一种中压电力电缆屏蔽层绕包方法及系统与流程

本发明涉及电缆制造。更具体地，本发明涉及一种中压电力电缆屏蔽层绕包方法及系统。

背景技术：

1、中压电力电缆通常由导体、导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽、金属屏蔽和护套组成，其中金属屏蔽层用于均化绝缘表面电场、提供故障电流通路并减弱外界电磁干扰，是电线电缆制造和屏蔽层成型的重要环节。金属屏蔽层可采用铜带、铝合金带或金属丝形成，铜带重叠绕包普遍用于中压电力电缆生产，绕包时电缆沿生产线连续牵引，带盘或绕包头围绕缆芯旋转，使屏蔽带以螺旋形式覆盖绝缘线芯，相邻带层形成一定搭盖宽度，相关加工涉及电缆屏蔽、护层绕包、带材放卷、牵引输送、张力控制和在线检测等工序。

2、屏蔽带的带宽和厚度存在制造公差，绝缘线芯还可能出现外径变化和截面不圆，生产期间的牵引速度、绕包转速、放带张力和设备响应也会发生波动，这些因素会共同改变螺旋绕包节距与实际搭盖状态。搭盖不足可能形成屏蔽间隙，使金属屏蔽层的电气连续性和结构完整性受到影响，搭盖过大则会增加材料消耗，并可能造成局部增厚、表面不平或后续护套加工困难，因此绕包设备通常依据产品规格预先设定搭盖率、节距和转速，并通过人工巡检、停机测量或下游视觉检测判断绕包外观。

3、公开号为cn104103379a的中国发明专利公开了交联聚乙烯绝缘非挤压绝缘屏蔽中压电力电缆生产工艺，提到了在绝缘层外涂覆硅油后依次绕包半导电带屏蔽、铜带屏蔽和无纺布，并在绕包过程中采用张力控制系统调节张力的方法。公开号为cn101430951a的中国发明专利公开了电缆单边绕包机构，提到了将多个绕包带座设置在倾斜底盘上，使绕包带穿过导线座的导线孔并随机构围绕电缆旋转，从而同时绕包缆芯的方法。

4、然而，现有工艺较多采用名义尺寸和固定参数组织连续生产，屏蔽带尺寸、缆芯实际外径与运行状态发生变化时，预设节距和转速对当前绕包条件的适配性不足，上游尺寸测量、绕包运行记录与下游搭盖检测又处于生产线不同位置，检测结果较难对应发生偏差的实际电缆区段，操作人员据此调整设备时容易出现判断滞后或调节依据不一致，调整后的搭盖状态也难以及时确认，因而连续绕包过程中仍可能出现搭盖宽度波动、局部漏包或重复调整，影响中压电力电缆屏蔽层的成型一致性和生产稳定性。

技术实现思路

1、为解决上述中压电力电缆屏蔽带连续绕包过程中绕包控制难以适应各生产段的绕包条件、搭盖检测结果与实际绕包生产段之间难以连续匹配、搭盖偏差调整及纠偏结果确认不及时的技术问题，本发明提供了一种中压电力电缆屏蔽层绕包方法，包括：将连续输送的电缆划分为生产段并进行跟踪；按照各生产段的绕包条件和预设搭盖要求实施屏蔽带绕包控制；检测各生产段的搭盖状态并识别搭盖偏差生产段；利用搭盖偏差生产段反映的实际绕包关系校正当前绕包控制；检测校正后生产段的搭盖状态，并根据检测结果保持或继续校正绕包控制。

2、本发明通过跟踪连续输送电缆的生产段，按照各生产段的绕包条件和预设搭盖要求实施屏蔽带绕包控制，并依次完成搭盖状态检测、搭盖偏差生产段识别、当前绕包控制校正和校正后搭盖状态检测，使绕包控制能够随各生产段的绕包条件进行调整，使搭盖检测结果与相应生产段保持衔接，并使搭盖偏差调整及纠偏结果确认更加及时，从而提高中压电力电缆屏蔽带搭盖状态的一致性。

3、本发明所述将连续输送的电缆划分为生产段并进行跟踪，包括：以绕包基准位置对应的电缆材料坐标表征电缆的输送位置，按照预设段长连续建立生产段，并将绕包前后的检测位置换算至电缆材料坐标，以使同一电缆区段在不同检测位置归入同一生产段。

4、本发明以绕包基准位置对应的电缆材料坐标跟踪电缆的输送位置，并将绕包前后的检测位置换算至电缆材料坐标，使同一电缆区段在不同检测位置保持相同的生产段归属，减少连续输送和检测位置差异造成的数据错配。

5、本发明所述按照各生产段的绕包条件和预设搭盖要求实施屏蔽带绕包控制，包括：依据屏蔽带尺寸和目标搭盖率确定目标搭盖宽度，依据生产段内的缆芯外径、屏蔽带尺寸和目标搭盖宽度确定目标绕包节距，并根据目标绕包节距和牵引速度确定绕包转速。

6、本发明依据屏蔽带尺寸和目标搭盖率确定目标搭盖宽度，结合生产段内的缆芯外径确定目标绕包节距并据此确定绕包转速，使各生产段的绕包控制能够反映屏蔽带尺寸、缆芯外径和牵引速度的变化，减少固定绕包参数对中压电力电缆屏蔽带搭盖状态的影响。

7、本发明所述按照各生产段的绕包条件和预设搭盖要求实施屏蔽带绕包控制，包括：向绕包驱动器发送绕包转速，按照预设采样周期将牵引速度和实际绕包转速记录至对应生产段，并根据生产段记录确定平均牵引速度和平均实际绕包转速。

