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需要承受較大機(jī)械力的電纜,應(yīng)具有鎧裝層。鎧裝電纜最常見類型為:鋼帶鎧裝電纜和鋼絲鎧裝電纜。鋼絲鎧裝電纜又分為粗鋼絲鎧裝電纜(常用于海底電纜和較大外徑的電力電纜等電纜)和細(xì)鋼絲鎧裝電纜(常用于勘探電纜、礦用電纜和控制電纜等電纜)。金聯(lián)宇電線
在國(guó)內(nèi)電纜市場(chǎng),鋼帶鎧裝電纜占有較大的份額;而在國(guó)外電纜市場(chǎng),鋼絲鎧裝電纜使用的卻更為普遍。最常用的鋼絲鎧裝電纜有鋼絲鎧裝電力電纜和鋼絲鎧裝控制電纜。鋼絲鎧裝電纜生產(chǎn)時(shí),應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(或相關(guān)技術(shù)規(guī)范),確保鎧裝后的電纜在其使用過(guò)程中具有良好的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和性能。鋼絲鎧裝電纜主要執(zhí)行以下2個(gè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和2個(gè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn):
GB/T 12706-2008《額定電壓1kV到35kV擠包絕緣電力電纜及附件》(或IEC60502)和GB/T 9330-2008《塑料絕緣控制電纜》;GB/T 2952-2008《電纜外護(hù)層》和GB/T 3082-2008《鎧裝電纜用熱鍍鋅或熱鍍鋅-5%鋁-混合稀土合金鍍層低碳鋼絲》金聯(lián)宇電線
一、鋼絲鎧裝電纜相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求和理解
GB/T12706-2008《額定電壓1kV到35kV擠包絕緣電力電纜及附件》(或IEC60502)為鋼絲鎧裝電力電纜標(biāo)準(zhǔn),此標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋼絲鎧裝要求(依GB/T12706.1-2008為例):
材料:鋼絲應(yīng)為鍍鋅鋼絲。在用于交流回路的單芯電纜鎧裝應(yīng)采用非磁性材料,非磁性金屬絲一般有不銹鋼鋼絲、鋁合金絲等(GB/T12706.1-2008中12.2)。金聯(lián)宇電線
鋼絲直徑要求:
鋼絲標(biāo)稱直徑:0.8mm,1.25mm,1.6mm,2.0mm,2.5mm,3.15mm(GB/T12706.1-2008中12.4);鋼絲最小直徑不小于標(biāo)稱直徑的95%(GB/T12706.1-2008中16.7.3)。
鎧裝要求:鋼絲鎧裝應(yīng)緊密,既使相鄰鋼絲間的間隙為最小(標(biāo)準(zhǔn)GB/T12706.1-2008中12.6)。
GB/T9330-2008《塑料絕緣控制電纜》為鋼絲鎧裝控制電纜標(biāo)準(zhǔn),此標(biāo)準(zhǔn)引用GB /T2952.1-2008標(biāo)準(zhǔn)和間接引用GB/T 3082-2008標(biāo)準(zhǔn),對(duì)鋼絲鎧裝要求:金聯(lián)宇電線
材料:鋼絲應(yīng)為鍍鋅鋼絲(GB/T9330.1-2008中6.6.2)。
鋼絲直徑要求:金聯(lián)宇電線
鋼絲標(biāo)稱直徑:0.8mm,1.25mm,1.6mm,2.0mm,2.5mm(GB/T9330.1-2008中6.6.2);鋼絲直徑公差應(yīng)符合GB/T 3082-2008(GB/T9330.1-2008中6.6)。金聯(lián)宇電線
鎧裝要求:鋼絲鎧裝由鋼絲單層左向或雙層鋼絲內(nèi)層右向、外層左向繞包在內(nèi)襯層上,并且鋼絲之間間隙的總和應(yīng)不超過(guò)一根鋼絲的直徑(GB/T9330.1-2008中6.6.1)。
二、鎧裝用鋼絲質(zhì)量要求
控制電纜鋼絲鎧裝質(zhì)量應(yīng)符合GB/T 3082-2008《鎧裝電纜用熱鍍鋅或熱鍍鋅-5%鋁-混合稀土合金鍍層低碳鋼絲》;低壓電力電纜鋼絲鎧裝質(zhì)量可以參照GB/T 3082-2008《鎧裝電纜用熱鍍鋅或熱鍍鋅-5%鋁-混合稀土合金鍍層低碳鋼絲》要求,但可以不必按照此標(biāo)準(zhǔn)考核。金聯(lián)宇電線
