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鋼絲鎧裝電纜生產(chǎn)工藝及技術(shù)要求

天津市電纜總廠橡塑電纜廠

一、鋼絲鎧裝電纜相關(guān)標準要求和理解

　　 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準，此標準對鋼絲鎧裝要求（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）。

　　 鋼絲直徑要求：鋼絲標稱直徑：0.8 mm，1.25 mm,1.6 mm,2.0 mm,2.5 mm,3.15mm（GB/T12706.1-2008中12.4）；鋼絲zui小直徑不小于標稱直徑的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zui?。藴蔊B/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準，此標準引用GB /T2952.1-2008標準和間接引用GB/T 3082-　　 2008標準，對鋼絲鎧裝要求：

　　 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：鋼絲標稱直徑：0.8 mm，1.25 mm,1.6 mm,2.0 mm,2.5 mm（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）。

　　 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準考核。

　　 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。

　　 鋼絲鍍層級別按鍍層重量分為兩組：Ⅰ組和Ⅱ組。標準規(guī)定，鎧裝鋼絲應(yīng)優(yōu)先采用下列標稱尺寸的鋼絲：0.8 mm，1.25 mm,1.6 mm,2.0 mm,2.5 mm,3.15mm，4.0 mm，5.0 mm，6.0 mm。從標準上的規(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、扭轉(zhuǎn)試驗、纏繞試驗（見表1），鍍層重量試驗（見表2）等試驗應(yīng)符合GB/T 3082-2008的要求。對接頭的技術(shù)要求，標準強調(diào)："鋼絲交貨盤卷應(yīng)由一根鋼絲組成，鋼絲在zui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。"

　　 表1 鋼絲力學(xué)及工藝性能

　　表2 鋼絲鍍層重量及纏繞試驗

三、鎧裝鋼絲直徑的確定

　　電力電纜鋼絲標稱直徑應(yīng)符合表3要求，鋼絲zui小直徑不小于標稱直徑的95%；控制電纜的鋼絲標稱直徑和偏差應(yīng)符合表3。　　

表3鎧裝鋼絲的標稱直徑

　　四、鎧裝鋼絲根數(shù)的確定

　　根據(jù)標準要求鋼絲鎧裝電纜鋼絲根數(shù)可按照GB/T 2952-2008《電纜外護層》中公式進行計算（鋼絲鎧裝電力電纜標準中無引用GB/T 2952-2008《電纜外護層》，只能參照此標準）：

　　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于鋼絲的根數(shù)；

　　N0-實測鎧裝鋼絲根數(shù)；

　　D-鋼絲鎧裝層的實測外徑，mm；

　　d-鎧裝鋼絲（包括防蝕層）的實測外徑，mm；

　　α-鋼絲繞包角，（°）；

　　L-實測鋼絲繞包節(jié)距，mm。

　　鋼絲的根數(shù)和節(jié)距有一定的關(guān)系，在以上三個約束條件中，有三個未知數(shù)，即N0，α，L.我們需要的是鋼絲的根數(shù)和節(jié)距。實際上僅僅根據(jù)以上三個約束條件，我們只能計算出鋼絲的zui多根數(shù)，即π(D-d)sinα/d并取整數(shù)，但是按這個根數(shù)來生產(chǎn)，就會產(chǎn)生根數(shù)偏多，絞合后鋼絲節(jié)距太大，這是不合適的，而zui少的鋼絲根數(shù)卻難以計算，因為鋼絲根數(shù)降低，節(jié)距也同時降低，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，我們可以通過假定一個角度，或者假定一個節(jié)徑比來計算，例如假定L=10D, 并令π(D-d)sinα/d-N0=1，就可以計算出鋼絲的根數(shù)。

五、鋼絲鎧裝電纜鎧裝工藝其他注意事項

　　1、鋼絲鎧裝的形式

　　采用退扭方式，進行鋼絲鎧裝時，需針對不同規(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，常常采用盤絞機鎧裝鋼絲，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，在鎧裝鋼絲外繞包一到兩層無紡布等繞包帶，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)時徑向旋轉(zhuǎn)。電纜的徑向旋轉(zhuǎn)如處理不當，會造成比較嚴重的質(zhì)量事故，輕則鎧裝層變形、外護套受損，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），在使用過程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，需設(shè)計電纜雙層鋼絲鎧裝工藝參數(shù)，使內(nèi)外兩個鋼絲鎧裝層對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到平衡，確保電纜鎧裝后的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。