8、本发明将牵引速度和实际绕包转速按照预设采样周期记录至对应生产段，并根据生产段记录确定平均牵引速度和平均实际绕包转速，使各生产段具有与实际运行过程对应的绕包运行数据，减少瞬时速度波动对后续绕包控制校正的影响。

9、本发明所述检测各生产段的搭盖状态，包括：将下游检测位置获取的同侧搭盖边界换算为电缆材料坐标并归入对应生产段，根据同一生产段内相邻搭盖边界的间距确定实际绕包节距，再根据实际绕包节距和屏蔽带尺寸确定实际搭盖宽度。

10、本发明将下游检测位置获取的同侧搭盖边界换算为电缆材料坐标并归入对应生产段，再依据同一生产段内相邻搭盖边界的间距确定实际绕包节距和实际搭盖宽度，使下游检测结果能够对应至形成该搭盖状态的生产段，便于按生产段判断中压电力电缆屏蔽带的实际搭盖状态。

11、本发明所述识别搭盖偏差生产段，包括：比较同一生产段的实际搭盖宽度和目标搭盖宽度，将二者偏差超出允许搭盖宽度偏差的生产段确定为搭盖偏差生产段。

12、本发明比较同一生产段的实际搭盖宽度和目标搭盖宽度，并以允许搭盖宽度偏差作为搭盖偏差生产段的判断界限，使各生产段采用一致的偏差识别依据，减少正常搭盖波动引起的不必要校正。

13、本发明所述利用搭盖偏差生产段反映的实际绕包关系校正当前绕包控制，包括：根据搭盖偏差生产段的实际绕包节距、平均牵引速度和平均实际绕包转速确定实际绕包节距与绕包运行之间的对应关系，利用对应关系、当前牵引速度和当前生产段的目标绕包节距确定基础绕包转速。

14、本发明根据搭盖偏差生产段的实际绕包节距、平均牵引速度和平均实际绕包转速确定实际绕包节距与绕包运行之间的对应关系，并结合当前牵引速度和当前生产段的目标绕包节距确定基础绕包转速，使搭盖偏差生产段反映的实际绕包关系能够用于当前绕包控制，减少仅按预设关系确定绕包转速产生的调整偏差。

15、本发明所述利用搭盖偏差生产段反映的实际绕包关系校正当前绕包控制，包括：根据基础绕包转速与纠偏前绕包转速之间的偏差确定纠偏后绕包转速，并按照预设修正幅度限制单次绕包转速变化。

16、本发明根据基础绕包转速与纠偏前绕包转速之间的偏差确定纠偏后绕包转速，并按照预设修正幅度限制单次绕包转速变化，使绕包转速按照受限幅度进行校正，减少单次变化过大对屏蔽带绕包稳定性的影响。

17、本发明所述检测校正后生产段的搭盖状态，包括：发送纠偏后绕包转速并保持纠偏锁定状态，将实际绕包转速稳定后形成的完整生产段确定为验证生产段，比较验证生产段的实际搭盖宽度和目标搭盖宽度，并根据比较结果解除纠偏锁定状态或再次校正绕包控制。

18、本发明在发送纠偏后绕包转速后保持纠偏锁定状态，并以实际绕包转速稳定后形成的完整生产段验证搭盖状态，使纠偏结果的判断能够减少受到转速变化期间所形成生产段的干扰，减少过渡状态数据引起的重复校正，同时为未达到目标搭盖宽度的情况保留继续校正路径。

19、本发明还提供了一种中压电力电缆屏蔽层绕包系统，包括：参数模块，用于获取屏蔽带参数和目标搭盖宽度；生产段匹配模块，用于将外径采样值和搭盖边界匹配至生产段；绕包参数模块，用于基于外径采样值和屏蔽带参数获取目标绕包节距；搭盖参数模块，用于基于搭盖边界得到实际绕包节距和实际搭盖宽度；纠偏控制模块，用于基于目标绕包节距和实际绕包节距获取纠偏后绕包转速，基于实际搭盖宽度和目标搭盖宽度获取纠偏结果。

20、本发明通过参数模块、生产段匹配模块、绕包参数模块、搭盖参数模块和纠偏控制模块分别完成参数获取、生产段匹配、绕包参数获取、搭盖参数获取和纠偏控制，使中压电力电缆屏蔽层绕包过程能够按模块衔接，便于生产数据和纠偏结果在系统内传递。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

22、本发明按照生产段的绕包条件和预设搭盖要求实施屏蔽带绕包控制，使屏蔽带尺寸、缆芯外径和牵引速度能够落实至相应生产段的目标搭盖宽度、目标绕包节距和绕包转速，减少名义尺寸和固定参数难以适应连续生产状态变化所引起的搭盖宽度波动。

23、本发明以电缆材料坐标跟踪生产段，将绕包前后的检测位置、牵引速度、实际绕包转速和同侧搭盖边界归入相应生产段，使缆芯外径、屏蔽带绕包过程和下游搭盖状态沿同一电缆区段保持对应，减少检测位置与绕包位置分离对搭盖偏差生产段识别和绕包控制校正的影响。

24、本发明利用搭盖偏差生产段反映的实际绕包关系校正当前绕包控制，并在实际绕包转速稳定后通过完整生产段确认纠偏结果，使搭盖偏差调整能够依据实际运行状态逐步进行，减少过渡状态数据引起的重复调整，提高中压电力电缆屏蔽带搭盖状态的一致性和生产稳定性。