鎧裝電纜的生產工藝

              鎧裝電纜的生產工藝

   鎧裝電纜zui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）。

　　 在國內電纜市場，鋼帶鎧裝電纜占有較大的份額；而在國外電纜市場，鋼絲鎧裝電纜使用的卻更為普遍。zui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。鋼絲鎧裝電纜生產時，應嚴格執行相關國家標準和標準（或相關技術規范），確保鎧裝后的電纜在其使用過程中具有良好的穩定結構和性能。鋼絲鎧裝電纜主要執行以下2個產品標準和2個相關標準：

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》

　　 一、鋼絲鎧裝電纜相關標準要求和理解
       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：鋼絲應為鍍鋅鋼絲。在用于交流回路的單芯電纜鎧裝應采用非磁性材料，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：鋼絲鎧裝應緊密，既使相鄰鋼絲間的間隙為zui小（標準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層右向、外層左向繞包在內襯層上，并且鋼絲之間間隙的總和應不超過一根鋼絲的直徑（GB/T9330.1-2008中6.6.1）。

　　 二、鎧裝用鋼絲質量要求

　　 控制電纜鋼絲鎧裝質量應符合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。標準規定，鎧裝鋼絲應優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。根據制造商的工藝控制水平，雙方可以協商決定，允許采用比規定直徑更大的鋼絲。
　　 鋼絲所做拉力試驗、扭轉試驗、纏繞試驗（見表1），鍍層重量試驗（見表2）等試驗應符合GB/T 3082-2008的要求。對接頭的技術要求，標準強調："鋼絲交貨盤卷應由一根鋼絲組成，鋼絲在zui后一道拉拔前允許焊接；有鍍層的成品鋼絲不應有任何的接頭。"

　　 表1 鋼絲力學及工藝性能

　
　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符合表3。

　　表3鎧裝鋼絲的標稱直徑

　　
四、鎧裝鋼絲根數的確定

　　根據標準要求鋼絲鎧裝電纜鋼絲根數可按照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
　　式中：
　　N-鎧裝鋼絲總間隙相當于鋼絲的根數；
　　N0-實測鎧裝鋼絲根數；
　　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-實測鋼絲繞包節距，mm。
　　鋼絲的根數和節距有一定的關系，在以上三個約束條件中，有三個未知數，即N0，α，L.我們需要的是鋼絲的根數和節距。實際上僅僅根據以上三個約束條件，我們只能計算出鋼絲的zui多根數，即π(D-d)sinα/d并取整數，但是按這個根數來生產，就會產生根數偏多，絞合后鋼絲節距太大，這是不合適的，而zui少的鋼絲根數卻難以計算，因為鋼絲根數降低，節距也同時降低，但同樣可以滿足上式要求。
　　參照導體正規絞合的結構，極限理論節徑比為10.1，極限的實際節徑比更小一些，相應的極限繞包角度為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。

　　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，需針對不同規格的鋼絲，根據工藝要求，調整預變形器的弧高和弧寬，使鋼絲變形為與電纜直徑、節距相匹配的螺旋形，這樣鎧裝鋼絲就不易松散。但目前很多制造商，在鋼絲鎧裝生產線上，未使用預變形器；也有制造商，在生產外徑較大的鋼絲鎧裝電纜時，常常采用盤絞機鎧裝鋼絲，即鋼絲靜態放線，收線盤旋轉，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，影響鋼絲鎧裝質量。

　　2、鋼絲鎧裝電纜扭轉應力釋放

　　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時徑向旋轉。電纜的徑向旋轉如處理不當，會造成比較嚴重的質量事故，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、光電復合電纜、勘探電纜等電纜），在使用過程中的結構穩定性，需設計電纜雙層鋼絲鎧裝工藝參數，使內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構穩定。