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    電纜填充用松軟材料直徑測量方法的探討

    電纜填充用松軟材料直徑測量方法的探討
        摘要:交聯聚乙烯絕緣電力電纜的不回整現象,往往是由于電纜填充料聚丙烯網狀纖
    維并股軟繩的直徑測量誤差所造成的。
                     

                      由于該種材料蓬松、柔軟、無固定截面形狀,因此
    不能采用常規的直徑測量方法。本文介紹一種新的測量方法,在實際應用中收到良好的效
    果。
        關鍵詞:交聯聚乙烯絕緣電纜;圓整度;填充繩;松軟材料;直徑的測量
    1 前言
        多年來三芯交聯電纜的不圓整問題一直困擾著我們,也是電纜行業的一大難題。究其
    原因是由于交聯電纜填充用聚丙烯網狀撕裂纖維并股軟綿(簡稱并股軟綿)的直徑無法控
    制,目前行業內無切實可行的并股軟繩直徑測量方法,以至該材料規格混亂,無法滿足使
    用要求。三芯交聯電纜是我廠主導產品,其外觀質量問題直接影響我廠的產品和企業形象,
    及經濟效益。因此,解決并股軟繩的直徑測量問題勢在必行。通過長期的實踐、摸索、總
    結,提出了并股軟繩直徑測量的新方法。把這新方法用于其他電纜填充用的聚丙烯繩及巖
    棉繩的直徑測量,均收到較好的效果。
    2  并股軟繩直徑測量方法現狀分析
        三條直徑相同的線芯兩兩相切外,且分別與外被層內切,并股軟綿占據線芯與護套間
    的空間,形成曲邊扇形。顯然,在電纜結構設計中此曲邊扇形的面積不難計算,而如何保
    證并股軟綿在使用狀態下呈設計要求的截面是個大問題。并股軟綿由聚丙烯吹膜撕裂所成
    的網狀纖維多股絞合而成,其外觀特征蓬松柔軟,橫截面形狀不規則,不同點的橫截面大
    小不一致。針對并股軟繩的這些特征和如何定義其“直徑",又如何來測量呢?
        對此,現行行業采購規范無規定,并股軟繩生產廠及電纜廠也都沒有對其“直徑"給
    出明確的定義。對其“直徑"的測量一般采用如下方法:(1)并股軟繩處于自然狀態下,
    用游標卡尺輕卡讀數,作為其“直徑";(2)對并股軟繩施加軸向張力后,用游標卡尺輕
    卡讀數;(3)沿并股繩外層聚丙烯繩的旋向擰緊,用游標卡尺輕卡讀數;(4)測量某長
    度重量,按生產廠提供的單位長度重量來推算其“直徑"。
        方法1顯然不妥。方法2比方法1略有改進,但不能保證其橫截面呈圓形,輕卡的概念無
    法掌握,因此對其“直徑"無法控制。
        方法3,沿并股軟繩外層聚丙烯繩的旋向擰緊,其外觀呈明顯的麻花狀,各點高低起伏
    差異較大,無法確定哪里能代表其“直徑"。出現這種現象是由于并股軟綿相鄰兩層的旋
    向相反,沿外層擰緊,相鄰的內層就會被旅松,自然會出現外層起包、凹陷的現象。
        方法4,在材料密度不變及開網情況相同的條件下,用此方法計算“直徑"相對準確,
    但由于各廠家并股繩材料配方不盡相同,即添加劑的比例不同,其密度在一個較大的范圍
    內變化,另開網情況不同,并股繩軟硬有一定差異,且其“直徑"究竟是什么概念不清,
    因此,生產廠家提供的材料標準中規定,以單位長度重量來確定并股軟繩的直徑的方法的
    允許偏差為±25%。而我們所需的并股軟綿的“直徑"每種規格相差2mm,這樣的公差是無
    法區分幾種相鄰規格的。另方面,若能消除以上各種影響因素,這種方法也很難用于并股
    軟繩生產中的“直徑"控制,因很難設想在生產過程中頻繁地取其中間的一段來稱其重量;
    在使用中檢測,一是較麻煩,二是浪費太大,且無法對其“直徑’哇面控制。
    3  新的測量方法的提出
        基于以上四種方法在實際使用中都不切實可行,因此要控制并股軟繩的“直徑",解
    決三芯交聯電纜不圓整的問題,必須走新的路子,采用新的并股軟綿直徑測量方法。
        并股軟繩使用多年,其“直徑"測量問題一直沒有解決,主要是因蓬松柔軟、橫截面
    形狀不規則;常規使用的直徑測量工具是直尺、游標卡尺等;常規的測量方法是直接在測
    量工具上讀數,三者無法有效地結合起來。
        并股軟繩在交聯電纜的橫截面中呈曲邊扇形,是受到周圍物體擠壓的結果。這種擠壓
    力的大小與并股軟綿自身的“直徑"決定了其使用狀態下呈曲邊扇形的橫截面的面積大小。
    在正常的條件下擠壓力為常量。若使用狀態相同,并股繩“直徑"合適,其橫截面的形狀
    和面積就可達到理想狀態,即實現電纜填充圓整的目的。
        并股軟繩的“直徑"不能直接測量,是否可設計一個模擬并股軟繩使用狀態的測量器
