Существует большое количество способов образования жил секторной формы. Главнейшие из этих способов следующие:
1. Способ набора из круглых проволок разного диаметра, заключающийся в том, что сначала набирается центральная часть сектора или сегмента из нескольких разного или одинакового диаметра проволок или стренг, идущих в жиле параллельно, а поверх этого сердечника дается один или несколько повивов круглой проволокой. Этот способ наиболее распространен, наши заводы теперь работают исключительно по этому методу, так же как и все германские заводы. Он достаточно прост и не требует специальных сложных приспособлений.
- Способ фасонного сердечника, заключающийся в том, что центральная часть сектора образуется из одной или двух фасонных проволок, поверх которых накладывается один или несколько повивов круглой проволокой. Этот способ используется некоторыми американскими заводами, в особенности для изготовления высоковольтных секторных кабелей. Экономически он выгоден только для мелких сечений (не свыше 50 мм2), а с другой стороны, меньше, чем для сечения 35 мм. его трудно применить.
Фиг. 125. Схема расположения нейтрального волокна секторной жиле.
- Способ „ковки", заключающийся в том, что сначала скручивается обычным путем круглая жила, которой затем на особом прессу придают путем штамповки секторную или сегментную форму. Способ этот применяется на некоторых английских и американских заводах, у нас он благодаря своей экономичности долгое время применялся на заводе "Москабель". Недостатки этого способа заключаются в том, что жила получается сильно нагартованной и во время производства вводится лишняя операция — штамповка.
- Способ сдавливания, заключающийся в том, что скручивается с длинным шагом круглая жила из более тонких, чем обычно, проволок, обматывается свободно бумагой, затем во время операции скрутки трех изолированных жил в кабель жилы получают приблизительно форму сектора путем сдавливания в калибре крутильной машины. Способ этот применяется в Англии [18].
- Способ вальцовки, заключающийся в том, что нормально скрученная жила проходит одновременно со скруткой через особые вальцы, которые придают жиле форму сектора или сегмента. В этом случае обычно берут очень длинный шаг скрутки для внутренних и короткий для наружных повивов, причем рекомендуется проволоку брать тоньше, чем обычная стандартная проволока. Способ этот применялся в Англии, он дает сильно нагартованную жилу и уменьшает площадь сечения на 3—5% [18]. Кроме того, при этом способе получаются пестрые результаты измерений омического сопротивления, что может повлечь за собой излишний расход меди.
Для того чтобы наборные секторы были механически устойчивы, согласно Н. Мивег'у [22, 53] необходимо, чтобы конструкция сектора удовлетворяла двум правилам, из которых одно называется правилом нейтрального волокна, а другое — правилом качения. Правило нейтрального волокна заключается в том, что все внутренние, параллельно лежащие, нескрученные проволоки сектора должны быть по возможности расположены на нейтральной линии аа (фиг. 125) так, чтобы при изгибе секторной жилы вокруг какой-либо поверхности цилиндра эти проволоки не получали бы ни удлинения, ни укорачивания. Изображенные на фиг. 125 проволоки с и b этому правилу не удовлетворяют, причем при изгибе жилы проволока b будет получать удлинение, а проволока с, наоборот, укорачивание.
Правило качения иллюстрируется фиг. 126. При скрутке трех жил секторного кабеля каждая жила будет за каждый шаг скрутки закручиваться вокруг своей оси, ибо секторные кабели должны быть скручены без так называемой открутки (см. отдел „Производство кабелей"). Закручивание же вокруг своей оси повлечет за собой качение проволоки сектора вокруг проволоки, расположенной в центре так, как это изображено на фиг. 126.
Поэтому центральную часть сектора, составленную из нескрученных проволок, желательно сконструировать так, чтобы проволоки катились по круглой цилиндрической поверхности во время скрутки, иначе проволока будет стремиться сбиться, с тем чтобы образовать в результате более или менее круглую жилу вместо секторной.
Фиг. 126. Качение проволоки внутри секторной жилы при общей скрутке в кабель.
Нужно сказать, что большинство применяемых конструкций секторов не удовлетворяет ни одному из вышеприведенных правил, причем качество кабеля часто получается все же не хуже, чем в случае секторной жилы, удовлетворяющей этим правилам. Однако оба эти правила указывают на тенденцию, существующую в конструкции секторной жилы, и эту тенденцию необходимо иметь в виду при конструировании секторной жилы.
Фиг. 127. Схема расположения проволок внешнего повива секторной жилы no М. Klein’y.
К этим двум правилам для правильного конструирования жилы необходимо еще прибавить правило просветов в наружных повивах секторов. Во избежание выпирания из жилы при общей скрутке в кабель проволок наружного повива необходимо конструировать сектор так, чтобы между проволоками наружного повива был бы некоторый зазор так, как это изображено на фиг. 127.