鎧裝用鋼絲鍍層類別分為兩類:一類為鍍鋅層;另一類為鍍鋅-5%鋁-混合稀土合金鍍層。日常生產(chǎn)中使用的鋼絲多為鍍鋅層類。金聯(lián)宇電線
鋼絲鍍層級(jí)別按鍍層重量分為兩組:Ⅰ組和Ⅱ組。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,鎧裝鋼絲應(yīng)優(yōu)先采用下列標(biāo)稱尺寸的鋼絲:0.8mm,1.25mm,1.6mm,2.0mm,2.5mm,3.15mm,4.0mm,5.0mm,6.0mm。從標(biāo)準(zhǔn)上的規(guī)定,我們可以看出:鎧裝用鋼絲的直徑偏差允許范圍還是比較大的,而且鋼絲直徑不包括鋼絲上的非金屬防蝕層。根據(jù)制造商的工藝控制水平,雙方可以協(xié)商決定,允許采用比規(guī)定直徑更大的鋼絲。
鋼絲所做拉力試驗(yàn)、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)、纏繞試驗(yàn)(見表1),鍍層重量試驗(yàn)(見表2)等試驗(yàn)應(yīng)符合GB/T 3082-2008的要求。對(duì)接頭的技術(shù)要求,標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào):"鋼絲交貨盤卷應(yīng)由一根鋼絲組成,鋼絲在最后一道拉拔前允許焊接;有鍍層的成品鋼絲不應(yīng)有任何的接頭。"
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表1 鋼絲力學(xué)及工藝性能
標(biāo)稱直徑 (mm) |
抗拉強(qiáng)度Rm (N/mm2) |
斷后伸長(zhǎng)率 | 扭 轉(zhuǎn) | 纏 繞 | |||
% 不小于 |
標(biāo)距 (mm) |
次數(shù)/3600 不小于 |
標(biāo)距 (mm) |
芯棒直徑與鋼絲標(biāo)稱直徑之比 | 纏繞圈數(shù) | ||
0.8 | 345~495 | 10 | 250 | 24 | 150 | - | |
1.25 | 22 | 1 | 8 | ||||
1.6 | 22 | ||||||
2.0 | 20 | ||||||
2.5 | 20 | ||||||
3.15 | 19 | ||||||
4.0 | 15 | ||||||
5.0 | 10 | ||||||
6.0 | 10 |
表2 鋼絲鍍層重量及纏繞試驗(yàn)
標(biāo)稱直徑(㎜) | Ⅰ組 | Ⅱ組 | ||||
鋅層重量 (g/mm2) 不小于 |
纏繞試驗(yàn) | 鋅層重量 (g/mm2) 不小于 |
纏繞試驗(yàn) | |||
芯棒直徑為鋼絲標(biāo)稱直徑的倍數(shù) | 纏繞圈 數(shù)不小于 |
芯棒直徑為鋼絲標(biāo)稱直徑的倍數(shù) | 纏繞圈數(shù) | |||
0.8 | 112 | 2 | 6 | 150 | 2 | 6 |
1.25 | 150 | 200 | ||||
1.6 | 150 | 4 | 220 | 4 | ||
2.0 | 190 | 240 | ||||
2.5 | 210 | 260 | ||||
3.15 | 240 | 275 | ||||
4.0 | 270 | 5 | 290 | 5 | ||
5.0 | ||||||
6.0 | 300 | |||||
說(shuō)明:1、中間尺寸的鋼絲,按相鄰較大鋼絲直徑規(guī)定值;2、鍍層應(yīng)附著牢固,按本表規(guī)定進(jìn)行附著試驗(yàn)后,鍍層不能開裂或起層到能用裸手指擦試掉的程度;3、鋼絲表面應(yīng)鍍有均勻、連續(xù)的鍍層,不得有裂紋、斑疤和漏鍍的地方。 |
三、鎧裝鋼絲直徑的確定
電力電纜鋼絲標(biāo)稱直徑應(yīng)符合表3要求,鋼絲最小直徑不小于標(biāo)稱直徑的95%;控制電纜的鋼絲標(biāo)稱直徑和偏差應(yīng)符合表3。
表3鎧裝鋼絲的標(biāo)稱直徑
鎧裝前假定直徑d/㎜ | 鎧裝細(xì)鋼絲標(biāo)稱直徑/㎜(不小于) | 允許偏差/㎜ | 鎧裝粗鋼絲標(biāo)稱直徑/㎜ | 允許偏差/㎜ |
d≤10 | 0.8 | ±0.04 | / | / |
10<d≤15 | 1.25 | ±0.05 | ||
15<d≤25 | 1.6 | ±0.05 | 4.0~6.0 | 絲徑≤4.2(±0.10); 4.2<絲徑≤6.0(±0.13) |
25<d≤35 | 2.0 | ±0.05 | ||
35<d≤60 | 2.5 | ±0.05 | ||
