In der Draht- und Kabelherstellung handelt es sich bei der konzentrischen Verseilung (regelmäßige Verseilung) und der Bündelverseilung um zwei Kernverseilverfahren, die sich in Aufbau, Leistung und Einsatzszenarien deutlich unterscheiden.
1. Strukturelle Unterschiede: Regelmäßigkeit vs. Freiheit
Konzentrische Verseilung (regelmäßige Verseilung)
Schichtstruktur: Mit einem zentralen Einzeldraht als Kern werden die Schichten spiralförmig nach außen gewickelt, um eine konzentrische Kreisstruktur zu bilden. Die Anzahl der Einzeldrähte in jeder Schicht ist festgelegt (normalerweise 6 mehr als in den inneren Schichten), und benachbarte Schichten haben entgegengesetzte Verseilrichtungen (z. B. abwechselnd S-Richtung und Z-Richtung).
Streckrichtungskontrolle: Das Drehmoment wird durch umgekehrte Verseilung ausgeglichen, um eine Gesamtverdrehung des Kabels zu verhindern. Wenn beispielsweise die erste Schicht in S-Richtung verseilt ist, muss die zweite Schicht in Z-Richtung verseilt sein und so weiter.
Typische Anwendungen: Stromkabelleiter (z. B. Kupfer-/Aluminium-Litzendraht), Mittelspannungskabelverkabelung, Unterseekabelarmierung usw.
Bündelverseilung
Unregelmäßige Struktur: Mehrere Einzeldrähte werden gleichzeitig in derselben Verseilrichtung verseilt (z. B. alle S-Richtung oder alle Z-Richtung). Die Position der einzelnen Drähte ist nicht festgelegt und die äußere Schicht neigt zu unregelmäßigen Formen.
Einzellitzenrichtung: Alle Einzeldrähte sind in der gleichen Richtung verseilt, ohne umgekehrtes Balancierungsdesign.
Typische Anwendungen: Flexible Kabel, die eine hohe Flexibilität erfordern, Verbindungskabel für mobile Geräte usw.
2. Leistungsvergleich: Stabilität vs. Flexibilität
Konzentrische Verseilung (regelmäßige Verseilung)
Starke mechanische Stabilität:
Drehmomentausgleich: Benachbarte Schichten sind in entgegengesetzte Richtungen verseilt, um einen „schraubenförmigen Eingriffseffekt“ zu erzeugen, ähnlich dem Eingriff von Schraubenrädern, der die Reibung zwischen den Schichten um das Drei- bis Fünffache erhöht und einem Verrutschen zwischen den Schichten beim Biegen effektiv entgegenwirkt.
Radialer Druckwiderstand: Äußere Einzeldrähte sind in Tälern der inneren Schicht eingebettet und bilden eine „selbstspannende, dicht gepackte“ Struktur mit einem Füllfaktor von über 0,9 (im Vergleich zu nur 0,75 bei gleichgerichteter Verseilung), die einem radialen Druck von 10 MPa standhalten kann.
Überlegene elektrische Leistung:
Homogenisierung des elektrischen Feldes: Äußere Einzeldrähte füllen die Täler der inneren Schicht, die Toleranz der Leiteroberfläche wird auf ±0,1 mm (±0,3 mm für gleichgerichtete Verseilung) kontrolliert, wodurch die lokale elektrische Feldstärke um 27 % reduziert wird.
Impedanzstabilität: Die Abweichung des Spiralwinkels wird innerhalb von ±0,5° kontrolliert, wodurch die Induktivitätsschwankung auf unter 1 % reduziert wird (5 % bis 8 % bei gleichgerichteter Verseilung).
Litzenkabel
Ausgezeichnete Flexibilität:
Freier Schlupf zwischen einzelnen Drähten: Großes Schlupfspiel zwischen einzelnen Drähten beim Biegen, geringer Biegewiderstand, geeignet für häufige Bewegungsszenarien.
Lange Biegeermüdungslebensdauer: Gegenverseilte Kabel zeigen nach 1000 Biegungen bei ±90° keine Zwischenschichtrisse, während gleichverseilte Kabel bereits nach 300 Biegungen brechen.
Geringere mechanische Festigkeit:
Einfache Zwischenschichttrennung: Ohne die Verriegelungskraft der umgekehrten Verseilung neigen Stahlbänder dazu, beim Biegen zu verrutschen oder sich die Panzerschicht zu lösen.
Geringe Radialdruckbeständigkeit: Niedriger Füllkoeffizient, hohes Risiko einer radialen Verformung.
3. Anwendungsszenarien: Feste Installation vs. mobile Szenarien
Konzentrisch verseilte Kabel (regelmäßige Verseilung)
Festinstallationskabel: Zum Beispiel Gebäudekabel und unterirdische Stromübertragungsleitungen, die eine langfristige Beständigkeit gegen radialen Druck und mechanische Beanspruchung erfordern.
Hochspannungskabel: XLPE-Kabel mit 110 kV und mehr verwenden eine umgekehrte Verseilung, wodurch die Teilentladung von 5 pC auf unter 1 pC reduziert wird und strenge Isolationsanforderungen erfüllt werden.
Unterseekabel: Mit umgekehrt verseiltem Stahldraht/-band gepanzert, um Wasserdruck und Meeresströmungen standzuhalten.
Verseilte Kabel: Kabel für mobile Geräte: Beispielsweise Verbindungskabel für Roboterarme und Bühnenbeleuchtungskabel, die häufiges Biegen und Flexibilität erfordern.
Flexible Kabel und Drähte: Gemäß der Norm GB/T 3956 werden in dieser Anwendung Litzenleiter der Typen 5 und 6 verwendet, wobei Typ 6 flexibler ist als Typ 5.
Temporäre Verkabelung: Zum Beispiel Verbindungskabel für Ausstellungsgeräte, die eine schnelle Installation und Demontage erfordern.
4. Konstruktionsprinzipien: Drehmomentbalance vs. Biegeoptimierung
Konzentrische Verseilung (regelmäßige Verseilung)
Drehmomentaufhebungsmechanismus: Durch die Steuerung des Spiralwinkels (θ₁=θ₂) und der Steigung (L₁=L₂) benachbarter Schichten sind die Drehmomentgrößen gleich und die Richtungen entgegengesetzt, wodurch eine Gesamtdrehmomentaufhebungsrate von über 90 % erreicht wird.
Optimierung des elektrischen Feldes: Äußere Monofilamente sind in Täler der inneren Schicht eingebettet, wodurch „stachelige Vorsprünge“ vermieden werden und die maximale elektrische Feldstärke an der Oberfläche um 27 % reduziert wird.
Strandung
Optimierte Biegeleistung: Einzelne Drähte sind in der gleichen Richtung verseilt, was beim Biegen ein freies Gleiten zwischen den Drähten ermöglicht und zu einem geringen Biegewiderstand führt.
Passende Materialstärke: Die äußere Schicht besteht aus hochfestem Aluminiumlegierungsdraht und die innere Schicht aus hochfestem Kupferdraht. Der maximale Spannungsunterschied beim Biegen in beide Richtungen wird innerhalb von 10 % kontrolliert.
Shenzhen Bendakang Cables Holding Co., Ltd. ist ein führender Kabelhersteller, der sich auf Forschung und Entwicklung, Produktion und Vertrieb von Elektrokabeln, Niederspannungskabeln, Mittelspannungskabeln und Höchstspannungskabeln (500 kV) sowie Kommunikationskabeln spezialisiert hat. Wir freuen uns über Bestellungen und Partnerschaften von Kunden weltweit.
