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卷筒電纜的導體-纜芯-屏蔽-護套結構設計

文章出處：責任編輯：發布時間：2020-08-14 17:07:55 點擊數：- 【大 中 小】

1.導體結構設計
在卷筒電纜結構設計時，通過減小導體絞絲節徑比和纜芯成纜節徑比，以提高電纜的柔軟度，但這必須兼顧電纜的抗拉性、抗剪性，否則電纜在使用一段時間(通常為2}3個月)后，就會因難以承受較大的拉力、剪切力等作用力出現斷芯、護套扭曲等問題，而無法繼續使用，縮短使用壽命。

卷筒電纜

為了使卷筒電纜具有高柔性、抗拉性和抗剪性，經反復試驗驗證，導體應采用UB/T 3956規定的5類或6類銅導體結構川，且與普通軟導體結構相比，應減小束絲及復絞的節徑比，即4 mm'及以下導體束絲節徑比宜為10}-14,6 mmz及以上導體束絲節徑比宜為18 }-20，其復絞節徑比宜為8 }-10。針對16 mmz以下的銅導體截面積較小，自身強度不足以承受來自外界的機械拉力，在使用過程中易出現斷芯現象，有卷筒電纜生產廠家采用在導體中心加一根鋼絲進行增強，然后將均分為數股的銅絲絞合在鋼絲外層的導體結構設計。雖然該設計在一定程度上提高了導體的抗拉力，但因鋼絲相比銅絲硬度較高，在導體頻繁收、放、彎曲后，鋼絲易斷裂，扎破絕緣，從而影響電纜的使用壽命，且該結構設計還會增加電纜外徑。鑒于以上原因，建議采用在導體束絲時加一股高強度抗拉纖維的結構設計。抗拉纖維強度高且柔軟，其抗拉強度高出鋼絲數倍，且較細，可在導體束絲時填充到導體縫隙中，因而在提高導體抗拉力的同時，也不會使導體原有外徑增加。
2纜芯結構設計
卷筒電纜整體柔軟度、抗拉性與導體、絕緣及纜芯的結構設計和材料選擇均相關，因此在設計時必須進行反復試驗驗證以滿足設計要求。絕緣應采用柔軟度較高的橡膠或彈性體絕緣材料。目前，橡膠絕緣以乙丙橡膠為主，所選用的乙丙橡膠除了應滿足UB 7594. 8標準規定的性能川外，還應滿足強度不小于7. 0 MPa。對于控制用卷筒電纜，建議選用強度較高的熱塑性彈性體(TPE)絕緣材料。在纜芯結構設計時，纜芯絞合節徑比宜為8 }-10，且可選擇在纜芯中間夾帶絕緣的纖維繩填充條，以提高電纜的整體抗拉性，同時纜芯邊隙不進行填充和纜芯不繞包，以利于護套擠制時對邊隙進行填充。
3屏蔽結構設計
中壓卷筒電纜以及控制用卷筒電纜均需要金屬屏蔽結構來保證使用要求。3. 6 kV/6. 0 kV及以上中壓卷筒電纜需要采用分相屏蔽結構以均化電場，承受短路電流。普通中壓卷筒電纜雖可采用銅帶屏蔽，但銅帶屏蔽不利于電纜的彎曲，因此建議采用銅絲編織屏蔽，也可采用銅絲和高強度纖維混編結構，以提高纜芯及屏蔽的機械負載能力。控制用卷筒電
纜屏蔽主要起抗外界干擾的作用，一般采用總屏蔽結構。由于卷筒電纜在使用過程中須來回彎曲、移動，因此為避免出現屏蔽斷絲扎破絕緣，導致短路現象的發生，建議在編織屏蔽前先擠包一層內襯層，該內襯層還可保證電纜整體機械強度。
4護套結構設計
護套的材料選擇以及結構設計直接關系到電纜的使用壽命、耐油性、耐腐蝕性、耐磨性。目前，卷筒電纜的護套材料以氯丁橡膠或其他合成彈性體為主。對于抗拉強度要求較高的卷筒電纜，建議護套選用強度和耐磨性優異的聚氨酷彈性體(TPU)材料。對于耐寒性要求較高的卷筒電纜，建議護套選用耐低溫性較好的耐低溫改性橡膠，以避免護套在低溫下出現開裂現象，影響電纜的使用壽命。對于圓形卷筒電纜，在電纜耐扭性要求不高時可采用單層護套結構，在電纜移動頻繁、機械負載較大時應采用雙層護套結構，還可通過在內外護套間增設一層高強度纖維編織層，以提高護套的整體機械性能。無論采用單層護套還是雙層護套，都應注意纜芯外不填充、不繞包。對于扁形卷筒電纜，其護套厚度應比普通扁電纜厚，且平行排列的絕緣線芯間應保留一定的間隙，以確保電纜在彎曲、移動時，上、下兩面中間填充護套不會出現鼓包現象。
總結
對于卷筒電纜，應根據電纜具體使用場合、使用環境以及使用條件進行設計，并充分考慮相應設計在電纜使用中會出現的問題;不同的使用要求，其側重點應不一樣，合理選材，合理設計，增加電纜使用的使用壽命和可靠性。
作者：水利飛；肖尚兵；葉常青刊名：光纖與電纜及其應用技術

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