鋁合金電纜的成纜節(jié)距和彎曲半徑的關(guān)系

王國(guó)忠

（江蘇通光強(qiáng)能輸電線科技有限公司，江蘇海門(mén)226100）

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鋁合金電纜的成纜節(jié)距和彎曲半徑的關(guān)系

王國(guó)忠

（江蘇通光強(qiáng)能輸電線科技有限公司，江蘇海門(mén)226100）

摘要：敘述了鋁合金電纜成纜節(jié)距和彎曲半徑的關(guān)系，介紹了電纜彎曲試驗(yàn)，規(guī)定了鋁合金電纜的成纜節(jié)距。

關(guān)鍵詞：鋁合金電纜；成纜節(jié)距；彎曲半徑；彎曲試驗(yàn)

0 引 言

國(guó)家能源局標(biāo)準(zhǔn)NB/T 42051—2015《額定電壓0.6/1 kV鋁合金導(dǎo)體交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜》于2015年4月2日發(fā)布，9月1日起實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鋁合金電纜的結(jié)構(gòu)、材料和試驗(yàn)要求，并在附錄B中規(guī)定了電纜安裝時(shí)的最小彎曲半徑為7倍的電纜外徑。這一規(guī)定比GB/T 12706.1標(biāo)準(zhǔn)中電纜安裝時(shí)的最小彎曲半徑（見(jiàn)表1）要小得多。鋁合金電纜的允許彎曲半徑為何能比普通電纜小？電纜的彎曲半徑與哪些因素有關(guān)？鋁合金電纜允許的彎曲半徑小，與常規(guī)的電力電纜相比，除了導(dǎo)體要求不同——如導(dǎo)體采用8000系列的鋁合金導(dǎo)體，電阻率及機(jī)械性能應(yīng)滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，導(dǎo)體絞合的節(jié)徑比應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)等。另外，成纜的節(jié)徑比也是保證鋁合金電纜彎曲性能的一個(gè)很重要的指標(biāo)。

1 成纜節(jié)距和彎曲半徑的關(guān)系

成纜節(jié)距和彎曲半徑之間存在怎樣的關(guān)系呢？在參考文獻(xiàn)[3］中，作者用電纜未受彎曲時(shí)，導(dǎo)體在一半節(jié)距處螺旋路徑的長(zhǎng)度S1來(lái)求取彎曲時(shí)導(dǎo)體沿電纜軸在相同的一半節(jié)距處螺旋路徑的新長(zhǎng)度S2，用（S2/S1-1）×100%來(lái)表示電纜在彎曲時(shí)導(dǎo)體長(zhǎng)度的增加量（伸長(zhǎng)率），作者未得出隨著彎曲半徑倍數(shù)（彎曲半徑與電纜半徑的比值，用N表示）的變化，導(dǎo)體的伸長(zhǎng)率增大或減小的結(jié)論，因?yàn)樽髡咭氲腡值（一個(gè)在彎曲半徑圓的圓周長(zhǎng)度上螺旋形路徑的圏數(shù)），既是一個(gè)與絞合節(jié)距有關(guān)的數(shù)（對(duì)于一定的彎曲半徑，絞合節(jié)距越小，T值越大），又是一個(gè)與彎曲半徑相關(guān)的值（當(dāng)絞合節(jié)距一定時(shí)，彎曲半徑越小，T值也越小）。作者忽視了導(dǎo)體在另一半節(jié)距處螺旋線的路徑長(zhǎng)度S′1（=S1）在電纜彎曲時(shí)會(huì)受到壓縮，變成S′2。實(shí)際上，電纜在彎曲時(shí)，在一個(gè)電纜節(jié)距長(zhǎng)度上，沿彎曲半徑圓的電纜外緣上的半個(gè)節(jié)距上，導(dǎo)體伸長(zhǎng)量正好等于沿彎曲半徑圓的電纜內(nèi)緣的半個(gè)節(jié)距上的導(dǎo)體壓縮量。這樣，在彎曲時(shí)，絕緣單線在自身絞合的節(jié)距內(nèi)發(fā)生了移動(dòng)，理論上沒(méi)有受到拉伸或壓縮，似乎電纜的成纜節(jié)距和彎曲半徑之間沒(méi)有直接的關(guān)系。