М. Klein [10] рекомендует делать этот зазор не менее диаметра одной проволоки внешнего повива, однако вполне достаточно делать этот зазор не менее половины диаметра проволоки. Благодаря тому что при скрутке проволоки располагаются по винтовой линии, этот зазор полностью поглощается.
Фиг. 128. Наборный сектор для трехжильных кабелей по единым конструкциям.
В качестве примера наборного сектора, удовлетворяющего всем вышеприведенным правилам, можно привести сектор для трехжильного кабеля, изображенный на фиг. 128 и представляющий собой основу секторной конструкции по так называемым „единым конструкциям" советских кабельных заводов.
Несмотря на удовлетворение всем трем правилам, этот сектор все-таки не свободен от недостатков, ибо при скрутке трех жил в кабель он часто сбивается, так как облегчение качения проволок вокруг внутреннего сердечника иногда приводит к тому, что проволоки сближаются более, чем это требуется. Кроме того, некоторые неудобства производственного характера возникают вследствие очень больших диаметров центральных проволок. Набор проволок для этого типа секторов представлен в табл. 21.
Форма сектора для жил четырехжильного кабеля по „единым конструкциям" дана на фиг. 129 для главных жил и на фиг. 130 — для нулевых жил.
Таблица 21
Набор проволок для секторных жил трехжильных кабелей по „единым конструкциям"
Фиг. 129. Наборный сектор для трех главных жил четырехжильного кабеля по "единым конструкциям".
Фиг. 130. Наборный сектор для четвертой жилы четырехжильного кабеля по .единым конструкциям*.
Набор проволок для этих секторов приведен в табл. 22 и 23. Особенностью этих секторов является то, что вместо прежнего угла в 90° в них взят угол 100° для главных и 60° для нулевых жил, что дало сокращения диаметра кабеля около 5%, ибо прежде по необходимости на нулевой жиле толщина изоляции была много толще, чем на главных, а в новых конструкциях толщины изоляций на главных и нулевой жилах одинаковы. В основном форма главной жилы этих кабелей удовлетворяет трем вышеприведенным правилам, а форма нулевой жилы не удовлетворяет им.
Таблица 22
Набор проволок для секторных жил четырехжильных кабелей по „единым конструкциям" (главные жилы)
Таблица 23
Набор проволок для секторных жил для четырехжильных кабелей по „единым конструкциям" (нулевая жила)
Фиг. 131. Наборный сегмент для двухжильного кабеля по "единым конструкциям".
Форма наборного сектора для двухжильных кабелей по "единым конструкциям" приведена на фиг. 131. Набор проволок для этих конструкций приведен в табл. 24. В основном и эти конструкции удовлетворяют трем приведенным выше правилам.
Приведем еще ряд примеров общеупотребительных наборных секторов трехжильных кабелей, представляющих собой наиболее часто встречающийся тип силового кабеля.
Фиг. 132. Наборный сектор для трехжильного кабеля, применявшийся прежде заводом "Москабель".
На фиг. 132 изображено сечение сектора жилы трехжильного кабеля, одно время применявшегося на московских кабельных заводах. Здесь в центре — сердечник, скрученный из семи проволок диаметром по бокам—две основных проволоки диаметром d3 и четыре вспомогательных диаметром d4. На фиг. 133 изображено сечение такой же жилы для четырехжильного кабеля. Особенностью этих двух секторов является то, что диаметры проволок для них подбирались так, чтобы были одинаковыми с диаметрами проволок, употреблявшихся для изготовления круглых жил силовых кабелей. Это обстоятельство в прежнее время давало возможность сокращения ассортимента проволок, что представляло определенные выгоды.
Набор проволок для сегментных жил двухжильных кабелей по „единым конструкциям"
Фиг. 133. Наборный сектор для четырехжильного кабеля, применявшийся прежде заводом "Москабель".
На фиг. 134 изображено сечение другого сектора, также одно время долго применявшегося на заводе „Москабель" и сильно распространенного как в Германии, так и в Америке. Этот сектор крутится из 19 проволок одинакового диаметра, что делает его очень удобным для применения в тех случаях, когда одновременно изготовляются кабели как с круглыми, так и с секторными жилами, что и обусловливало популярность этого сектора за границей. Сектор этот не удовлетворяет ни правилу нейтрального волокна, ни правилу качения, однако идет он вполне спокойно.
На фиг. 135 изображено сечение секторной жилы трехжильного кабеля, применявшейся на заводе „Севкабель“ до введения „единых конструкций". Этот сектор не подчиняется ни одному из вышеприведенных правил, так как при одном внешнем повиве он имеет очень большое число параллельно идущих проволок, большинство которых расположено не по нейтральной линии, и кроме того, для проволок нет круглого сердечника, по которому могло бы идти качение во время общей скрутки в кабель.
