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        核級(jí)預(yù)制通信線纜檢驗(yàn)技術(shù)研究與應(yīng)用

        2021-03-17 06:22:06唐新磊高玉斌曹宗生北京廣利核系統(tǒng)工程有限公司北京100094
        儀器儀表用戶 2021年3期
        關(guān)鍵詞:機(jī)械性能阻值線纜

        唐新磊,高玉斌,曹宗生,林 磊(北京廣利核系統(tǒng)工程有限公司,北京 100094)

        0 引言

        目前行業(yè)內(nèi)預(yù)制通信線纜檢驗(yàn)過(guò)程中,一般依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3048-2007《電線電纜電性能試驗(yàn)方法》[1]重點(diǎn)檢驗(yàn)線纜電氣性能,例如:絕緣耐壓、導(dǎo)通性能、線阻等,但對(duì)機(jī)械性能驗(yàn)收,存在驗(yàn)證程度不足。為了解決這一問(wèn)題,本文基于型式試驗(yàn)驗(yàn)證技術(shù),參考標(biāo)準(zhǔn)DIN EN 50289-3-2-2002《通信電纜試驗(yàn)方法規(guī)范第3-2部分:機(jī)械試驗(yàn)方法》[2]、GB/T 7424.2-2008《光纜總規(guī)范第二部分:光纜基本試驗(yàn)方法》[3]相關(guān)要求開展機(jī)械性能驗(yàn)證研究。通過(guò)對(duì)預(yù)制線纜應(yīng)力受力分析,制定出完善預(yù)制線纜檢驗(yàn)技術(shù),該項(xiàng)技術(shù)可適用于各類設(shè)計(jì)工藝預(yù)制線纜類的驗(yàn)收檢驗(yàn),具有較高的推廣價(jià)值。

        圖1 線纜示意圖Fig.1 Cable diagram

        圖2 抗拉試驗(yàn)原理圖Fig.2 Schematic diagram of tensile test

        1 現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)調(diào)研

        現(xiàn)場(chǎng)一般參考標(biāo)準(zhǔn)RCC-E《核島電氣設(shè)備設(shè)計(jì)和建造規(guī)則》[4]和GB50168-2006《電纜線路施工及驗(yàn)收規(guī)范》[5]相關(guān)要求對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的線纜進(jìn)行鋪設(shè)。鋪設(shè)方式大多為橋架布線,過(guò)程較為復(fù)雜,操作過(guò)程中線纜難免會(huì)經(jīng)歷扭轉(zhuǎn)、抻拉以及彎曲,容易對(duì)線纜造成破壞性影響。

        實(shí)際工作中經(jīng)常出現(xiàn)線纜鋪設(shè)后的上電調(diào)試失敗,原因在于線纜受外力影響導(dǎo)致屏蔽層以及線芯斷開,使鏈路信號(hào)無(wú)法正常傳輸。因此,有必要對(duì)預(yù)制通信線纜機(jī)械性能檢驗(yàn)技術(shù)開展研究,依托此項(xiàng)技術(shù)確保驗(yàn)收的線纜能滿足工程項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)使用需要,在惡劣的應(yīng)用環(huán)境下,依然能保持其應(yīng)有的功能性能要求。

        2 預(yù)制線纜結(jié)構(gòu)以及受力分析

        預(yù)制通信線纜基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。預(yù)制通信線纜一般由連接器、線纜護(hù)套、線纜構(gòu)成。通過(guò)對(duì)線纜使用過(guò)程中的受力情況分析,主要集中在3個(gè)方面:

        序號(hào)1:此位置需通過(guò)線纜工藝制作完成,連接器與線纜銜接部位易受扭轉(zhuǎn)、彎曲、拉伸影響,此處可靠性的表現(xiàn)直接反映出預(yù)制線纜的工藝質(zhì)量,因此需要開展較為完整的機(jī)械性能檢驗(yàn)。

        序號(hào)2:此位置為線纜主體部位,一般較為完整,不涉及第二次加工工藝,有原廠護(hù)套以及內(nèi)部屏蔽層的加強(qiáng)保護(hù),一般不易受扭轉(zhuǎn)、彎曲力的影響,但考慮橋架布線時(shí)存在拖拽現(xiàn)象,因此需要針對(duì)此部位開展拉伸試驗(yàn)。

        序號(hào)3:同序號(hào)1,對(duì)于預(yù)制通信線纜可以是同一種連接器,也可以是另一種連接器。但考慮為后期加工完成,不具有可靠的完整性,連接器與線纜銜接部位易受扭轉(zhuǎn)、彎曲、拉伸影響,因此需要開展較為完整的機(jī)械性能檢驗(yàn)。

        3 機(jī)械性能檢驗(yàn)

        本文參考標(biāo)準(zhǔn)DIN EN 50289-3-2-2002《通信電纜試驗(yàn)方法規(guī)范第3-2部分:機(jī)械試驗(yàn)方法》、GB/T 7424.2-2008《光纜總規(guī)范第二部分光纜基本試驗(yàn)方法》相關(guān)要求,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)施工過(guò)程中的扭轉(zhuǎn)、拖拽、彎折等情況,同時(shí)結(jié)合對(duì)預(yù)制線纜相關(guān)部位的受力影響分析,制定以下預(yù)制線纜檢驗(yàn)方案,可對(duì)預(yù)制通信線纜的工藝質(zhì)量進(jìn)行可靠性驗(yàn)收,滿足驗(yàn)收要求的線纜可確保在惡劣的使用環(huán)境下,依然能保持其應(yīng)有的功能性能指標(biāo)。

