专利名称：一种长定子绕组电缆的缆芯及其制备方法
技术领域：
本发明涉及电缆，特别是一种用于磁悬浮列车路轨的长定子绕组电缆的缆芯及其制备方法。
背景技术：
用作磁悬浮列车路轨的长定子绕组的电缆是在有限的空间范围内将电缆经过蛇形弯曲，固定在长定子的线槽中。这种电缆的外径必须与线槽的槽形形状匹配。为了提高列车的运行速度，通过长定子绕组电缆的电压等级也需进一步提高。加于电缆上的电压提高后也需要相应提高电缆的绝缘性能，可通过改进绝缘材料或适当加大绝缘材料的厚度。但是，不管是出现哪种状态，长定子绕组电缆的缆芯的外径将不能增加，只能减少。
现有技术中，长定子绕组电缆的缆芯是由圆单线绞制而成的。首先在生产时进行在线紧压，然后再经热处理而制成的相对柔软的长定子绕组电缆的缆芯，缆芯的中心部分仍保留着7根圆单线绞制成形的状态。现有技术中制作完成的长定子绕组电缆的缆芯尚存着充满率不高，圆线经紧压以后的缆芯会有外表面不十分光滑，且柔软程度较差等不足。在相同尺寸的条件，相对柔软度的前提下，还需进一步提高缆芯的导电能力，提高载流量，就需要进一步提高缆芯材料的导电率。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种导电能力更强，载流量更大，充满率更高的长定子绕组电缆的缆芯。本发明的绕组电缆的缆芯用于长定子绕组电缆中，在电缆有限的缆芯直径内，具有高的充满率，电缆的缆芯紧凑且柔软，以提高电缆的载流量。
本发明的技术方案一种长定子绕组电缆的缆芯，是由多根单线经绞制形成的多层结构，其特点是所述的单线被预先成型为可相互嵌合的型单线，所述的多层结构分为内芯层和外芯层，内芯层为由多个横截面为扇形的内芯型单线组成的圆形芯层，外芯层为由多根外芯型单线嵌合的管状芯层。
所述的内芯型单线的楞边顶角为圆角，围成圆形的多个内芯型单线绞制后在内芯层的中心形成一中心孔，该中心孔内可通冷空气。
所述的外芯型单线为Z形型单线、或为拱形型单线、或为C形型单线。
所述的外芯层为多层，同层的外芯层型单线为同一类型的型单线，异层的外芯型单线或为同一类型的型单线或为不同类型的型单线。
所述的型单线为铝线、或为铜包铝线。
在所述缆芯的外芯层中，同层的外芯型单线为铝线和铜包铝线相间排列。
一种制备所述的绕组电缆的缆芯的方法，其特点在于包括如下步骤①将铝锭轧制成铝杆的形状；②将铝杆拉丝，依次通过圆形模具、渐变模具和定型模具，形成具有固定形状的型单线；③将拉成按设计所需要的固定形状的型单线通过绞线机上的定位装置，排列并裹合成缆芯的形状，然后进行绞制；④利用普通方式对绞制成的缆芯进行退火处理。
本发明的技术效果
本发明绕组电缆的缆芯由于采取了型单线绞制而成，其充满率有很大的提高，在相同外径的缆芯条件下，缆芯具有更大的载流量。型单线采用的电工铝导电率为63％IACS(国际退火铜标准导电率)，铜包铝线则可达66.5～68.5％IACS，较以往的导电材料有更好的导电能力。
本发明绕组电缆的缆芯，其中的型单线由于绞制而互相嵌连在一起，缆芯外表面十分光滑，且即使在某一根型单线出现断裂时也不会影响缆芯的整体形状，不会损坏电缆的绝缘，由型单线预先成型后绞制的缆芯比现有技术中采用圆单线绞制紧压成缆的缆芯，机械性能优良且更柔软，更易弯曲成形。
本发明的绕组电缆的缆芯，在型单线绞制成为电缆以后在电缆的缆芯中央形成一个中心小孔，该中心小孔内流通冷空气，降低了电缆导电时的温度。
说明书附1是本发明一种长定子绕组电缆的缆芯的实施例1的截面示意图。
图2是本发明一种长定子绕组电缆的缆芯的实施例2的截面示意图。
图3是本发明一种长定子绕组电缆的缆芯的实施例3的截面示意图。
图4是本发明一种长定子绕组电缆的缆芯的实施例4的截面示意图。
图中，1—内芯层 2—外芯层3—中心小孔 11—扇形型单线21—Z形型单线22—拱形型单线23—C形型单线具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例来进一步详细说明本发明的绕组电缆的缆芯，但不应因此而限制本发明的要求的保护范围。
实施例1请看
