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卷筒电缆的导体-缆芯-屏蔽-护套结构设计

文章出处:   责任编辑:   发布时间:2020-08-14 17:07:55    点击数:-   【
       1.导体结构设计
       在卷筒电缆结构设计时,通过减小导体绞丝节径比和缆芯成缆节径比,以提高电缆的柔软度,但这必须兼顾电缆的抗拉性、抗剪性,否则电缆在使用一段时间(通常为2}3个月)后,就会因难以承受较大的拉力、剪切力等作用力出现断芯、护套扭曲等问题,而无法继续使用,缩短使用寿命。

卷筒电缆

      为了使卷筒电缆具有高柔性、抗拉性和抗剪性,经反复试验验证,导体应采用UB/T 3956规定的5类或6类铜导体结构川,且与普通软导体结构相比,应减小束丝及复绞的节径比,即4 mm'及以下导体束丝节径比宜为10}-14,6 mmz及以上导体束丝节径比宜为18 }-20,其复绞节径比宜为8 }-10。针对16 mmz以下的铜导体截面积较小,自身强度不足以承受来自外界的机械拉力,在使用过程中易出现断芯现象,有卷筒电缆生产厂家采用在导体中心加一根钢丝进行增强,然后将均分为数股的铜丝绞合在钢丝外层的导体结构设计。虽然该设计在一定程度上提高了导体的抗拉力,但因钢丝相比铜丝硬度较高,在导体频繁收、放、弯曲后,钢丝易断裂,扎破绝缘,从而影响电缆的使用寿命,且该结构设计还会增加电缆外径。鉴于以上原因,建议采用在导体束丝时加一股高强度抗拉纤维的结构设计。抗拉纤维强度高且柔软,其抗拉强度高出钢丝数倍,且较细,可在导体束丝时填充到导体缝隙中,因而在提高导体抗拉力的同时,也不会使导体原有外径增加。
       2缆芯结构设计
       卷筒电缆整体柔软度、抗拉性与导体、绝缘及缆芯的结构设计和材料选择均相关,因此在设计时必须进行反复试验验证以满足设计要求。绝缘应采用柔软度较高的橡胶或弹性体绝缘材料。目前,橡胶绝缘以乙丙橡胶为主,所选用的乙丙橡胶除了应满足UB 7594. 8标准规定的性能川外,还应满足强度不小于7. 0 MPa。对于控制用卷筒电缆,建议选用强度较高的热塑性弹性体(TPE)绝缘材料。在缆芯结构设计时,缆芯绞合节径比宜为8 }-10,且可选择在缆芯中间夹带绝缘的纤维绳填充条,以提高电缆的整体抗拉性,同时缆芯边隙不进行填充和缆芯不绕包,以利于护套挤制时对边隙进行填充。
      3屏蔽结构设计
      中压卷筒电缆以及控制用卷筒电缆均需要金属屏蔽结构来保证使用要求。3. 6 kV/6. 0 kV及以上中压卷筒电缆需要采用分相屏蔽结构以均化电场,承受短路电流。普通中压卷筒电缆虽可采用铜带屏蔽,但铜带屏蔽不利于电缆的弯曲,因此建议采用铜丝编织屏蔽,也可采用铜丝和高强度纤维混编结构,以提高缆芯及屏蔽的机械负载能力。控制用卷筒电
缆屏蔽主要起抗外界干扰的作用,一般采用总屏蔽结构。由于卷筒电缆在使用过程中须来回弯曲、移动,因此为避免出现屏蔽断丝扎破绝缘,导致短路现象的发生,建议在编织屏蔽前先挤包一层内衬层,该内衬层还可保证电缆整体机械强度。
       4护套结构设计
       护套的材料选择以及结构设计直接关系到电缆的使用寿命、耐油性、耐腐蚀性、耐磨性。目前,卷筒电缆的护套材料以氯丁橡胶或其他合成弹性体为主。对于抗拉强度要求较高的卷筒电缆,建议护套选用强度和耐磨性优异的聚氨酷弹性体(TPU)材料。对于耐寒性要求较高的卷筒电缆,建议护套选用耐低温性较好的耐低温改性橡胶,以避免护套在低温下出现开裂现象,影响电缆的使用寿命。对于圆形卷筒电缆,在电缆耐扭性要求不高时可采用单层护套结构,在电缆移动频繁、机械负载较大时应采用双层护套结构,还可通过在内外护套间增设一层高强度纤维编织层,以提高护套的整体机械性能。无论采用单层护套还是双层护套,都应注意缆芯外不填充、不绕包。对于扁形卷筒电缆,其护套厚度应比普通扁电缆厚,且平行排列的绝缘线芯间应保留一定的间隙,以确保电缆在弯曲、移动时,上、下两面中间填充护套不会出现鼓包现象。
       总结
       对于卷筒电缆,应根据电缆具体使用场合、使用环境以及使用条件进行设计,并充分考虑相应设计在电缆使用中会出现的问题;不同的使用要求,其侧重点应不一样,合理选材,合理设计,增加电缆使用的使用寿命和可靠性。
作者:水利飞;肖尚兵;叶常青 刊名:光纤与电缆及其应用技术