d>60 | 3.15 | ±0.08 | ||
說(shuō)明:1、粗鋼絲鎧裝電纜的型號(hào)在GB/T12706-2008標(biāo)準(zhǔn)的附錄中提到了,但在標(biāo)準(zhǔn)的正文中對(duì)粗鋼絲的直徑未有明確規(guī)定;2、在GB/T2952-2008中對(duì)粗鋼絲的直徑規(guī)定為4.0~6.0mm范圍之間。 |
四、鎧裝鋼絲根數(shù)的確定
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求鋼絲鎧裝電纜鋼絲根數(shù)可按照GB/T 2952-2008《電纜外護(hù)層》中公式進(jìn)行計(jì)算(鋼絲鎧裝電力電纜標(biāo)準(zhǔn)中無(wú)引用GB/T 2952-2008《電纜外護(hù)層》,只能參照此標(biāo)準(zhǔn)):
N=π(D-d)sinα/d-N0≤1
α=tg-1[L/(π(D-d)]
N0為整數(shù)
式中:
N-鎧裝鋼絲總間隙相當(dāng)于鋼絲的根數(shù);
N0-實(shí)測(cè)鎧裝鋼絲根數(shù);
D-鋼絲鎧裝層的實(shí)測(cè)外徑,mm;
d-鎧裝鋼絲(包括防蝕層)的實(shí)測(cè)外徑,mm;
α-鋼絲繞包角,(°);
L-實(shí)測(cè)鋼絲繞包節(jié)距,mm。
鋼絲的根數(shù)和節(jié)距有一定的關(guān)系,在以上三個(gè)約束條件中,有三個(gè)未知數(shù),即N0,α,L.我們需要的是鋼絲的根數(shù)和節(jié)距。實(shí)際上僅僅根據(jù)以上三個(gè)約束條件,我們只能計(jì)算出鋼絲的最多根數(shù),即π(D-d)sinα/d并取整數(shù),但是按這個(gè)根數(shù)來(lái)生產(chǎn),就會(huì)產(chǎn)生根數(shù)偏多,絞合后鋼絲節(jié)距太大,這是不合適的,而最少的鋼絲根數(shù)卻難以計(jì)算,因?yàn)殇摻z根數(shù)降低,節(jié)距也同時(shí)降低,但同樣可以滿足上式要求。
參照導(dǎo)體正規(guī)絞合的結(jié)構(gòu),極限理論節(jié)徑比為10.1,極限的實(shí)際節(jié)徑比更小一些,相應(yīng)的極限繞包角度為72.73度。由此,我們可以通過(guò)假定一個(gè)角度,或者假定一個(gè)節(jié)徑比來(lái)計(jì)算,例如假定L=10D, 并令π(D-d)sinα/d-N0=1,就可以計(jì)算出鋼絲的根數(shù)。
五、鋼絲鎧裝電纜鎧裝工藝其他注意事項(xiàng)
1、鋼絲鎧裝的形式
采用退扭方式,進(jìn)行鋼絲鎧裝時(shí),需針對(duì)不同規(guī)格的鋼絲,根據(jù)工藝要求,調(diào)整預(yù)變形器的弧高和弧寬,使鋼絲變形為與電纜直徑、節(jié)距相匹配的螺旋形,這樣鎧裝鋼絲就不易松散。但目前很多制造商,在鋼絲鎧裝生產(chǎn)線上,未使用預(yù)變形器;也有制造商,在生產(chǎn)外徑較大的鋼絲鎧裝電纜時(shí),常常采用盤絞機(jī)鎧裝鋼絲,即鋼絲靜態(tài)放線,收線盤旋轉(zhuǎn),這種方式屬于不退扭鎧裝。這兩種鋼絲鎧裝形式,鎧裝效果都不太理想。生產(chǎn)時(shí),最好在鎧www.nhgy.com.cn裝鋼絲外繞包一到兩層無(wú)紡布等繞包帶,以防止鋼絲松散,影響鋼絲鎧裝質(zhì)量。
2、鋼絲鎧裝電纜扭轉(zhuǎn)應(yīng)力釋放
鋼絲鎧裝電纜在成纜及鋼絲鎧裝過(guò)程中,存在著一定量的剩余扭矩。在鋼絲鎧裝后剩余扭矩須得到有效釋放,防止鋼絲鎧裝電纜在敷設(shè)時(shí)徑向旋轉(zhuǎn)。電纜的徑向旋轉(zhuǎn)如處理不當(dāng),會(huì)造成比較嚴(yán)重的質(zhì)量事故,輕則鎧裝層變形、外護(hù)套受損,重則電纜線芯直接被拉斷。
3、雙層鋼絲鎧裝
為確保雙層鋼絲鎧裝特種電纜(如光纜、光電復(fù)合電纜、勘探電纜等電纜),在使用過(guò)程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,需精確設(shè)計(jì)電纜雙層鋼絲鎧裝工藝參數(shù),使內(nèi)外兩個(gè)鋼絲鎧裝層對(duì)鎧裝電纜形成的扭矩大小相等,方向相反,即鋼絲鎧裝電纜的扭矩達(dá)到平衡,確保電纜鎧裝后的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。