額定電壓450/750V及以下聚氯乙烯絕緣電纜電線和軟線連接用軟電線和軟電纜曲繞試驗檢測技術(shù)

曲繞試驗是評估額定電壓450/750V及以下聚氯乙烯（PVC）絕緣軟電纜和軟電線在頻繁彎曲使用條件下耐久性的關(guān)鍵檢測項目。該試驗通過模擬電纜在實際應用中的反復彎曲、扭轉(zhuǎn)等應力狀態(tài)，檢驗其絕緣和護套材料的抗開裂能力、導體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及整體結(jié)構(gòu)的耐疲勞性能，對于保障電器附件、移動式設(shè)備及各種便攜式工具用電線的安全與壽命至關(guān)重要。

1. 檢測項目與方法原理

曲繞試驗的核心是模擬電纜在使用中的機械應力。其主要檢測項目與方法原理如下：

• 1.1 單向曲繞試驗

  • 方法原理： 將一段規(guī)定長度的試樣電纜兩端固定于試驗裝置上，其中一端接入規(guī)定電流的負載（通常為額定電流），另一端連接到一個可移動的滑輪或滾輪上。試驗機驅(qū)動滑輪在一個平面內(nèi)作往復運動，使試樣電纜在滑輪上以固定的彎曲半徑進行反復彎曲。經(jīng)過預先規(guī)定次數(shù)的彎曲循環(huán)后，檢查試樣是否發(fā)生電流斷路（導體斷裂）或短路（絕緣破損導致線芯間導通）現(xiàn)象，并觀察絕緣和護套表面是否有可見裂紋。

  • 關(guān)鍵參數(shù)： 彎曲半徑（由滑輪直徑?jīng)Q定）、往復運動速度、負載電流、彎曲循環(huán)次數(shù)、試樣張力。

  • 評判標準： 在試驗過程中，監(jiān)控回路應能檢測到因?qū)w斷裂導致的電流中斷（斷路）或絕緣破損引起的線芯間短路。試驗結(jié)束后，試樣不應出現(xiàn)上述故障，且絕緣和護套無目力可見的龜裂。

• 1.2 扭轉(zhuǎn)曲繞試驗

  • 方法原理： 此方法適用于可能承受扭轉(zhuǎn)應力的軟電纜，如電鉆電纜。試樣電纜一端固定并接入負載，另一端連接到一個既能往復移動又能旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)。在往復運動的同時，電纜被施加一個定量的扭轉(zhuǎn)角度。這種“彎曲+扭轉(zhuǎn)”的復合運動更嚴酷地模擬了實際使用工況。

  • 關(guān)鍵參數(shù)： 彎曲半徑、往復行程、扭轉(zhuǎn)角度、運動速度、負載電流、循環(huán)次數(shù)。

  • 評判標準： 與單向曲繞試驗類似，主要考察在復合應力下是否發(fā)生導體斷路、絕緣短路或護套開裂。

• 1.3 低溫曲繞試驗

  • 方法原理： 這是單向或扭轉(zhuǎn)曲繞試驗的衍生項目，用于評估電纜在低溫環(huán)境下的柔韌性。試樣首先被置于規(guī)定的低溫環(huán)境（如-15°C ± 2°C）中達到溫度穩(wěn)定，然后在低溫箱內(nèi)或取出后迅速在標準曲繞試驗機上進行規(guī)定次數(shù)的彎曲試驗。

  • 關(guān)鍵參數(shù)： 低溫溫度、低溫處理時間、彎曲參數(shù)同上。

  • 評判標準： 試驗后，聚氯乙烯絕緣和護套不應有任何可見裂紋。

2. 檢測范圍與應用需求

不同應用領(lǐng)域的軟電纜和軟電線對曲繞性能的要求各異，檢測需求因此不同：

• 家用電器和類似用途電源軟線： 如連接吸塵器、攪拌機、電熨斗的軟線。需進行高次數(shù)的單向曲繞試驗（如數(shù)萬次），以驗證其在家居環(huán)境中長期移動使用的可靠性。

• 工業(yè)用移動式設(shè)備電纜： 如電焊機電纜、起重機用電纜、建筑工地用臨時電源線。這些電纜常需進行扭轉(zhuǎn)曲繞試驗，且彎曲半徑、負載電流和循環(huán)次數(shù)的要求更為苛刻，以應對惡劣的工業(yè)環(huán)境。

• 信息技術(shù)設(shè)備連接線： 如計算機、打印機等設(shè)備的電源軟線。其曲繞試驗次數(shù)和負載相對較低，但仍是確保日常插拔和移動安全的基礎(chǔ)測試。

