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1高柔性拖鏈電纜的性能指標

通常拖鏈電纜的性能指標主要包括：a．直流電阻。20℃直流電阻應滿足GB／T3956—2008標準的相關要求［1］。b．交流電壓試驗。根據電纜的額定電壓，在導體與導體之間、導體與屏蔽之間施加相應的工頻交流電壓，電纜應不擊穿［2］。c．高柔軟性。耐曲撓，電纜經60000次往復運動，即120000次單程運動后，既不發生電流斷路，也不發生導體之間短路。耐彎曲，成品電纜應經受定向循環彎曲壽命試驗，彎曲次數為200萬次，試驗方法按Q／320282DCE085—2018標準附錄D的規定進行；成品電纜應經受拖鏈彎曲試驗，彎曲次數為200萬次，試驗方法按Q／320282DCE085—2018標準附錄F的規定進行。d．低溫性能。成品電纜應經受低溫彎曲試驗，試驗方法按Q／320282DCE085—2018標準附錄C的規定進行，試驗結果表面應無裂紋。e．耐油性能。浸ASTM2＃油（90±1）℃、24h，抗張強度殘余率≥30％，伸長率殘余率≥30％。

2高柔性拖鏈電纜的結構設計

為了滿足上述性能指標，拖鏈電纜的結構通常設計成由內到外依次為纜芯、內護套、銅絲編織屏蔽層、外護套。拖鏈電纜纜芯包括若干根絕緣線芯和填充于絕緣線芯中心的加強型填充繩，每根絕緣線芯由導體和絕緣層組成，每根絕緣線芯表層涂覆滑石粉。2．1導體。拖鏈電纜彎曲頻次較高，對柔軟性能要求較高，通過對導體結構的創新，使得拖鏈電纜獲得高柔軟性。采用6類軟銅導體，加銅箔絲進行導體加強；銅絲分6股進行束絞，每股7根；4根銅箔絲束絞為1股；導體復絞采用1＋6結構排列，中間放置銅箔絲束絞絞線，周圍按順序排列6股銅絲束絞絞線。導體通過分盤束絲再復絞，解決了在使用過程中導體間相互滑動性差的問題；同時中間加入銅箔絲進行導體加強，提升了導體的抗拉性，從而有效解決了導體在使用過程中的斷絲現象。由于拖鏈類的特殊使用工況，導體絞合的節徑比也應進行嚴格控制。2．2絕緣線芯。拖鏈電纜主要敷設在拖鏈槽中，隨拖鏈一起彎曲、往返運動，一般作為信號傳輸或低壓電力傳輸使用，對絕緣的耐壓等級要求不高，但對絕緣的柔軟性能及老化性能要求較高。為增加電纜的柔軟性能，使電纜具有優異的機械性能，同時考慮到電纜的生產成本，拖鏈電纜的絕緣線芯選用了強度大、伸長率高的改性聚氯乙烯作為絕緣材料，使用擠壓式模具生產。絕緣后的線芯應涂覆滑石粉增強線芯間的滑動性，以利于退扭絞合成纜。2．3成纜。2．3．1成纜時絕緣線芯數量的控制。通常拖鏈電纜中的絕緣線芯數決定了成纜時的層數，而成纜要求每一層的節徑比應均小于相鄰內層的節徑比，因此拖鏈電纜中的絕緣芯數越多，成纜時內外層的節徑比相差越大，絕緣線芯上的張力差也越大，這就是拖鏈電纜最內層絕緣線芯易斷裂的主要原因。拖鏈電纜彎曲時，彎曲處的電纜內側線芯受到向內的擠壓，外側的線芯受到張力，相同彎曲半徑下電纜的外徑越大，外層線芯受到的這兩個力就越大，這是外層線芯易斷芯的主要原因。雖然隨著絕緣線芯數的增加，拖鏈電纜的成纜層數會增加，電纜的外徑會增加，電纜的使用壽命會減少，斷芯概率會增大，但考慮到成本問題，多芯拖鏈電纜不可能都拆分為1層的0＋n式結構。經過多次生產、檢測，建議拖鏈電纜的纜芯分層不宜超過3層，芯數不要多于42根。2．3．2成纜時絕緣線芯導體截面積的控制。拖鏈電纜的絕緣線芯規格取決于載流量和物理性能要求。雖然當拖鏈電纜僅作為控制電纜使用時，絕緣線芯傳輸電信號，對載流量要求很低，但還應主要考慮線芯能否滿足物理性能。拖鏈電纜移動時，對纜芯會有拉力及彎曲，如果導體截面太小，則滿足不了物理應力。經過多次生產試驗及客戶使用反饋，當絕緣線芯數不大于26根，成纜時分2層排列時，建議導體截面積應不小于0．5mm2，當成纜時分3層排列時，建議導體截面積應不小于0．75mm2。2．3．3成纜時纜芯排列方式的控制。拖鏈電纜彎曲頻次較高，對柔軟性能要求較高，必須通過纜芯排列方式的創新，使得拖鏈電纜獲得高柔軟性。考慮到生產難度及電纜的外徑，拖鏈電纜的線芯很難都是0＋n結構。當線芯多達一定根數時，0＋n式的成纜就難以生產了，填充跳浜、線芯擠壓頻繁發生，尤其是多層結構時考慮到線芯間的滑動性，每層線芯間涂覆滑石粉不加包帶，更容易出現線芯擠壓。經過多次生產調試后建議：a．當絕緣線芯數不超過12根時，成纜時宜采用1層結構，采用0＋n擠壓式結構，短節距絞合。b．當絕緣線芯數超過12時，成纜時宜采用分層復絞，分層間涂覆滑石粉，增加滑動性。采用2層結構時，絕緣線芯不宜超過26根，排列方式為10根＋16根；采用3層結構時，絕緣線芯不宜超過42根，排列方式為8根＋14根＋20根。為保證拖鏈電纜的圓整度和柔軟度，成纜中心使用軟填充。成纜是拖鏈電纜的關鍵工序，線芯間張力應均勻，成纜的節徑比需嚴格控制。2．4內護套、屏蔽和外護套。拖鏈電纜的內護套采用和絕緣相同的強度大、伸長率高的改性聚氯乙烯材料，以增加電纜的柔軟性能和機械性能。內護套采用擠壓式生產，將成纜外層絕緣線芯間的縫隙壓實，避免內護套松空，以防編織銅絲扎傷絕緣線芯。屏蔽層主要用于控制系統中的拖鏈電纜，以保證傳輸信號的穩定準確。為滿足拖鏈電纜的彎曲性能要求，屏蔽宜采用銅絲編織或鍍錫銅絲編織。根據擠制內護套后的外徑選用不同直徑的銅絲或鍍錫銅絲進行編織。外護套的作用主要是保護金屬屏蔽層免受化學腐蝕及對電纜的物理保護。因此，外護套采用了高柔性、耐油性能優異的丁腈聚氯乙烯護套材料。

3結束語

拖鏈電纜是一種消耗性電纜，多次彎折拖鏈后電纜會有一定的損耗，斷芯是不可避免的。通過對電纜的材料及生產工藝的不斷優化，可提升拖鏈電纜的壽命，降低斷芯率。

［參考文獻］

［1］中國電器工業協會．電纜的導體：GB／T3956—2008［S］．北京：中國標準出版社，2009．

［2］中國電器工業協會．額定電壓450／750V及以下聚氯乙烯絕緣電纜：GB／T5023—2008［S］．北京：中國標準出版社，2009．

作者:孫延蒙 陳靜 趙增 查劍 單位:遠東電纜有限公司