SZ绞合 安徽省**电缆有限公司

SZ 绞大约在上世纪60 年代已有报导, 首先是 在话缆制造工艺流水线上被人们所采纳, 80 年代已有100 多条串联SZ 对绞和单元绞生产线在成功地运行, 与传统的绞合方法相比, SZ 绞大大提高了生产效率, 降低了生产成本, 生产出的电话电缆符合所有的适用标准, 以及REA 标准CFR7 第1755 条( ICEA 52842608- 1988) 更严格的串音要求 。 SZ 绞不但在话缆工艺中加以采用, 在目前光缆生产中, 不论是层绞、中心束管、骨架式和U 形槽式, 全部采用了SZ 绞, 在国内外光缆和话缆的设备制造厂已可成套的供应这种设备, 从制造到应用都 很成熟。

目前在国内的电力电缆和电气装备电缆很少见SZ绞的产品面世。SZ 绞不但可以提高生产率, 设备简单, 转动部分很小、很轻, 设备安装都可不做基础, 既可节省巨大的转动绞笼和多段式绞笼, 又可降低了巨大的能耗和投资, 对电缆制造厂来说, 经济效益是明显的。 在国内对电力电缆和电气装备电缆来说, 老标准对绞线和成缆都有绞向的规定, 如绞线规定外层绞向为左向, 其它各层方向相反; 对成缆则规定外层绞向为右向, 其它各层方向相反, 而现在的产品标准都等效地采用IEC 标准了, 对绞线和成缆都没有绞向的规定, 因此, 采用SZ 绞是不违反标准的。

对于电力电缆、控制电缆、信号电缆等固定敷设的电缆, 和一些不承受拉力而要求柔软的电气装备电缆而言, 采用SZ 绞更为合适, 而这些电缆在国外先进国家电缆制造厂早已采用SZ 绞了, 典型的应用是大长度的海底电力电缆,以及用于绝缘线芯的外屏蔽层的制造。它大大地减少了电缆接头数量, 减少了潜在的故障, 增加了电缆的长度, 而且SZ 绞电缆在敷设和施工方面也不存在问题.

　SZ 绞的原理 对绞制的绞向而言, 目前有两种, 一是左向, 形似“S”又称S 向; 二是右向, 形似“Z”又称Z 向, 故SZ绞也可称为左右向绞。SZ 绞的形成如图1 所示。 图1　SZ 绞合原理图 图1 中,A、B 两点不动, C 点如顺时针旋转, 则在AC 间形成S 向; 在CB 间形成Z 向。当电缆按一定的速度向前运动, 如果在B 点加一绕包装置将Z向固定, 电缆向前走一定距离后, 使C 再按逆时针旋转, 这时在CB 间就形成了S 向, 而在AC 间就应形成Z 向, 由于AC 间原为S 向破劲为0, 这样由于C 点的往复旋转在电缆上形成了SZ 绞合(在CB 位置间)。C 点转动角一般小于360°(约为270°) , 转动速度约为600 r/m in。

电力电缆用的SZ 绞制设备基本上有三种型式, 如表1 所列。 除表中所列型式之外, 尚有螺旋式、摇摆式、双呼吸式和往复移动绞合模式等, 但基本原理都是一样的, 所不同的是储线长度不一样, 如管式储线机, 为了加长储线长度可以作成几节串联。

电力电缆用SZ 绞大部分是双扭绞式和夹紧式。 双扭绞式与护套挤出组成串联生产线, 先把线芯引到一个平台上(一般情况下上面有储线器以便于不停车接头) , 再引到挤出机前长度约500～600mm 的双绞合头, 经包带后(一般为两个包带头) 进入挤出机的机头, 绞合部分示意图如图2 所示 德国FR ISCH 制造的SZ双扭绞式 ，用于电力电缆2～ 5 芯, 1. 5～ 16 mm 2 成缆及护套串联生产线,最大线速度为200 m /m in。

夹紧履带式是适用于大截面电力电缆, 欧洲大部分国家多采用刚性大的实心导线, 线芯较硬, 故采用履带式旋转牵引并进行SZ 成缆。这种履带不但要将电缆拉出来, 还要进行左右旋转, 以形成SZ 绞合。履带夹子装有软质塑料或橡皮, 不但要夹住电缆, 还要防止损伤绝缘。它可生产截面为25～ 300 mm 2 电缆, 一般海底电缆就是这种设备生产的, 它和挤出机串联组成了大截面电力电缆生产线。 管式储线机是专为将一层导线绞制在一个中心元件上而设计的, 或在电缆绝缘层外绞合一层金属屏蔽或同心接地线。它由固定的分线板储线管和转动的分线板组成。储线管与分线板两者以交替方向同步转动, 通常转动2～ 8 转以后再反向转动, 当线芯离开储线管时, 在中心导线或绝缘线芯上就形成了SZ 绞的绞层。这种设备最早用于光缆, 在国内电工制造厂已大量生产, 并已成功地获得了应用。在国外不但用它来进行光缆成缆或对绞, 以及同心屏蔽层的绞制, 并且用它进行信号电缆和控制电缆的绞合。信号电缆和控制电缆都是小截面多芯电缆, 要分层成缆, 根据电缆芯数分成几层, 如1+ 6为一层; 2+ 8、3+ 9、1+ 6+ 12 为二层; 1+ 6+ 12+18 为三层, 据文献介绍, 国外串联两组管式储线机可以绞合30 芯(4+ 10+ 16) 以下的电缆。

　一般情况下, 利用管绞、笼绞、框绞或盘绞成缆, 很难与护套挤制组成串联生产线, 而采用了SZ 绞可以很方便地与挤出机组成串联生产线,降低了损耗, 提高了生产效率, 节省了工作场地和能源消耗, 是一举多得的。

