轧制工艺矿物绝缘电缆的设计方法及应用该方法的电缆与流程

本技术涉及电缆设计，尤其是涉及一种轧制工艺矿物绝缘电缆的设计方法及应用该方法的电缆。

背景技术：

1、随着国家对社会安全效益和经济效益的重视加深，氧化镁矿物绝缘电缆市场份额逐年增加，传统拉拔式生产工艺受制于生产效率低、制造成本高、产品电性能合格率低等缺陷，已经无法满足客户连续生产长度长、生产周期短、产品性能稳定的需求。同时越来越多工程项目倾向于使用“四大一小线芯”、“三大两小线芯”、“三大一小线芯”等结构形式的非gb/t 13033.1-2007标准规格的产品，使得“铜带纵包氩弧焊连续灌装轧制”生产工艺的优势逐步明显。

2、在gb/t 13033.1-2007标准中，各规格参数具体规定，没有明显的逻辑规律，且标准未规定相关产品的设计方法和理论。在此背景下，规范产品的设计方法和理论亟待解决。

3、目前的相关技术中，存在以下缺陷和不足：

4、1、在现有标准中，没有具体的产品设计方法和理论，非标准规格产品无法依据gb/t13033.1-2007标准进行设计，各企业的非标准规格产品设计参数不尽相同，影响产品的推广，造成市场的混乱。

5、2、由于缺乏统一的设计方法和理论，各企业的产品在结构设计上参差不齐(主要表现为产品铜护套外径的大小、铜护套厚度的大小、绝缘厚度的大小)，成本上差异较大，导致客户单位无法判断产品的优劣，造成使用上的安全隐患。

6、3、产品电性能参数没有明确的设计方法或指标要求，导致市场上非标准规格产品电性能考核指标参差不齐，无法统一有效鉴定产品电性能指标。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本技术提供一种轧制工艺矿物绝缘电缆的设计方法及应用该方法的电缆，能够对非标准规格的矿物绝缘电缆的设计进行规范，确定不同规格下的产品参数指标。

2、第一方面，本技术提供的一种轧制工艺矿物绝缘电缆的设计方法，采用如下的技术方案：

3、一种轧制工艺矿物绝缘电缆的设计方法，所述方法包括：

4、获取矿物绝缘电缆的标准产品参数，其中，所述标准产品参数包括不同规格下的铜护套标称厚度t、绝缘标称厚度t1、导体标称直径d、铜护套标称外径d、铜护套标称内径d1以及铜护套最大直流电阻r标；

5、确定所述铜护套标称内径d1与导体标称直径d、绝缘标称厚度t1之间的第一数值对应关系；确定所述铜护套标称厚度t与铜护套标称外径d之间的第二数值对应关系；

6、确定所述铜护套标称外径d与铜护套标称内径d1之间的第三数值对应关系；

7、确定电阻率修正系数k，并基于所述电阻率修正系数k确定所述铜护套最大直流电阻r与铜电阻率ρ铜、铜护套标称外径d、铜护套标称厚度t之间的第四数值对应关系；

8、确定非标矿物绝缘电缆的实际绝缘厚度t1实和实际导体直径d实；

9、根据所述实际绝缘厚度t1实、实际导体直径d实、第一数值对应关系、第二数值对应关系、第三数值对应关系、第四数值对应关系和电阻率修正系数k，确定非标矿物绝缘电缆的产品参数。

10、通过采用上述技术方案，基于gb/t 13033.1-2007标准和gb/t 12706.1-2020标准，引入矿物绝缘电缆的标准产品参数的物理量，并分别确定各标准产品参数之间的第一数值对应关系、第二数值对应关系、第三数值对应关系和第四数值对应关系，最后基于非标矿物绝缘电缆的实际绝缘厚度、实际导体直径，以及上述的各个数值对应关系，确定出该非标矿物绝缘电缆的各项实际结构参数和电性能参数。

11、进一步地，所述第一数值对应关系的确定，具体包括：

12、确定所述矿物绝缘电缆的规格，所述矿物绝缘电缆中的导体按正多边形对称排列设计；

13、根据电缆的不同规格，基于数形推理分别确定所述铜护套标称内径d1与导体标称直径d、绝缘标称厚度t1的第一数值对应关系。

14、通过采用上述技术方案，根据不同规格的矿物绝缘电缆来确定铜护套标称内径d1与导体标称直径d、绝缘标称厚度t1三者之间的第一数值对应关系，其中，无论是几芯的规格，电缆中的导体都按照正多边形对称排列设计。

15、进一步地，所述第一数值对应关系的表达式包括：

16、当电缆为2芯结构时，d1＝2d+3t1；

17、当电缆为3芯结构时，当电缆为4芯结构时，当电缆为5芯结构时，

18、通过采用上述技术方案，在电缆中的导体都按照正多边形对称排列设计的情况下，根据产品规格芯数的不同，分别通过数形分析推理得出2芯、3芯、4芯和5芯时的铜护套标称内径d1与导体标称直径d、绝缘标称厚度t1三者之间的第一数值对应关系。