图1，图1是本发明一种长定子绕组电缆的缆芯的实施例1的截面示意图。由图1可以看出，本发明绕组电缆的缆芯是由多根单线经绞制形成的多层结构，包括内芯层1和外芯层2，内芯层1为由四个横截面为扇形的内芯型单线组成的圆形芯层，该扇形型单线11的棱角处有小圆角，经绞制后中心部位形成一个中心小孔3，这个沿电缆轴向的中心小孔3，在电缆运行时因能流通空气，而降低电缆运行的温度，提高电缆的载流量。本发明绕组电缆的缆芯中，外芯层2是由多根外芯型单线嵌合并绞制成的管状结构，其中，本实施例中外芯型单线为拱形型单线22，外芯层2共有两层，自内向外的第一层为由八根拱形型单线22相互嵌合成的一个圆周，第二层为由十二根拱形型单线相互嵌合成的一个圆周22。
一种制备所述的绕组电缆的缆芯的方法，主要包括如下步骤①将铝锭轧制成铝杆的形状；②将二十根铝杆拉丝，依次通过圆形模具、渐变模具和内孔为拱形的定型模具，制成拱形型单线22；将四根铝杆拉丝，依次通过圆形模具、渐变模具和内孔为扇形的定型模具，定型模具的四角处有圆角，制成具有圆角的扇形型单线11；③将四根扇形型单线围成一个圆形作为内芯层1，并将八根拱形型单线22围绕内芯层1排列成为外芯层2的第一层，将十二根拱形型单线22围绕外芯层2的第一层排列成为外芯层2的第二层，排列后的上述的所有的型单线通过绞线机上的定位装置，由该定位装置裹合后绞制成电缆的缆芯，绞制成型的电缆缆芯的中心处有一轴向的中心小孔3，该中心小孔3是由扇形型单线11拼成圆形时各中心棱处的圆角形成的；④利用普通方式对绞制成的缆芯进行退火处理。
本实施例中绕组电缆的缆芯采用电工铝作为导电材料，电工铝导电率为63％IACS(国际退火铜标准导电率)，较以往的导电材料有更好的导电能力。
实施例2请看图2，图2是本发明一种长定子绕组电缆的缆芯的实施例2的截面示意图。由图2可以看出，本实施例中绕组电缆的缆芯与实施例1中绕组电缆的缆芯结构相似，不同之处在于实施例2中的外芯型单线为Z形型单线21，外芯层2中自内向外的第一层为十二根Z形型单线21排列而成的圆周，第二层为十八根Z形型单线21排列而成的圆周。
本实施例中绕组电缆的缆芯采用铜包铝线作为导电材料，铜包铝线的导电率为68.5％IACS(国际退火铜标准导电率)，较以往的导电材料有更好的导电能力。
实施例3请看图3，图3是本发明一种长定子绕组电缆的缆芯的实施例3的截面示意图。由图3可以看出，本实施例中绕组电缆的缆芯与实施例1中绕组电缆的缆芯结构相似，不同之处在于本实施例中的外芯型单线为C形型单线23，外芯层2中自内向外的第一层为十二根C形型单线23排列而成的圆周，第二层为十八根C形型单线21排列而成的圆周。
本实施例中绕组电缆的缆芯采用电工铝作为导电材料，电工铝导电率为63％IACS(国际退火铜标准导电率)，较以往的导电材料有更好的导电能力。
实施例4请看图4，图4是本发明一种长定子绕组电缆的缆芯的实施例4的截面示意图。由图4可以看出，由图4可以看出，本发明绕组电缆的缆芯是由多根单线经绞制形成的多层结构，包括内芯层1和外芯层2，内芯层1为由三个横截面为扇形的内芯型单线组成的圆形芯层，该扇形型单线11的棱角处磨有小圆角，经绞制后中心部位形成一个中心小孔3，这个沿电缆轴向的中心小孔3，制成后的电缆在运行时因能流通空气，而降低电缆运行的温度，提高电缆的载流量。本发明绕组电缆的缆芯中外芯层2为由多根外芯型单线嵌合并绞制成的管状结构，其中，本实施例中外芯型单线为混合形的型单线，外芯层2共有三层，自内向外的第一层为由八根拱形型单线22相互嵌合围绕内芯层1成的一个圆周，第二层为由十二根Z形型单线21相互嵌合围绕第一层形成的一个圆周，第三层为由十二根C形型单线23相互嵌合围绕第二层形成的一个圆周。
