[发明专利]一种直流海缆用异型单线模具及其设计方法

说明书

本发明公开了一种直流海缆用异型单线模具，包括定径模具和若干过程模具，若干所述过程模具套从小到大依次套在所述定径模具外侧；相邻的所述定径模具与所述过程模具的截面变化率以及相邻的两所述过程模具的截面变化率均控制在0%~55%；所述定径模具为圆弧形。通过上述方式，本发明一种直流海缆用异型单线模具及其设计方法，该设计方法确定了过程模具的个数、每个模具的平面结构尺寸以及异型单线与铜杆圆心的相对位置关系，保证了拉丝过程中铜杆各个方向都受到均匀的挤塑变形。

技术领域

本发明属于电力电缆领域，具体涉及一种直流海缆用异型单线模具及其设计方法。

背景技术

超高压柔性直流海缆系统是实现远海风电传输的关键技术，高压柔性直流输电相较于高压交流输电具有传输容量大、传输距离远和系统稳定性高等特点，尤其是柔性直流输电系统灵活，易于应对分布式能源随机性潮流，近年来获得了国内外科研院所和海缆厂家的广泛关注。

由于远海风电需要传输的电力容量大、海缆敷设水域深等特点，超高压柔性直流海缆普遍需要用到大截面阻水导体，采用异型单线圆形紧压导体的结构形式，不仅能很好解决大截面导体生产难点，也能够显著提高导体的阻水性能，但目前异型单线生产工艺还不是很成熟，采用挤出方式生产异型单线导体能够保证异型单线的结构尺寸满足设计要求，但生产效率偏低，不能满足大长度海缆的生产要求。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种直流海缆用异型单线模具及其设计方法，能够解决拉拔工艺所需的拉拔模具设计难题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种直流海缆用异型单线模具，包括定径模具和若干过程模具，若干所述过程模具套从小到大依次套在所述定径模具外侧；

相邻的所述定径模具与所述过程模具的截面变化率以及相邻的两所述过程模具的截面变化率均控制在0%~55%；

所述定径模具为圆弧形。

在本发明一个较佳实施例中，所述定径模具与所述过程模具的形状相同。

在本发明一个较佳实施例中，所述定径模具与所述过程模具的四个角上均设有圆弧倒角。

一种直流海缆用异型单线模具的设计方法，具体步骤包括：

1）确定所述定径模具的平面结构尺寸：根据客户提供的成品异型单线结构尺寸，从而确定所述定径模具的结构尺寸；

2）确定所述过程模具个数：根据公式（1）计算所需模具个数；

S_定径模×（1+X₁）×（1+X₂）×…（1+X_n）= S_铜杆 （1）

其中S_定径模为所述定径模具的截面积，n为所需所述过程模具个数，X_n为第n个所述过程模具的截面变化率，从所述铜杆进线到所述定径模具其截面变化率依次是X_n...X₂、X₁，S_铜杆为所述铜杆的截面积；

3）确定每个所述过程模的平面结构尺寸：每个所述过程模具的平面结构尺寸为由上一个所述定径模具或者所述过程模具上下左右等径扩大而得；

4）确定所述异型单线与所述铜杆圆心的相对位置：根据已知成品异型单线结构尺寸，计算出铜杆圆心O点位置关系，首先以点B为坐标系原点，通过公式（2）、（3）和（4）分别计算出位于B点侧的所述异型单线外圆弧端点与B点的水平距离、B点到所述异型单线对称轴的垂直距离位于B点侧的所述异型单线外圆弧端点与B点的垂直距离；

AN=（R₂- R₁）sinθ （2）