电线电缆护套和绝缘机械性能试验过程控制与影响因素分析_王志辉.pdf

年月机电工程技术第卷第期 收 稿 日 期：王 志 辉，赵 迪，黄 万 里，等电 线 电 缆 护 套 和 绝 缘 机 械 性 能 试 验 过 程 控 制 与 影 响 因 素 分 析 机 电 工 程 技 术，（）：电线电缆护套和绝缘机械性能试验过程控制与影响因素分析王 志 辉，赵迪，黄 万 里，欧 阳 湘 璋，刘杰（广 州 南 洋 电 缆 集 团 有 限 公 司，广 州）摘 要：电 线 电 缆 绝 缘 和 护 套 机 械 性 能 试 验 是 电 线 电 缆 检 验 中 最 常 见 的 项 目 之 一，在 试 验 过 程 中，许 多 因 素 会 对 试 验 结 果 产 生 影 响。针 对 电 线 电 缆 绝 缘 和 护 套 机 械 性 能 试 验 过 程 中 的 试 件 类 型 选 择、样 品 制 备、拉 力 试 验 等 环 节 中 的 影 响 因 素 进 行 分 析，并 通 过 数 据 对比，提 出 了 对 应 的 改 进 措 施。选 择 试 件 类 型 时，应 注 意 样 品 的 结 构，大 尺 寸 试 样（截 面 以 上）应 选 用 哑 铃 试 件，小 尺 寸 试 样（截 面 以 下）若 无 隔 离 层 结 构、内 壁 光 滑 选 用 管 状 试 件 和 哑 铃 试 件 均 可，如 存 在 难 以 除 去 的 隔 离 层 时 应 选 用 哑 铃 试 件（如 尺寸 较 小 可 选 用 小 哑 铃 试 件）；在 制 备 样 品 时，根 据 试 件 类 型 采 用 适 当 的 制 样 方 法，消 除 电 缆 其 他 元 器 件 对 材 料 性 能 的 影 响；拉 力 试验 时，应 注 意 试 件 夹 持 方 式，根 据 样 品 材 料 选 择 合 适 的 拉 伸 速 度 和 测 量 方 法。通 过 对 以 上 环 节 中 的 细 节 进 行 改 进，确 保 试 验 结 果 的准 确 性 和 有 效 性。关 键 词：绝 缘 材 料；护 套 材 料；机 械 性 能；管 状 试 样；哑 铃 试 样中 图 分 类 号：文 献 标 志 码：文 章 编 号：（），（，）：，（）（）（），：；引 言电 线 电 缆 绝 缘 和 护 套 机 械 性 能 是 电 线 电 缆 最 基 本 的质 量 指 标 之 一，直 接 影 响 到 电 线 电 缆 的 安 全 使 用。通 过机 械 性 能 试 验 可 反 映 出 绝 缘 和 护 套 材 料 及 生 产 工 艺 的 水平。通 常 情 况 下，电 线 电 缆 绝 缘 和 护 套 材 料 的 机 械 性 能试 验 按 照 标 准 进 行，抗 张 强 度 和 断裂 伸 长 率 的 标 准 值 在 各 个 电 线 电 缆 产 品 标 准 中 均 有 具 体要 求。实 践 中 发 现 同 批 次 的 产 品 在 不 同 客 户 处 测 得 的 试验 结 果 存 在 较 大 偏 差，甚 至 出 现 不 符 合 标 准 要 求 的 情 况。在 检 测 电 线 电 缆 绝 缘 和 护 套 机 械 性 能 时，存 在 大 截 面 绝缘 样 品（截 面 以 上）选 用 管 状 试 件、耐 火 绝 缘 样品 不 处 理 内 部 原 木 就 进 行 拉 伸 试 验、护 套 样 品 不 经 削 平就 冲 片 取 样、哑 铃 片 存 在 明 显 毛 刺 仍 进 行 试 样 等 不 规 范的 操 作。不 规 范 的 操 作 会 对 试 验 结 果 造 成 误 判，为 生 产企 业 带 来 不 必 要 的 困 扰。通 过 长 期 的 试 验 数 据 跟 踪，本文 总 结 了 试 件 类 型 选 择、样 品 制 备、拉 力 试 验 等 环 节 中的 影 响 因 素，并 通 过 数 据 对 比，提 出 改 进 措 施。以 确 保电 线 电 缆 绝 缘 和 护 套 材 料 在 样 品 制 备 和 试 验 中 得 到 正 确的 处 理，以 获 得 准 确 的 性 能 数 据。