一种制备所述的绕组电缆的缆芯的方法，主要包括如下步骤①将铝锭轧制成铝杆的形状；②将三根铝杆拉丝，依次通过圆形模具、渐变模具和内孔为扇形的定型模具，制成三根扇形型单线11，此三根扇形型单线11可围成一个圆形，扇形定型模具的四角处有圆角，制成具有圆角的扇形型单线11；将八根铝杆拉丝，依次通过圆形模具、渐变模具和内孔为拱形的定型模具，制成八根拱形型单线22，此八根拱形型单线22可围绕三个扇形型单线围成的圆形成一首尾相连的圆周；将十二根铝杆拉丝，依次通过圆形模具、渐变模具和内孔为Z形的定型模具，制成十二根Z形型单线21，此十二根Z形型单线21可围绕八根拱形型单线22形成的圆周依次排列成一首尾相连的圆周；将十二根铝杆拉丝，依次通过圆形模具、渐变模具和内孔为C型的定型模具，制成十二根C形型单线，此十二根C形型单线23可围绕十二根Z形型单线形成的圆周依次排列成一个首尾相连的圆周；③将三根扇形型单线围成一个圆形作为内芯层1，并将八根拱形型单线22围绕内芯层1排列成为外芯层2的第一层，将十二根Z形型单线22围绕外芯层2的第一层排列成为外芯层2的第二层，将十二根C形型单线23围绕外芯层2的第二层排列成为外芯层2的第三层，排列后的型单线通过绞线机上的定位装置内裹合后绞制成电缆的缆芯，绞制成型的电缆缆芯的中心处有一轴向的中心小孔3，该中心小孔3是由扇形型单线11拼成圆形时各中心棱处的圆角形成的；④利用普通方式对绞制成的缆芯进行退火处理。
本实施例中绕组电缆的缆芯采用电工铝线和铜包铝线作为导电材料，电工铝导电率为63％IACS(国际退火铜标准导电率)，铜包铝线的导电率为68.5％IACS(国际退火铜标准导电率)，较以往的导电材料有更好的导电能力，在本实施例的绕组电缆的缆芯中，内芯层1和外芯层2的型单线层采用电工铝线和铜包铝线相间排列制成。
本发明的绕组电缆的缆芯的因为采用型单线排列后绞制而成，型单线的横截面上有突起或凹槽，或组成楔形，当这些型单线被绞制时，便形成几乎无空隙的组合成一个管状，各型单线之间互相嵌接，相互支撑，所以每一层都形成一个稳定的管状层，表面光滑，有高的充满率，成为长定子绕组电缆理想缆芯，绞制成的电缆的缆芯经过热处理，既能提高缆芯的导电率，也就是提高了缆芯的载流能力，又能使缆芯更加软化，由此制成的电缆将更易弯曲，更便于嵌入长定子的线槽中。
权利要求
1.一种长定子绕组电缆的缆芯，是由多根单线经绞制形成的多层结构，其特征在于所述的单线被预先制成有固定形状且可相互嵌合的型单线，所述的多层结构分为内芯层(1)和外芯层(2)，所述的内芯层(1)为由多个横截面为扇形的内芯型单线组成的圆形芯层，所述的外芯层(2)为由多根外芯型单线嵌合的管状芯层。
2.根据权利要求1所述的绕组电缆的缆芯，其特征在于所述的外芯型单线为Z形型单线(21)、或为拱形型单线(22)、或为C形型单线(23)。
3.根据权利要求2所述的绕组电缆的缆芯，其特征在于所述的外芯层为多层。
4.根据权利要求3所述的绕组电缆的缆芯，其特征在于同层的外芯型单线为同一类型的型单线，异层的外芯型单线或为同一类型或为不同类型的型单线。
5.根据权利要求1所述的绕组电缆的缆芯，其特征在于所述的内芯型单线的楞边顶角为圆角，当内芯型单线绞制后在内芯层的中心形成一中心孔。
6.根据权利要求1所述的绕组电缆的缆芯，其特征在于所述的型单线为铝线、或为铜包铝线。
7.根据权利要求1所述的绕组电缆的缆芯，其特征在于同层的外芯型单线为铝线和铜包铝线相间排列。
8.制备权利要求1所述的绕组电缆的缆芯的方法，其特征在于包括如下步骤①将铝锭轧制成铝杆的形状；②将铝杆拉丝，依次通过圆形模具、渐变模具和定型模具，形成固定形状的型单线；③将拉成按设计所需要的固定形状的型单线通过绞线机上的定位装置，排列并裹合成缆芯的形状，然后进行绞制；④利用普通方式对绞制成的缆芯进行退火处理。
全文摘要
本发明涉及一种长定子绕组电缆的缆芯，是由多根单线经绞制形成的多层结构，所述的单线被预先成型为可相互嵌合的型单线，内芯层为由多个横截面为扇形的内芯型单线组成的圆形芯层，外芯层为由多根外芯型单线嵌合并绞制成的管状结构，长定子绕组电缆的缆芯的制备包括如下步骤①轧制铝杆；②铝杆拉伸；③制备型单线并绞制；④退火处理。本发明的绕组电缆的缆芯外表面光滑，具有充满率高，导电性能高以及机械性能优良，更易弯曲成形的特点。
文档编号H01B13/00GK101086908SQ20071003973
公开日2007年12月12日 申请日期2007年4月20日 优先权日2007年4月20日
发明者黄豪士, 季世泽, 何大海, 刘斌, 程向前, 王松明, 史黎明 申请人:上海磁浮交通工程技术研究中心, 上海电缆研究所