• 特殊環(huán)境用電纜： 用于寒冷地區(qū)的電纜必須進行低溫曲繞試驗，確保其在低溫環(huán)境下移動使用時，PVC材料不會因脆化而開裂。

3. 檢測標準與規(guī)范

國內(nèi)外標準對曲繞試驗均有詳細規(guī)定，是檢測操作的依據(jù)。

• 標準：

  • IEC 60227（聚氯乙烯絕緣電纜） 和 IEC 60245（橡膠絕緣電纜） 系列標準中，對軟電纜的曲繞試驗要求通常在相應的分規(guī)范中明確，試驗方法主要參照 IEC 60811-5-1（電纜絕緣和護套材料通用試驗方法 - 第5-1部分：專用試驗 - 曲繞試驗）。

  • IEC 60335-1（家用和類似用途電器的安全 第1部分：通用要求）的附錄T中，也規(guī)定了電源軟線的曲繞試驗方法。

• 中國標準（GB）：

  • GB/T 5023（額定電壓450/750V及以下聚氯乙烯絕緣電纜）系列標準是直接對應的產(chǎn)品標準。其中對于軟電纜（如代號為RVV、RVVP等）的曲繞試驗要求，引用了 GB/T 2951.5（電纜和光纜絕緣和護套材料通用試驗方法 第5部分：專用試驗方法）中的曲繞試驗章節(jié)。GB/T 2951.5與IEC 60811-5-1等效。

  • GB/T 5013（額定電壓450/750V及以下橡皮絕緣電纜）系列標準對橡膠軟電纜的曲繞試驗有相應規(guī)定。

• 關(guān)鍵試驗參數(shù)示例（參考GB/T 5023.5及GB/T 2951.5）：

  • 試樣長度： 約1米（具體取決于裝置）。

  • 滑輪直徑： 根據(jù)電纜外徑確定，例如，對于輕型聚氯乙烯護套軟線，可能為60mm或80mm。

  • 負載電流： 等于電纜的額定電流。

  • 彎曲速率： 約0.33 m/s的線速度。

  • 循環(huán)次數(shù)： 通常要求15000次、20000次或30000次，具體取決于電纜類型和標準規(guī)定。一次循環(huán)通常指一個往復行程。

4. 檢測儀器與設(shè)備功能

曲繞試驗機是執(zhí)行該檢測的核心設(shè)備，其主要組成部分和功能包括：

• 機械驅(qū)動系統(tǒng)： 由電機、減速器和曲柄連桿機構(gòu)或伺服系統(tǒng)構(gòu)成，用于驅(qū)動滑輪或移動小車作精確、穩(wěn)定的往復直線運動。系統(tǒng)應能平滑調(diào)節(jié)移動速度和行程。

• 滑輪或滾輪組： 由優(yōu)質(zhì)金屬材料制成，表面光滑，具有規(guī)定的標準直徑，以確保試樣以恒定的彎曲半徑進行彎曲。部分設(shè)備配備不同直徑的滑輪以適應不同標準要求。

• 試樣夾持與電氣負載系統(tǒng)：

  • 固定端夾具： 牢固夾持試樣一端，并內(nèi)置電氣連接點，用于接入負載電流。

  • 移動端夾具/滑輪連接點： 連接試樣另一端，并確保在移動過程中電氣連接的連續(xù)性和可靠性。

  • 電氣負載單元： 通常是一個可調(diào)恒流源，能夠提供標準規(guī)定的直流或交流試驗電流。該單元需穩(wěn)定、精確。

• 監(jiān)控與保護系統(tǒng)：

  • 斷路/短路監(jiān)測單元： 實時監(jiān)測通過試樣的電流狀態(tài)。一旦檢測到因?qū)w斷裂造成的電流中斷（斷路）或因絕緣破損導致線芯間短路，立即停止試驗并記錄當前循環(huán)次數(shù)。

  • 計數(shù)器： 準確記錄已完成的彎曲循環(huán)次數(shù)。

  • 急停裝置： 用于在異常情況下手動緊急停止設(shè)備。

• 低溫試驗箱（可選）： 用于低溫曲繞試驗，能夠?qū)⒃嚇永鋮s并維持在標準規(guī)定的低溫環(huán)境，并可集成或在取出后快速將試樣安裝到曲繞機上進行試驗。

一套完整的曲繞試驗設(shè)備應具備運行平穩(wěn)、參數(shù)控制精確、監(jiān)控靈敏可靠的特點，以確保試驗結(jié)果的準確性和重復性，為評價軟電纜和軟電線的機械耐久性提供科學依據(jù)。