试 样 制 备 时 的 影 响 因 素 和 预 防 改 进在 中 试 件 类 型 分 为 哑 铃 试 件 和管 状 试 件。选 择 哑 铃 试 件 时 尽 量 使 用 图（单 位：）所 示 的 哑 铃 试 件，但 如 果 样 品 直 径 太 小，不 能 冲 切 出 图示 的 哑 铃 试 件 时，可 采 用 图（单 位：）所 示 的 小 哑铃 试 件；只 有 样 品 尺 寸 不 能 制 备 哑 铃 试 件 时 才 使 用 管 状试 件。图哑 铃 试 件图小 哑 铃 试 件试 件 类 型 对 试 验 结 果 的 影 响一 般 情 况 下，各 检 测 机 构 或 企 业 在 制 备 截 面 为 及 以 下 的 绝 缘 试 件 时 采 用 管 状 试 件，截 面 为 以 上试 样 时 采 用 哑 铃 试 件。在 正 常 取 样 和 操 作 的 情 况 下，上述 试 件 类 型 选 择 在 检 测 非 耐 火 试 样 时 的 检 测 结 果 是 稳 定可 靠 的。但 在 处 理 隔 离 层 难 以 除 去 的 试 样 时（如 耐 火 电线 等），试 验 数 据 分 散、随 机 数 据 较 多。现 以 采 用 相 同 绝缘 材 料、工 艺 生 产 的 和 样 品 为 例，分 别 采 用管 状 试 件 和 哑 铃 试 件 进 行 机 械 性 能 试 验，结 果 如 表所 示。表管 状 试 样 试 验 结 果型 号规 格平 均外 径 绝 缘平 均厚 度 拉 断 力 抗 张强 度（）抗 张强 度中 间 值（）断 裂伸 长 率 断 裂伸 长 率中 间 值 表哑 铃 试 样 试 验 结 果型 号规 格试 件厚 度 哑 铃宽 度 拉 断 力 抗 张强 度（）抗 张强 度中 间 值（）断 裂伸 长 率 断 裂伸 长 率中 间 值 从 试 验 结 果 来 看，相 同 材 料、生 产 工 艺 的 情 况 下，在 采 用 管 状 和 哑 铃 试件 时 的 试 验 数 据 稳 定，且 两 种 试 件 类 型 的 试 验 结 果 接 近；在 采 用 管 状 和 哑 铃 试件 时 的 试 验 数 据 相 差 较 大，采 用 管 状 试 件 的 试 验 数 据 分散，随 机 性 大。经 过 对 试 验 数 据 分 析 和 试 件 解 剖，发 现 存 在 以 下 问题：（）的 管 状 试 件内 壁 光 滑 无 附 着 物，的 管 状 试 件 内 壁 附 有 部 分 云 母 带 残 留，如 图（）所示；（）的 管 状 试 件内 壁 不 平 整，在 云 母 带 搭 盖 处 的 绝 缘 内 壁 存 在 压 痕 等 不平 整 的 情 况，如 图（）所 示，的 管 状 试 件 内 壁 光 滑 平 整。的 管 状 试 件 由 于 云 母 残 留 物 和 压 痕，在 拉 伸 过 程 中 压 痕 和 残 留 物 处 应 力 集 中，造 成 试 件 提 前断 裂；而 哑 铃 试 件 在 制 样 时 可 通 过 削、磨 等 方 式 除 去 残留 物 和 压 痕，排 除 电 线 其 他 结 构 对 试 验 结 果 的 影 响，保证 试 件 在 拉 伸 过 程 中 受 力 均 匀，反 映 出 材 料 真 实 的 机 械性 能。试 件 类 型 的 选 择关 于 试 件 类 型 选 择，在 ）中 明 确 规 定，只 有 当 绝 缘 线 芯 尺 寸 不 能 制 备 哑 铃 试件 时 才 使 用 管 状 试 件；在 制 备 管 状 试 件 时，导 体 抽 出 后，将 隔 离 层（如 有 的 话）除 去；如 隔 离 层 仍 保 留 在 管 状 试件 内，那 么 在 拉 力 试 验 过 程 中 试 样 拉 伸 时 会 发 现 试 件 不规 整，如 发 生 上 述 情 况，该 试 验 结 果 应 作 废。