實(shí)踐證明，對(duì)于已知結(jié)構(gòu)的電纜，成纜節(jié)距越小，電纜就越柔軟，越容易彎曲；反之，成纜節(jié)距大，電纜就難彎曲，柔軟性差。這是因?yàn)樵谝粋€(gè)彎曲半徑圓的圓周長(zhǎng)度上，成纜節(jié)距越小，成纜螺旋節(jié)距的個(gè)數(shù)就越多，能彎曲的“關(guān)節(jié)”就越多，絕緣單線在電纜受到彎曲時(shí)移動(dòng)阻力就越小。當(dāng)然，節(jié)距過(guò)小，甚至接近極限節(jié)徑比時(shí)，反而不利于柔軟性的提高，對(duì)于成型導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的電纜，成纜節(jié)距過(guò)小，還會(huì)扭傷絕緣。同時(shí)，節(jié)距過(guò)小，也影響電纜的生產(chǎn)效率。

2 成纜節(jié)距的規(guī)定

NB/T 42051中規(guī)定了電纜的允許最小彎曲半徑，但沒(méi)有規(guī)定鋁合金電纜的成纜節(jié)距。各電纜生產(chǎn)廠家是否仍可按照以往常規(guī)電纜的生產(chǎn)方式進(jìn)行鋁合金電纜的生產(chǎn)呢？目前，一些企業(yè)將導(dǎo)體制成了圓形，因?yàn)閰⒄諊?guó)外的標(biāo)準(zhǔn)，鋁合金電纜導(dǎo)體幾乎都是圓形結(jié)構(gòu)，但也有少數(shù)企業(yè)用成型導(dǎo)體，即導(dǎo)體是扇形或瓦形結(jié)構(gòu)。對(duì)于圓形導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的電纜，成纜節(jié)徑比一般為25～30；如果導(dǎo)體為成型結(jié)構(gòu)，則成纜節(jié)徑比為50～65。還有一些廠家考慮到電纜使用的柔軟性，還規(guī)定圓形導(dǎo)體電纜的節(jié)徑比為20～25，比前面介紹的圓形導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的成纜節(jié)距又小些。那么，到底成纜節(jié)徑比規(guī)定多少合適呢？雖然，成纜節(jié)距與彎曲半徑之間似乎沒(méi)有直接的關(guān)系，但國(guó)外的一些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)成纜節(jié)距作了嚴(yán)格的規(guī)定，這也是對(duì)電纜彎曲性能的保證措施。例如在C22.2 No.38-05《熱固性絕緣電線電纜》中規(guī)定，除2芯平行電纜以外，多芯電纜的成品絕緣線芯應(yīng)不大于該標(biāo)準(zhǔn)中表24中的多芯電纜的最大節(jié)距，見(jiàn)本文表2。

我們習(xí)慣規(guī)定成纜節(jié)距為多少倍的纜芯直徑，并且，不考慮多芯電纜的芯數(shù)和截面，這樣，參照表2的要求，可以規(guī)定鋁合金電纜的絞合節(jié)徑比為13～16；對(duì)于多層絞合電纜，外層的絞合節(jié)徑比為12～15，內(nèi)層節(jié)距可以不大于20倍的該層直徑。

表2　多芯電纜的最大絞合節(jié)距

3 電纜的彎曲試驗(yàn)

