軟芯電纜的耐扭轉(zhuǎn)試驗通常采用立式或臥式扭轉(zhuǎn)試驗機,通過固定電纜一端,對另一端施加可控的扭轉(zhuǎn)力矩,模擬實際使用中的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力,以評估電纜在反復(fù)扭轉(zhuǎn)下的結(jié)構(gòu)完整性和性能穩(wěn)定性。以下是具體試驗方法及關(guān)鍵要點:
一、試驗設(shè)備與參數(shù)設(shè)置
扭轉(zhuǎn)試驗機
類型:立式或臥式,需具備扭矩傳感器、角度編碼器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
功能:可調(diào)節(jié)扭轉(zhuǎn)角度(如0°~360°)、速度(0.1~10 rpm)和扭轉(zhuǎn)次數(shù)(1000~10000次以上)。
溫度控制:部分試驗需在極端溫度下進行(如-40℃至+150℃),需配備環(huán)境試驗箱。
關(guān)鍵參數(shù)
扭轉(zhuǎn)角度:根據(jù)應(yīng)用場景設(shè)定(如風(fēng)力發(fā)電電纜需±720°)。
扭轉(zhuǎn)速度:通常為5~10°/s,避免速度過快導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真。
試驗周期:推薦10000次以上(如風(fēng)力發(fā)電電纜),以模擬長期使用。
二、試驗步驟
樣品準(zhǔn)備
截取試樣:從被試電纜上截取規(guī)定長度(如12.5m),確保無缺陷。
預(yù)處理:在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境(23±5℃,濕度≤90%)中放置0.5小時,消除應(yīng)力。
安裝試樣
立式試驗機:試樣垂直固定,上端通過夾具固定,下端懸掛重錘(保持張力≤2%公稱抗拉強度)。
臥式試驗機:試樣水平固定,兩端通過夾具夾持,避免滑動。
固定方式:
夾具設(shè)計:使用軟質(zhì)襯墊保護絕緣層,防止損傷。
設(shè)置試驗參數(shù)
扭轉(zhuǎn)方向:正反轉(zhuǎn)交替(如順時針1440°→逆時針1440°為一個周期)。
溫度控制:若需極端溫度試驗,將試樣置于溫控箱內(nèi),達到規(guī)定溫度后保持4小時再開始試驗。
啟動試驗
數(shù)據(jù)采集:實時記錄扭矩-角度曲線,關(guān)注初始扭矩、最大扭矩及特定角度下的扭矩值。
觀察現(xiàn)象:檢查試樣表面是否開裂、絕緣層剝離或?qū)w斷裂。
試驗終止與評估
外觀檢查:無裂紋、變形或護套開裂。
電氣性能:扭轉(zhuǎn)后進行交流電壓試驗(如15分鐘不擊穿)和導(dǎo)體直流電阻測試(符合標(biāo)準(zhǔn)要求)。
機械性能:斷裂伸長率不低于規(guī)定值(如-40℃下≥80%)。
終止條件:達到設(shè)定扭轉(zhuǎn)次數(shù)或試樣斷裂。
評估標(biāo)準(zhǔn):
三、典型應(yīng)用場景與標(biāo)準(zhǔn)
風(fēng)力發(fā)電電纜
試驗要求:±720°扭轉(zhuǎn),10000次以上周期,低溫(-40℃)或高溫(+60℃)環(huán)境下測試。
標(biāo)準(zhǔn)參考:GB/T 29631—2013《風(fēng)力發(fā)電用耐扭曲軟電纜》。
新能源汽車電纜
試驗要求:小角度(如±360°)高頻扭轉(zhuǎn)(如5 Hz),模擬車輛運動中的振動。
標(biāo)準(zhǔn)參考:ISO 6722-2020《道路車輛電纜扭轉(zhuǎn)試驗方法》。
試驗要求:高速度(如1000°/s)和高加速度(如2000°/s2)扭轉(zhuǎn),評估柔性抗扭曲性能。
結(jié)構(gòu)優(yōu)化:采用纏繞結(jié)構(gòu)或D型屏蔽,提高扭轉(zhuǎn)能力。
四、試驗結(jié)果分析
扭矩-角度曲線:反映電纜扭轉(zhuǎn)過程中的能量吸收和釋放特性。
斷絲率:鋁合金芯電纜需解剖檢查導(dǎo)體斷絲情況,節(jié)徑比越小,斷絲風(fēng)險越高。
壽命預(yù)測:通過扭轉(zhuǎn)周期與斷絲率的關(guān)系,評估電纜使用壽命。
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