王 志 辉，赵 迪，黄 万 里，等：电 线 电 缆 护 套 和 绝 缘 机 械 性 能 试 验 过 程 控 制 与 影 响 因 素 分 析（）部 分 云 母 带 残 留 （）压 痕 图耐 火 类 试 件 内 壁 图 片为 此，对 于 类 似 结构 的 小 截 面 试 样，若 制 样 时 绝 缘 内 层 有 难 以 除 去 的 残 留 物 或压 痕，应 选 用 哑 铃 试 件，选 用 哑 铃 试 件 时 应 根 据 试 样 尺 寸 选择 合 适 的 哑 铃 试 件（优 先 选 择 图所 示 的 哑 铃 试 件）。试 件 制 备 时 影 响 因 素 及 改 进 措 施哑 铃 试 件 取 样 方 式 对 试 验 结 果 的 影 响制 备 哑 铃 试 件 时，试 样 应 进 行 削 平 或 磨 平 处 理（和材 料 只 能 削 平 不 能 磨 平），然 后 再 冲 压 哑 铃 试 件。试 样 的 厚 度 为 ，如 果 不 能 获 得 的 厚度，允 许 的 最 小 厚 度 为 。值 得 注 意 的 是，即 使 样品 厚 度 符 合，仍 需 进 行 削 平 或 磨 平 处 理，去除 残 留 物 或 压 痕（绝 缘 试 样 如 图，护 套 试 样 如 图），切 不 可 直 接 冲 压 制 样。（）绕 包 带 残 留 物 及 压 痕 （）压 痕 和 凸 脊 图护 套 内 壁 图 片以 护 套 样 品 为 例，分 别 削 平 取 样 和 直 接 取 样 进 行 护 套 机 械 性 能 试 验，结果 如 表所 示。由 表 可 知，在 同 一 样 品 上，采 用 削 平取 样 时 的 测 量 数 据 波 动 性 小，直 接 取 样 的 测 量 数 据 随 机性 较 大。通 过 对 试 样 和 试 验 数 据 的 分 析，数 据 差 异 的 原因 为：直 接 取 样 时，由 于 试 样 未 进 行 削 平 处 理，拉 伸 时压 痕 处 应 力 集 中，试 样 在 拉 伸 过 程 中 提 前 断 裂；哑 铃 试件 在 制 样 时 通 过 削 平 的 方 式，去 除 了 压 痕 和 残 留 物，试件 厚 度 均 匀，拉 伸 过 程 中 受 力 均 匀，反 映 出 材 料 真 实 的机 械 性 能。表不 同 制 样 方 式 试 验 数 据 对 比制 样方 式试 件厚 度 哑 铃宽 度 拉 断 力 抗 张强 度（）抗 张 强 度中 间 值（）断 裂伸 长 率 断 裂伸 长 率中 间 值 削 平 取 样 直 接 取 样 制 样 时 的 注 意 事 项制 备 哑 铃 试 件 时，通 常 是 先 用 削 片 机 或 磨 床 制 备 试件 条，然 后 在 冲 片 机 上 使 用 哑 铃 刀 具 进 行 冲 压。由 于 电缆 一 般 为 圆 形，所 取 绝 缘 或 护 套 样 品 均 带 有 一 定 弧 度，在 削 片 时 容 易 出 现 中 间 薄 两 边 厚 的 情 况。为 此 试 件 试 条宽 度 略 大 于 哑 铃 宽 度 即 可，如 图所 示，在 试 件 条 的 中间 冲 片，保 证 哑 铃 试 件 的 厚 度 均 匀。尤 其 是材 料，塑 料 硬 度 大，若 试 条 宽 度 过 大，削 片 机 压 轮 所 受 的 阻 力大，试 件 试 条 容 易 在 压 轮 里 跑 偏，导 致 试 件 试 条 厚 度 不均 匀 造 成 试 条 报 废。在 中 规定，对 于护 套，如 果 护 套 比 较 厚，并 且 两 面 均 光 滑，则 哑 铃 试 件 厚 度 不 需 削 到 。为 此 在 处 理护 套试 样 时，可 根 据 试 样 实 际 情 况 处 理。图试 件 条 冲 切 图 片 冲 片 时 的 注 意 事 项（）在 冲 切 哑 铃 试 件 前 应 检 查 哑 铃 刀 口 是 否 有 缺损，冲 片 时 要 一 次 成 型，避 免 多 次 冲 片 造 成 的 边 缘毛 刺。（）冲 片 时 应 在 试 件 条 的 中 间 部 位 冲 切（图），保证 试 件 的 厚 度 均 匀。（）哑 铃 试 件 冲 片 时，应 在 试 条 和 底 座 之 间 垫 上 硬纸 片 或 其 他 材