張 勇, 陳 衛, 葉德智
(特變電工股份有限公司新疆線纜廠,新疆昌吉831100)
一種建筑用聯鎖鎧裝電纜的開發
張 勇, 陳 衛, 葉德智
(特變電工股份有限公司新疆線纜廠,新疆昌吉831100)
詳述了一種建筑用聯鎖鎧裝電纜的設計及工藝。該電纜應用于建筑電氣安裝敷設中,布線施工簡單,免去布管穿線,工作效率高,勞動強度低,一次可安裝敷設到位,是一種非常好的布線產品。
聯鎖鎧裝;鎧裝電纜;電纜;建筑用布電線;安裝敷設
北美發達國家廣泛使用一類中低壓聯鎖鎧裝電纜。其使用方便,敷設方式多,柔韌性好,明顯優于普通鎧裝電纜,受到電力、建筑電氣部門和電纜施工方的歡迎。參照該類電纜結構,并結合國內建筑電氣電纜的施工敷設特點,我們也開發了一種聯鎖鎧裝電纜的布線產品。
按目前建筑布線的使用環境和條件,聯鎖鎧裝電纜可分為三種結構:一種適用于干燥環境;一種適用于潮濕環境;另外一種適用于暗敷,埋入墻體內或埋地。該電纜按使用要求可分為阻燃型、無鹵低煙型、低煙低鹵型或耐火型等。
1.1 結構
干燥環境下使用的電纜,聯鎖鋼帶直接鎧裝在成纜線芯上,主要起保護作用;在潮濕環境條件下使用的電纜,為了防止水分和濕氣的侵入,在聯鎖鎧裝下擠包一層防水內襯層;而對于埋地敷設的電纜,需要加強對電纜的保護,因此在聯鎖鎧裝層外設計擠包一層外護層。
在建筑樓房內穿管敷設的布電線,電壓等級為額定電壓450/750 V及以下,一般都是2~5芯,截面積為1.5~300 mm2,多以三芯為主。圖1為三種結構的電纜示意圖。

圖1 電纜結構圖
其導體和絕緣結構設計與目前建筑用電線電纜相同,只是在導體使用材料上,可采用銅、銅包鋁或鋁合金。
1.2 成纜
考慮到聯鎖鎧裝電纜使用的柔軟性,對于第1、2類導體的電纜最大節距不超過成纜線芯外徑的20倍,對于第5類導體的電纜不超過16倍。成纜時不必加填充,纜芯外需繞包一層聚酯帶或絕緣紙帶,對于需要擠包一層內護層的聯鎖鎧裝電纜,可省去繞包帶。
1.3 聯鎖鎧裝
聯鎖鎧裝的結構設計是開發本產品的關鍵,不但要考慮鎧裝結構層的抗擠壓能力,還要考慮電纜的彎曲性能、拉伸性能等,以保證在使用的過程中不會損壞電纜的內部絕緣結構和成纜線芯。
(1)聯鎖鎧裝管主要是保護電纜,故所用鎧裝金屬帶要有一定的厚度和寬度,可使用鍍鋅鋼帶、不銹鋼鋼帶、鋁帶或鋁合金帶。
(2)美國和加拿大標準對鎧裝帶的尺寸要求大致相同,尤其在美國標準UL 1072-2007和NEMA WC 74-2006中,對此規定很明確,詳見表1。

表1 國外聯鎖鎧裝金屬帶的選擇要求 (單位:mm)
由于美國和加拿大的長度單位使用的是密耳(mil),由整數的密耳換算至毫米時,鋼帶寬度和厚度小數的位數增加,不是整數,與我們國家的實際使用情況不相符,對此我們做了重新調整,詳見表2。

表2 聯鎖鎧裝金屬帶的選擇 (單位:mm)
(3)鎧裝管的內徑應當稍小于成纜繞包線芯或擠包內襯線芯的外徑,以確保鎧裝層能緊握住內部線芯,不會使其被輕易抽出,同時也不會損傷電纜的絕緣。
2.1 工藝流程
聯鎖鎧裝電纜的生產工藝流程圖如圖2所示。