    具,通過某種轉換從而間接確定其“直徑"呢?由此產生如下方法:制做一個橫截面呈凹
    形的多屬楷體,上置一塊與矩形槽兩豎邊始終垂直且可上下移動的壓板,壓板上施加一確
    定的力P,在壓板下沿槽向放置并股軟繩,槽的豎邊有刻度標記,這樣可根據該狀態下并股
    繩所呈的矩形截面積計算其呈圓形時的直徑。但這種方法的缺點一是工具制作較麻煩,更
    主要的是并股軟繩的直徑規格范圍大,由12~30mm。而測量器具主體上的矩形槽一旦確定
    就不會改變,這樣,制作的測量工具若適合測大規格的就不適用于小規格,反之一樣。
        通過反復摸索、試驗發現,并股軟繩雖在自然狀態下橫截面形狀不規則,但在其受到
    處在同一平面的連續的垂直且指向軸心的等壓力的作用下,該橫截面的形狀趨于圓形。至
    此,可以給井股軟繩的“直徑"以明確的定義——在并股軟繩受到處在同一平面的連續的
    垂直且指向軸心的確定的等壓力的作用下,該橫截面為圓形(近似),此圓形的周長除以
    圓周率為并股軟繩在該處的直徑。明確了這一定義后,進而設計了新的測量工具及方法:
       (1)測量工具。zui小刻度為1mm的鋼直尺一把,1000g硅碼~個,紅棉牌尼龍吉他第1
    弦一根,即直徑為0.7mm尼龍繩一根。
        (2)測量方法及步驟
    1)尼龍繩一端固定,另一端施加 100O g重的破碼,測量尼龍繩上預先作的標記A,B
        2)把并股軟繩需測直徑部分水平放置,使其處于自然松弛狀態,用尼龍繩沿并股軟
    繩徑向環繞一周,使尼龍繩所在的平面與并股繩測量處的軸線垂直,然后按步驟1)施加
    張力,并使尼龍繩兩端處于鉛垂狀態,測量A,B間的距離L1。
        3)用Lo減去L1,即為所測并股軟繩在該處的周長L,從而求得直徑D=L/r。這樣就可
    通過一根尼龍繩、一個破碼與直尺的使用,完成常規測量不能完成的工作。
    4  實驗數據的驗證及處理
        方法確定了,但該方法的測量重復性及測量精度能否滿足需要呢?對此做了大量的試
    驗進行驗證。試驗在各種不同規格的并股軟繩上進行。在約1m長的并股軟繩上等間隔測量
    五點,各點作好標記,記錄測量周長數據。為了驗證測量數據的重復性,對上述各點進行
    第二、第三次測量。反復分析比較每個數據,并通過更換硅碼重量,尋找*效果,zui后
    確定采用1000 g硅碼。通過試驗認為,測量的重復性及精度完夠滿足使用要求。本測
    量理論上是在同一處進行三次測量,實際在測量過程中并股軟繩的內外層不斷地串動,不
    可能在同一處進行三次重復測量。由于并股軟繩在某一相鄰各點的直徑不可能*相同,
    測量本身也存在一定的系統誤差,因此,同一處的測量結果不*重復。每個測點的值不
    同也反映了其本身各處直徑的不均勻性,一般在一個不太大的范圍內變化。本著既簡化測
    量工作又能滿足需要的原則,通過多次試驗比較決定,測量在同一并股軟繩上進行三次,
    測點間隔約30 cm,取其中間值作為直徑的測量值。
    5  實施效果
        1996年8月,發生了多起用戶投訴我廠交聯電纜不圓整事件,并對我廠交聯電纜質量
    持懷疑態度,有的堅決要求退貨。為*解決這一問題試用了上述的并股軟繩直徑測量方
    法(以下簡稱新方法)。效果一下就顯現出來,使三芯交聯電纜的外觀有了*的改變。
    用新方法對庫內各廠家各規格的并股軟繩重新篩選分類。發現zui典型的事例是某廠家提供
    的標稱直徑(mm)為22規格的并股軟繩中,在僅剩余的37件的實測直徑(mm)就分成16、
    18、20、22、24、26六種規格,由此足以看到原并股軟繩規格的混亂。用于其他電纜填充
    的聚丙烯繩及巖錦繩的直徑測量同樣存在以上的問題,對兩者逐步實施新方法,均收到良
    好的效果。
    6結論
        新方法*擺脫了常規的用于有固定截面形狀的材料的直徑測量方法的束縛,使并股
    軟繩等蓬松、柔軟的填充材料的直徑概念從含混不清到*明確;直徑測量從原來不可操
    作的定性描述到*量化的可操作。測量工具簡單,方法簡便。因此,很好地解決了此類
    材料規格混亂及用其填充的各種電纜的圓整度差的問題,尤其是三芯交聯電纜的圓整度問
    題。解決了本廠電纜外觀質量的大問題,使本廠收到了較好的經濟效益。
        實踐證明,與現采用的各種對松軟、無固定截面形狀的電纜用填充料的直徑的測量方
    法比較,本新方法較簡便,行之有效。

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