19、进一步地，所述第二数值对应关系的确定，具体包括：

20、基于若干所述标准产品参数，以铜护套标称外径d为x轴、铜护套标称厚度t为y轴构建散点图；

21、基于所述散点图进行线性拟合，确定所述铜护套标称厚度t与铜护套标称外径d的第二数值对应关系。

22、通过采用上述技术方案，以gb/t 13033.1-2007标准数据为依据，构建以铜护套标称外径d为x轴、铜护套标称厚度t为y轴的散点图，再通过拟合曲线得到铜护套标称厚度t与铜护套标称外径d的第二数值对应关系。

23、进一步地，所述第二数值对应关系的表达式如下：

24、t＝0.1569d0.5953。

25、通过采用上述技术方案，选取gb/t 13033.1-2007标准数据，生成铜护套标称外径d与铜护套标称厚度t的关系图，进行线性拟合，得到相关拟合函数，创造性地提出了铜护套标称外径d与铜护套标称厚度t之间的第二数值对应关系。

26、进一步地，所述第三数值对应关系的表达式如下：

27、d＝d1+2t＝d1+0.3138d0.5953。

28、进一步地，所述电阻率修正系数k的确定，具体包括：

29、基于所述铜电阻率ρ铜，计算得到若干不同规格的铜护套最大直流电阻推算值r推；

30、分别计算对应的r标与r推的比值，将若干所述比值的平均值作为电阻率修正系数k。

31、通过采用上述技术方案，根据确定的铜电阻率ρ铜数据，并根据电阻定律(导体的电阻r跟它的长度l、电阻率ρ成正比，跟它的横截面积s成反比)，以及gb/t 13033.1-2007标准中的铜护套标称外径d、铜护套标称厚度t的数据，推算得到铜护套最大直流电阻r推，再进一步计算得到r标与r推的比值(r标/r推)，取平均值作为电阻率修正系数k。

32、进一步地，所述第四数值对应关系的表达式如下：

33、r＝ρl/s＝kρ铜l/π(d-t)t；

34、其中，ρ表示电阻率，l表示长度，s表示截面积。

35、通过采用上述技术方案，基于电阻定律，并引入电阻率修正系数k，得到铜护套最大直流电阻r与铜电阻率ρ铜、铜护套标称外径d、铜护套标称厚度t之间的第四数值对应关系。

36、进一步地，所述确定非标矿物绝缘电缆的产品参数，具体包括：

37、根据所述实际绝缘厚度t1实、实际导体直径d实、第一数值对应关系，计算得到实际铜护套内径d1实；

38、根据所述实际铜护套内径d1实和第三数值对应关系，计算得到实际铜护套外径d实；

39、根据所述实际铜护套外径d实和第二数值对应关系，计算得到实际铜护套厚度t实；

40、根据所述铜电阻率ρ铜、实际铜护套外径d实、实际铜护套厚度t实、第四数值对应关系、电阻率修正系数k和电缆长度，计算得到实际铜护套最大直流电阻r实；

41、根据所述实际绝缘厚度t1实、实际导体直径d实、实际铜护套内径d1实、实际铜护套外径d实、实际铜护套厚度t实和实际铜护套最大直流电阻r实，确定非标矿物绝缘电缆的产品参数。

42、通过采用上述技术方案，根据已知量(实际绝缘厚度t1实、实际导体直径d实)，再基于前述步骤所确定下来的第一数值对应关系、第二数值对应关系、第三数值对应关系和第四数值对应关系，按照逻辑顺序可以依次推导出该非标矿物绝缘电缆的各项产品参数。

43、第二方面，本技术提供的一种轧制工艺矿物绝缘电缆，采用如下的技术方案：

44、一种轧制工艺矿物绝缘电缆，包括：

45、所述电缆应用上述技术方案所述的方法进行产品参数的设计。

46、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

47、1.通过将矿物绝缘电缆产品的各个标准产品参数之间的数值对应关系进行组合求解，并按照逻辑顺序推导计算出非标产品的各产品参数，填补了gb/t 13033.1-2007标准在产品设计方法和理论方面的不足，本技术的方法和理论能够指导非标准规格产品的设计。

48、2.本技术可以将不同规格下的矿物绝缘电缆产品形成对应的统一参数指标(结构参数指标及电性能参数指标)，从而规范不同厂家的产品设计，避免市场的混乱，客户使用单位也可以据此考核非标产品的相关质量。

49、3.本技术中的标准产品参数均是根据gb/t 13033.1-2007标准而来，基于标准数据创造性地推导出各个产品参数之间的数值对应关系，从而实现对非标产品的参数确定，其实现方法和实现原理的合理性、准确性更高。