

选择粗拉丝机，如前述章节所述。该机器用于生产中/细拉丝机的坯料。
决定拟生产电缆产品的品种和产量。
计算多股绞合导体（TPJ）的结构，计算制造电缆所需线材的产量（线材材料、线径 Ø、各规格线材的生产数量）。
获取潜在供应商关于单通道中/细拉丝机的商业报价。
根据所需线径范围、生产量、是否配备连续退火装置及设备价格，选择供应商、机型及数量。
核实拉丝机所需产能与铭牌产能（商业报价数据）是否匹配，且工作产能不应超过铭牌产能的0.8倍。
决定拉丝机送料装置配置，使其与粗拉丝机接收装置兼容；并决定线材接收装置配置，使其与TPJ绞线机的送料装置兼容。
评估所需辅助设备和材料数量，并进行采购。

冷却乳化液的储罐及其工作容量；乳化液冷却系统。
评估是否需要乳化液清洁装置。
工艺用接收滚筒或线轴。
冷焊焊接设备。
蒸汽发生器 / 制氮装置，用于连续退火装置中提供惰性气氛。
拉丝乳化液浓缩液。
拉丝模套件（路线），根据所需线材直径配置。

签订单通道中/细拉丝机供应合同。
安装及调试工作（建议由设备制造商的工程师参与）；培训拉丝机操作员。

对于大批量生产，使用的拉丝设备套装包括粗拉丝机和多通道拉丝机（多股机）。

操作步骤：

按前述章节所述选择粗拉丝机，该机器用于生产多股机（多通道拉丝机）的坯料。
决定拟生产电缆产品的品种和产量。
计算多股绞合导体（TPJ）的结构（包括TPJ中线材的数量和直径），以及制造电缆所需线材的产量（线径 Ø、各规格线材的生产数量）。
根据TPJ中线材数量，评估多股机的最佳通道数（如8、14、16、24等）。
获取潜在多股机供应商的商业报价。
根据通道数、生产线径范围、所需产量及设备价格，选择多股机供应商。
核实多股机所需产能与铭牌产能（商业报价数据）是否匹配，且工作产能不应超过铭牌产能的0.8倍。
决定多股机送料装置配置，使其与粗拉丝机接收装置兼容；并决定线材接收装置配置，使其与TPJ绞线机的送料装置兼容。
评估所需辅助设备和材料及其采购：

冷却乳化液的储罐及其工作容量；乳化液冷却系统。乳化液清洁装置。
多股机工艺用接收滚筒。
冷焊焊接设备。
蒸汽发生器 / 制氮装置，用于连续退火装置中提供惰性气氛。
拉丝乳化液浓缩液。
拉丝模套件（路线），根据所需线材直径配置。

签订多股机供应合同。
安装及调试工作（建议由设备制造商的工程师参与）；培训拉丝机操作员。

多股绞合导体（TPJ）。导体绞合设备类型及设备选择

导电导体的绞合工艺保证了电缆制造及使用过程中导体结构的稳定性。

TPJ的绞合是将单根线材或线材组合（股束，strand）绕导体轴（单根或多根线材/股束）旋转的过程。

绞合类型：根据绞合方向，可分为：

单向绞合：在此情况下，导体所有元素沿同一方向绞合。分为“左旋”和“右旋”。当导体元素逆时针旋转时为“左旋”，顺时针旋转时为“右旋”。
交错绞合：在此情况下，每一根绞线的方向都与前一根相反。

根据线材在多股绞合导体（TPJ）中的排列方式，可分为：

规整（层绞）绞合： TPJ在截面上具有较规整的几何形状。线材绕中心线材进行一层或多层绞合，每一层绞合的方向相对于前一层发生改变。
束状（乱绞）绞合： TPJ在截面上几何形状较不规整。所有线材沿同一方向一起绞合。

多股绞合导体（TPJ）绞合机的主要类型。

根据TPJ及其截面形状的要求，使用不同类型的绞线机。对于对TPJ几何形状要求严格的产品（例如：同轴电缆、绝缘径向厚度较薄的产品（汽车导线）、大截面导体、扇形导体），通常采用能保证规整绞合的机器：

灯笼式（框架式）绞线机：实现“解旋绞合”，即在绞合过程中，绞线机的框架沿一个方向旋转，而送料线轴沿相反方向旋转，从而获得内部应力最小的导体。
刚性绞合机：灯笼式绞线机的一种变型，其送料滚筒固定在绞线机框架上，不能相对于框架方向反转。该类型机器生产的TPJ更为坚固。
雪茄式绞线机：该类型机器的绞线框架呈长圆柱形，圆柱上有安装送料线轴的“吊篮”，在框架旋转过程中保持水平位置（如雪茄形）。雪茄式绞线机的产量略高于灯笼式。
拱形绞线机：可视为雪茄式绞线机的变型，用拱形代替金属圆柱框架，每个拱形围绕各自的送料滚筒旋转。

对于对几何形状要求不高的TPJ，采用框架式束状绞合机：

单绞机： 此类型机器的框架绕接收装置旋转。机器可提供较高的绞合质量和生产效率。
双绞机： 此类型机器的框架同时绕送料和接收装置旋转，可在框架旋转一圈时实现双步绞合。由于框架重量较灯笼式或规整绞合机器框架轻，该类机器产量最高，因此广泛用于最大截面可达95 mm²的TPJ绞合。

如何选择双绞机用于生产截面为0.5 mm²至6.0 mm²的柔性TPJ？

操作步骤：

决定拟生产电缆产品的品种和产量。
根据电缆产品的规范和技术要求，确定TPJ的柔性等级及最大线径。
计算TPJ的结构（包括TPJ中线材的数量和直径，以及优化多股拉丝机可加工的线材数量），并确定各规格TPJ的生产数量。

例如，我们需要制造截面为0.75 mm²的TPJ。假设根据电缆产品的规范（NТД），TPJ应符合国家标准 22483-2012《电缆、导线及绳索用导体》的表7中规定的柔性等级5。对于0.75 mm²的截面，规定该截面的单根线材直径不得超过0.21 mm。根据现有16通道拉丝机（多股机），选择TPJ结构为24×0.20，即为了生产此导体，需要在多股机上准备一套坯料：一个滚筒含16根直径0.20 mm的线材，另一个滚筒含8根直径0.20 mm的线材。最终，经过绞合16+8根线材，可得到TPJ 24×0.20。

获取潜在双绞机供应商的商业报价。
根据以下因素评估最优绞线机方案：绞合截面范围、生产能力、送料线轴/滚筒的数量及尺寸、接收滚筒尺寸、机器尺寸及送料装置占地情况、价格及其他重要参数。
双绞机产能计算。

线速度公式：

Vl= 2h × N框架, 其中：
Vl – 绞合线速度，m/min；
h – 绞合步距，米；
N框架 – 绞线框架转速，转/分钟。

机器产能计算公式：

Р = Vl×T×К, 其中：
P – 机器产能，m/班次；
Vl – 绞合线速度，m/min；
Т – 机器工作时间（班次时长），分钟；
К – 机器负荷系数（约0.8）。

根据月生产计划、机器产能及工作时间计算所需机器数量。
评估所需辅助设备和材料数量，并进行采购：

绞线机接收滚筒；
接触焊焊接设备；
硬质合金定径套件，根据绞合导体规格（直径）配置。

签订绞线机供应合同。
安装及调试工作（建议由设备制造商的工程师参与）；培训拉丝机和绞线机操作员。