        3.1 拉伸試驗(yàn)

        試驗(yàn)位置針對(duì)線纜主體以及連接器與線纜銜接位置,針對(duì)線纜主體開展檢驗(yàn)時(shí),可將試驗(yàn)量級(jí)提高至200N;若線纜主體有加強(qiáng)芯的防護(hù),可將試驗(yàn)量級(jí)提高至300N,做短時(shí)拉伸。

        a)依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),該測(cè)試項(xiàng)應(yīng)抽取5~10根線纜開展試驗(yàn)。

        b)首先,應(yīng)在常態(tài)下,測(cè)量各個(gè)線纜的線阻,作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

        c)如圖2所示,將線纜裝在拉伸設(shè)備上,兩端用夾持裝置均勻緊固。

        d)拉伸力應(yīng)持續(xù)緩慢地增加到規(guī)定值,負(fù)荷速率10N/min,拉伸過(guò)程中應(yīng)記錄線阻的變化情況。

        e)執(zhí)行步驟d,分別在60N、80N、100N的拉力下,記錄線纜的線阻值。

        3.2 彎曲試驗(yàn)

        試驗(yàn)位置針對(duì)線纜連接器與線纜銜接位置。

        a)依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),該測(cè)試項(xiàng)應(yīng)抽取5~10根線纜開展試驗(yàn)。

        b)首先,應(yīng)在常態(tài)下,測(cè)量各個(gè)線纜的線阻,作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

        c)如圖3所示,連接器可靠緊固在擺動(dòng)臂上,另一端垂直于水平面。

        d)向左擺動(dòng)角度為90°,測(cè)試并記錄線纜各線阻值。

        e)返回初始值。

        f)向右擺動(dòng)角度為90°,測(cè)試并記錄線纜各線阻值。

        g)返回初始值。

        h)重復(fù)操作步驟d~步驟g,500次。

        表1 驗(yàn)收結(jié)果Table 1 Acceptance results

        圖3 折彎試驗(yàn)原理圖Fig.3 Schematic diagram of bending test

        圖4 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)原理圖Fig.4 Schematic diagram of torsion test

        3.3 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)

        試驗(yàn)位置針對(duì)線纜連接器與線纜銜接位置。

        a)依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),該測(cè)試項(xiàng)應(yīng)抽取5~10根線纜開展試驗(yàn)。

        b)首先應(yīng)在常態(tài)下,測(cè)量各個(gè)線纜的線阻,作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

        c)如圖4所示,調(diào)整設(shè)備將受試樣本安裝在扭轉(zhuǎn)設(shè)備上。

        d)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°,測(cè)試并記錄線纜各線阻值。

        e)返回初始值。

        f)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°,測(cè)試并記錄線纜各線阻值。

        g)返回初始值。

        h)重復(fù)操作步驟d~步驟g,500次。

        4 應(yīng)用

        針對(duì)2019到貨某品牌Micro-D型預(yù)制通信線纜,依據(jù)本文提出的機(jī)械性能檢驗(yàn)技術(shù)開展驗(yàn)收工作,驗(yàn)收結(jié)果見表1。

        針對(duì)以上驗(yàn)收結(jié)果,要求線纜制造商給出技術(shù)澄清,并重新優(yōu)化線纜制造工藝,提高機(jī)械性能強(qiáng)度。后續(xù)對(duì)新工藝預(yù)制通信線纜同樣開展了機(jī)械性能檢驗(yàn),驗(yàn)收結(jié)果均通過(guò),線纜滿足工程項(xiàng)目需求。預(yù)制通信線纜機(jī)械性能檢驗(yàn)技術(shù)的研究,很好地為項(xiàng)目解決了預(yù)制通信線纜質(zhì)量問(wèn)題。

        5 結(jié)論

        本文提出的預(yù)制通信線纜檢驗(yàn)技術(shù),在原有電氣性能檢驗(yàn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,完善線纜機(jī)械性能檢驗(yàn)。通過(guò)對(duì)預(yù)制線纜使用過(guò)程進(jìn)行分析、研究,確定了多項(xiàng)機(jī)械性能試驗(yàn),試驗(yàn)程度覆蓋預(yù)制線纜整體結(jié)構(gòu)以及實(shí)際使用需求。同時(shí),結(jié)合后期的實(shí)際工程項(xiàng)目使用情況,該項(xiàng)技術(shù)獲得了滿意的質(zhì)量評(píng)價(jià)。作為技術(shù)成果,完成了相關(guān)技術(shù)文件發(fā)布,對(duì)此項(xiàng)檢驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步學(xué)習(xí)和固化。另外,該項(xiàng)檢驗(yàn)技術(shù)適用性較廣泛,可適用于各類設(shè)計(jì)工藝預(yù)制線纜類的驗(yàn)收檢驗(yàn),具有較高的推廣價(jià)值。

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