SZ—ZS双层绞合（成缆）机 意大利Cortinovis公司

过去： 多芯铜导体绝缘软电缆线芯成缆是在笼绞挤框绞机或盘绞机上完成的。由于这些机器的转速和线速度（m/min）的限制，护套操作必须分作二步才能完成。这样的工艺流程和一步法加挤出机的生产线相比，需要双倍的操作，形成了高的费用（在二步法中每步都要有收线和放线装置）。由于多台的收线和放线，除占用了很大面积外，还增加了生产费用。

将来： 利用S-Z工艺生产绝缘软电缆，（由于标准中对成缆的绞合方向未做规定），是可以用于电缆的生产中，直到现在，这种工艺的需求还是滞后的。 为了稳定每个S-Z层结构，（维持一定的形 状，满足挤出护套的要求），可以按正常的办 法，在S-Z层间加入一定数量的垫芯即可，这样 的生产可以不降低电缆的柔软性和使用价值。

Cortinovis公司采用二个S-Z装置串联放置，有二层导电线芯可以生产控制电缆（利用相反绞向去稳定内层或线芯。因此，其名字称作SZ-ZS装置和工艺）。 Cortinovis公司的SZ-ZS生产线由一对SZ-ZS绞合机，加上一台挤出机串联组成，二者操作由一台单独的计算机控制和操纵，像一台单机一样。

SZ-ZS装置含有：分别驱动的同心式S-Z装置，因此具有不同的成缆节距，瞬间反向和正向、按照要求加以控制。 第二层成缆：在第一层成形后，（使用第二个S-Z装置）将导电线芯线绕到第一层的线芯上，线芯采用反向转动，（因此称作SZZS）。 由于第二层很快“固定”线芯成型，于是就消除了必要的中间垫层立即挤上护套。隔一段距离（约几个cm）立刻挤上护套，固定在转动的理想的形状和条件下，这是电缆理想的形状。

在一步法连续的工艺过程中，按照挤出机的能力配置，已成为可能。省却了庞大的，多余的占地和安装时间，使生产能立即开工，全部的生产时间很明显地减少了。 制造的产品能马上准备好并交付使用（通过一步法使用的自动收线机装置）。 在此设备上强有力地降低了投资费用（SZ-ZS一步法机器的价值远远低于盘绞机，其中的放线和收线，都可以不同）。 通常通过一个大的组合装置提供导体或线芯，一个大的鼓形容器，通常可装60-70Km长的导体。因此，要求每10个小时才更换一次。 显著地减少了电力、人力和各种生产费用（没有繁重的搬运，不需要双倍和三倍的复绕，恰恰只用一个人来操作整个生产线）。 在生产环流中没有更多的操作者和周围的人员，这就减少了噪 声和空气的流动，粉尘的扩散和动力的消耗。 生产速度显著地增加四倍，（生产典型的速度是120m／min）， 因此具有高的生产率。 对于1+6，3+9（对应是二层结构和1+6+12也是两层结构），范围从0.75-2.5mm2。用反向成缆的节距可降低到电缆直径的1.5倍 （此节距长度适用于最柔软的电缆生产）。

电线电缆屏蔽的SZ 绞 电缆的屏蔽主要用途是接地, 使整根电缆可以多点安全接地, 另一用途是屏蔽电场, 防止电磁波的干扰, 较多用于电缆线芯分相屏蔽, 军用电子装置用线缆(射频电缆)、家用电器用线等电磁波的屏蔽; 在软电缆中既有安全接地的作用, 又有一定的耐弯曲的机械性能, 如矿用电缆和船用电缆等。 为达到上述功能一般采用绕包和编织的型式。 绕包设备通常多用两段的笼绞或框绞, 一般为60 盘或72 盘, 先进一点是用盘绞。 舰船用电缆较多的是采用编织型式, 特别是用于军用电线电缆等小规格产品。金属编织机规格有16、24、32 和48 锭, 锭子转速最高一般为60 ~120r/m in, 每8 小时仅能生产电线电缆约200 ~400m , 是电缆设备效率最低的一种,并且还要在编织时进行并股, 编织导线用完后要换锭, 这样导线损耗大, 而且既费时又费工。由于经常换锭子, 并股的铜丝不能焊接, 电缆弯曲时往往刺破绝缘, 造成短路或击穿等事故, 是电缆的一大隐患。

SZ 屏蔽不用大型转动的绞笼, 动力小, 占地省, 效率高。图 为交联电缆绝缘线芯外屏蔽结构型式。 对于小截面电线的电磁屏蔽使用SZ 绞更有利, 例如编织屏蔽的编织覆盖率要求达到80% , 屏蔽线一般用镀锡或不镀锡的铜丝, 直径为0.08～0. 15 mm , 根据不同规格而选用, 如用SZ 绞其覆盖率可超过90% , 可少用铜丝30% , 外径小而平整, 其工作效率比编织机要高几十倍。 德国斯巴克(SP IRKA ) 高速编织机厂也开始生产SZ 交叉螺旋机替代了低效率的传统的编织机, 这种设备适用于绝缘直径最大可达70mm , 屏蔽丝最多根数可达90 根, 单丝直径最大可达3 mm , 它通常由单线放线、交叉螺旋机、同心式包带和牵引等各部分所组成, 交叉螺旋机转速可达400 r/m in。

　斯巴克(SP IRKA) 交叉螺旋机

通过以上介绍可知, SZ 绞成缆或屏蔽在电力电缆和其它电缆生产中大有用武之地, 甚至可以改变电缆生产的面貌, 提高自动化水平, 使我国电缆工业进入一个更高水平。