雖然GB/T 12706.1第18.17條也規(guī)定了電纜的彎曲試驗(yàn)，但它是特殊彎曲試驗(yàn)，只在有統(tǒng)包金屬層并且金屬帶直接繞包在纜芯上且省略內(nèi)襯層的多芯電纜上進(jìn)行，對(duì)大多數(shù)的普通類(lèi)型電纜是不進(jìn)行的。但NB/T 42051標(biāo)準(zhǔn)的第14.34條規(guī)定了成品電纜彎曲試驗(yàn)，它是在有鎧裝的成品電纜上進(jìn)行的，一般來(lái)說(shuō)，如果鎧裝電纜能夠通過(guò)彎曲試驗(yàn)，普通電纜就更容易通過(guò)。彎曲試驗(yàn)時(shí)要求試樣在環(huán)境溫度下繞在試驗(yàn)圓柱體上（例如線盤(pán)的筒體）至少一圈，圓柱體的直徑為7D，D為電纜樣品的實(shí)測(cè)外徑。然后松開(kāi)電纜再在相反方向上重復(fù)此過(guò)程。這種操作循環(huán)進(jìn)行三次，再將繞在試驗(yàn)圓柱體上的試樣放入電纜正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體最高溫度的空氣烘箱中加熱24 h。電纜冷卻后，再按例行試驗(yàn)的要求對(duì)彎曲狀態(tài)的電纜進(jìn)行電壓試驗(yàn)，試樣應(yīng)不擊穿，外護(hù)套無(wú)裂紋。

我們注意到，試驗(yàn)用的圓柱體的直徑為7D，即半徑為3.5D，如此通過(guò)試驗(yàn)的鋁合金電纜產(chǎn)品，安裝敷設(shè)時(shí)的彎曲半徑不小于7D時(shí)，電纜的安全系數(shù)應(yīng)不小于2.0。

4 結(jié)束語(yǔ)

國(guó)家能源局標(biāo)準(zhǔn)NB/T 42051已發(fā)布，并于2015年9月1日起實(shí)施，它規(guī)定了鋁合金電纜施工時(shí)的最小彎曲半徑為7D，這比常規(guī)的電力電纜標(biāo)準(zhǔn)要小很多，并規(guī)定了電纜的彎曲試驗(yàn)，能通過(guò)彎曲試驗(yàn)的鋁合金電纜按照施工規(guī)程要求進(jìn)行敷設(shè)，應(yīng)該能保證電纜的性能，但如何保證通過(guò)彎曲試驗(yàn)，從而保證電纜在受到最小允許彎曲半徑時(shí)長(zhǎng)期運(yùn)行可靠，除了電纜的導(dǎo)體性能等符合標(biāo)準(zhǔn)要求外，電纜的成纜節(jié)距也是一個(gè)重要指標(biāo)，制造廠家應(yīng)參照相應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定鋁合金電纜的成纜節(jié)距，以確保彎曲半徑符合要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] NB/T 42051—2015 額定電壓0.6/1 kV鋁合金導(dǎo)體交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜[S］.

[2] GB/T 12706—2008 額定電壓1 kV（Um=1.2 kV）到35 kV （Um=40.5 kV）擠包絕緣電力電纜及附件[S］.

[3] J.C.利利著，周同德摘譯.電纜絞合節(jié)距和電纜彎曲半徑的數(shù)學(xué)關(guān)系[J］.電線電纜，1987（2）：25-27.

[4] C22.2 No.38-05 熱固性絕緣電線電纜[S］.

作者地址：江蘇海門(mén)市濱江街道廣州路1933號(hào)[226100］.

中圖分類(lèi)號(hào)：TM244.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-6901（2016）04-0014-02

收稿日期：2015-05-18

作者簡(jiǎn)介：王國(guó)忠（1962-），男，高級(jí)工程師，總工程師.

Relationship between Lay Length and Bending Radius of an Alum inum A lloy Cable

WANG Guo-zhong
（Jiangsu Tongguang Qiangneng Transmission Line Technology Co.，Ltd.，Haimen 226100，China）

Abstract：Thispaper shows the relationship between lay length and bending radius of an aluminum alloy cable.Itdescribes the bending test and gives the requirement of lay length of an aluminum cable.

Key words：aluminum alloy cable；lay length；bending radius；bending test