若用单根实心的金属材料制成电缆的线芯,线芯的柔软性就会很差而不能随意弯曲,截面越大弯曲越困难,这样必然给生产制造和电缆敷设施工带来无法克服的困难。经研究和实践证明,采用多股导线单丝绞合线作为线芯是最好的结构,这样的结构既能使电缆的柔软性大大增加,又可使弯曲时的曲度不集中在一处,而分布在每根单丝上。
每根单丝的直径越小,弯曲时产生的弯曲应力也就越小,因而在允许弯曲半径内弯曲不会发生塑性变形,从而电缆的绝緣层也不致损坏。同时弯曲时每根单丝间能够滑移,各层方向相反绞合(相邻层一层右向绞合,一层左向绞合),使得整个导体内外受到的拉力和压力分解,这就是采用多股导线绞合形式线芯的原因。
线芯的可曲性约和绞线的单丝数开平方根成正比,即相同截面的情况下,绞合单线丝越细,单丝越多,绞合节距越小,电缆的耐弯性能越好。由于电缆的可曲性还受到绝缘层、外护层的影响和限制,如果线芯有很多根单丝制成,虽然很软,但实际使用时没有必要,还给电缆的制造增加许多困难。因此并不是单丝数越多越好,所以在制造不同截面的电缆的线芯时,单丝数都有一-定的规定。
截面在35mm2及以下电缆的线芯可做成单股的实心导体,其余规格均需采用多根单丝绞合形式的线芯,目前根据不同的用途,线芯绞合的方式有很多种,在此仅介绍一种最常用的线芯绞合方式。
简单规则圆形绞合的线芯是使用最广、结构最简单的一种绞合形式,其绞合规律为中心层是1根,其他各层以6为单位随层数递增,总根数计算公式如下
线芯输送电能由于存在集肤效应,单位面积线芯输送电流的能力会随着截面积的增加而有所降低。对于大截面电缆,为了降低集肤效应的影响,提高单位面积线芯输送电流的能力和导体的利用率,就需将线芯做成分裂导体结构,即将整个线芯做成由几个用绝缘纸带相互绝缘单元组成的结构,每个单元呈扇形形状,外面绕包1~2层绝缘纸带,然后绞合为圆形线芯。根据分裂单元的数目,可分为四分裂、五分裂和六分裂,一般认为五分裂结构最为稳定,不易产生移滑变形。