圖2 工藝流程圖
2.2 生產設備
聯鎖鎧裝電纜的關鍵生產設備是聯鎖鎧裝機,其余工序普通線纜生產設備均可滿足。我公司采用從加拿大ROTEQ公司進口的連鎖裝鎧機,可使用的鎧裝金屬帶寬度為6~25 mm,完全可滿足各類聯鎖鎧裝電纜的生產。
2.3 聯鎖金屬帶的成型
金屬帶的成型較復雜,它是通過鎧裝繞包轉盤上多個可調整裝置壓型繞包而成,不同規格的電纜模具和調整不相同。
工藝實現過程是先通過導輪將平直金屬帶導入兩壓型滾輪,一滾輪是固定的,為主動輪;另一滾輪為被動輪,可調整與主動輪的間隙。根據帶的厚度不同,通過兩滾輪的調整滾壓,將金屬帶壓型為所需要的聯鎖異型截面形狀,然后將其送入導帶夾板,通過導帶夾板直接將其導入一彎鉤內,彎鉤的中心正好鉤住纜芯,通過彎鉤將金屬帶定型鎧裝在纜芯上。
彎鉤的形狀似豬的尾巴,故又稱為豬尾,在豬尾正上方還有一個可調整距離的定型輪,一方面可起定型作用,另一方面可將纜芯固定,防止鎧裝過程中在豬尾中亂晃動,影響鎧裝的定型及外觀質量。
2.4 成型模具的設計
按標準規定,金屬帶寬設計了4種,分別是13 mm、15 mm、20 mm和25 mm,因此鎧裝頭轉盤上的金屬帶導輪、滾壓成型輪、導帶夾板、豬尾和定型輪也必須設計符合這4種寬度的金屬帶使用,對應于表2中不同外徑范圍的電纜鎧裝。
成型模具的設計與金屬帶的寬度有關,導輪設計最簡單,導輪的凹槽寬度與金屬帶的寬度一致即可;一對滾壓成型輪的設計,它與聯鎖鎧裝成型的外觀形狀有關,將金屬帶壓型為“S”形異型狀,剛好可疊扣聯鎖在一起;設計制作難度最大的是豬尾和其上方的定型輪,由于它在聯鎖鎧裝實際成型中,不是與鎧裝盤成一平面,而是與聯鎖鎧裝的螺旋波紋槽基本一致,存在一定的角度,因此其橫截面是一個異型狀。
2.5 工藝實現
聯鎖鎧裝的繞包工藝與普通鎧裝相比,不只是要控制牽引和繞包的速度,同時還要嚴格控制金屬帶壓型送帶的速度,目前都可以通過先進的電氣控制技術實現。
聯鎖工藝實現的關鍵點是聯鎖鎧裝的調整成型。首先根據鎧裝纜芯的外徑,選擇帶寬。然后選擇一套匹配并符合使用的導輪、滾壓成型輪、導帶夾板、豬尾和定型輪;其次在生產中,先將豬尾調整至纜芯中心位置,根據聯鎖管的成型情況,再調整豬尾和成型輪的角度,這個角度與螺旋波紋槽基本一致,通過旋轉繞包將已成型的金屬帶在成型的聯鎖管上再次緊密定型。
建筑用聯鎖鎧裝電纜在工藝實現及操作上較復雜,但產品的性能和使用相比常規普通電纜具有顯著優點。將其應用于建筑電氣安裝敷設中,既簡化了安裝工序,免去了布管穿線,又提高了施工效率,降低了工人的勞動強度,特別是在墻體埋管穿線敷設中,更顯優勢。此外,因避免了敷設安裝中對電纜的損壞,故降低了電纜故障率,也減少了損失和浪費。
[1] UL 4-2008 Armored cable[S].
[2] UL 1569-2009 Metal-clad cables[S].
[3] CSA 22.2 No.131-2007 Type TECK90 cable[S].
[4] CSA 22.2 No.51-2009 Armored cables[S].
[5] UL 1072-2007 Medium voltage power cables[S].
[6] ANSI ICEA S-93-639(NEMA WC 74-2006) 5-46kV Shielded power cable for use in the transmission and distribution of electric Energy[S].
[7] ANSI ICEA S-104-696(September 2001) Standard for indoor-outdoor optical fiber cable[S].
[8] CECS 100-1998 套接扣壓式薄壁鋼導管電線管路施工及驗收規范[S].
Developm ent of One K ind of Interlocking Armored Cable W iring Product
ZHANG Yong,CHENWei,YE De-zhi
(TBEA Apparatus Co.,Ltd.,Xinjiang Cable Company,Changji831100,China)
The article described R&D design and workmanship of interlocking steel armoured cable utilized in construction.The cable applies in electric installing and laying,with simplewiring process and free installation of cable duct and treading.It's such a good product that could enhanceworking efficiency and reduce labour intensity,whilst once installed in place.
interlock armored;armored cable;wire and cable;wire in construction;mounting and installation.
TM246
A
1672-6901(2014)03-0009-03
2013-10-22
張 勇(1972-),男,工程師.
作者地址:新疆昌吉市延安南路52號[831100].