鎧裝電纜的生產(chǎn)工藝

   鎧裝電纜zui常見(jiàn)類(lèi)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(xì)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(guó)內(nèi)電纜市場(chǎng)，鋼帶鎧裝電纜占有較大的份額；而在國(guó)外電纜市場(chǎng)，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(chǎn)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)（或相關(guān)技術(shù)規(guī)范），確保鎧裝后的電纜在其使用過(guò)程中具有良好的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和性能。鋼絲鎧裝電纜主要執(zhí)行以下2個(gè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和2個(gè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：

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(hù)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(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)，此標(biāo)準(zhǔn)對(duì)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(biāo)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(biāo)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?。?biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)，此標(biāo)準(zhǔn)引用GB /T2952.1-2008標(biāo)準(zhǔn)和間接引用GB/T 3082-　　 2008標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)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(biāo)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(guò)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(biāo)準(zhǔn)考核。
　　 鎧裝用鋼絲鍍層類(lèi)別分為兩類(lèi)：一類(lèi)為鍍鋅層；另一類(lèi)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(lèi)。
　　 鋼絲鍍層級(jí)別按鍍層重量分為兩組：Ⅰ組和Ⅱ組。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，鎧裝鋼絲應(yīng)優(yōu)先采用下列標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)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(yàn)、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)、纏繞試驗(yàn)（見(jiàn)表1），鍍層重量試驗(yàn)（見(jiàn)表2）等試驗(yàn)應(yīng)符合GB/T 3082-2008的要求。對(duì)接頭的技術(shù)要求，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)："鋼絲交貨盤(pán)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(yàn)
 

　　
三、鎧裝鋼絲直徑的確定

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

　　表3鎧裝鋼絲的標(biāo)稱直徑

　　
四、鎧裝鋼絲根數(shù)的確定

　　根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求鋼絲鎧裝電纜鋼絲根數(shù)可按照GB/T 2952-2008《電纜外護(hù)層》中公式進(jìn)行計(jì)算（鋼絲鎧裝電力電纜標(biāo)準(zhǔn)中無(wú)引用GB/T 2952-2008《電纜外護(hù)層》，只能參照此標(biāo)準(zhǔn)）：
　　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(dāng)于鋼絲的根數(shù)；
　　N0-實(shí)測(cè)鎧裝鋼絲根數(shù)；
　　D-鋼絲鎧裝層的實(shí)測(cè)外徑，mm；
　　d-鎧裝鋼絲（包括防蝕層）的實(shí)測(cè)外徑，mm；
　　α-鋼絲繞包角，（°）；
　　L-實(shí)測(cè)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(gè)約束條件中，有三個(gè)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(shí)際上僅僅根據(jù)以上三個(gè)約束條件，我們只能計(jì)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(gè)根數(shù)來(lái)生產(chǎn)，就會(huì)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(jì)算，因?yàn)殇摻z根數(shù)降低，節(jié)距也同時(shí)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(shí)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(guò)假定一個(gè)角度，或者假定一個(gè)節(jié)徑比來(lái)計(jì)算，例如假定L=10D, 并令π(D-d)sinα/d-N0=1，就可以計(jì)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(xiàng)

　　1、鋼絲鎧裝的形式

　　采用退扭方式，進(jìn)行鋼絲鎧裝時(shí)，需針對(duì)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(shí)，常常采用盤(pán)絞機(jī)鎧裝鋼絲，即鋼絲靜態(tài)放線，收線盤(pán)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(shí)，在鎧裝鋼絲外繞包一到兩層無(wú)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(guò)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(shí)徑向旋轉(zhuǎn)。電纜的徑向旋轉(zhuǎn)如處理不當(dāng)，會(huì)造成比較嚴(yán)重的質(zhì)量事故，輕則鎧裝層變形、外護(hù)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(guò)程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，需設(shè)計(jì)電纜雙層鋼絲鎧裝工藝參數(shù)，使內(nèi)外兩個(gè)鋼絲鎧裝層對(duì)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(dá)到平衡，確保電纜鎧裝后的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。