Какие физические изменения происходят внутри кабеля, когда радиус изгиба превышает минимум всего на 2 см во время установки

Позвольте рассказать вам историю.

В прошлом месяце старый клиент из Австралии отправил назад дефектный кабель, 35 квадратных миллиметров, четырёхъядерный, с железной лентой, используемый в электросети фотоэлектрической установки.Описание ошибки было простым.: нестабильный ток, но никаких видимых проблем не было.

Мы разобрали его в мастерской с несколькими коллегами из контроля качества и производства.

Внешняя оболочка была нормальной.XLPEИзоляция одной фазы имела очень тонкую трещину, всего около полумиллиметра в ширину.

Заказчик прислал фотографии с места установки, кабель прошел через изгиб во время установки, мы попросили его измерить радиус изгиба.

Фактический установленный диаметр изгиба: 10D Минимальный проектный диаметр изгиба: 12D

Разница всего 2 сантиметра.

Сначала они подумали: "Это немного незначительно". Кабель начал отключаться и перегреваться менее чем за три месяца.

Давайте обратимся к распространенному заблуждению:

Многие считают, что радиуса изгиба "достаточно близкого" достаточно.

Нет, кабели - это не стальная арматура, это не чисто структурные компоненты.

Кабели состоят из трех различных материалов:

Медный проводник (деформирующийся)

Изоляционный слой (устойчивый к электричеству, теплу и трещинам)

Броня/покрытие (которое обеспечивает защиту)

Когда радиус изгиба слишком мал, эти три компонента не подвергаются равномерному напряжению.

На внутренней стороне изгиба все сжато.

На внешней стороне изгиба все растянуто.

Как только напряжение натяжения превышает определенное значение, начинают происходить не "границы разрыва", а более тонкие границы, на которых "начинается постоянное повреждение".

Итак, какие изменения это 2 сантиметра на самом деле приводит?

Я объясню процесс, который мы наблюдаем под микроскопом, самым простым образом.

Шаг 1: Медная решетка скользит
Когда радиус изгиба слишком мал, медные провода на внешней стороне изгиба растягиваются в зону пластической деформации.Даже если вы отпустите его, он не вернется.

Это приводит к двум вещам:

Незначительное уменьшение площади поперечного сечения медного провода → Увеличение местного сопротивления

Появляются микроскопические разрывы между медными проводами → Нестабильное сопротивление при контакте

Источник нестабильного тока начинается здесь.

Шаг второй: трещины изоляционного слоя (самый смертельный шаг)

Хотя XLPE (полиэтилен с перекрестными связями) устойчив к теплу и старению, он не устойчив к резким, локальным напряжениям натяжения.

Когда медная проволока подвергается пластической деформации, изоляционный слой "наталкивается" проволокой в ненормальном направлении.Он сжатый и морщинистый..

В конечном счете, в определенный момент, подобно сгибу пластикового линейника, появляется микрополоска.

Эта трещина не сразу разрушится при высоком напряжении, но она будет медленно распространяться во время теплового цикла.

Как только в него попадает влага или пыль, он становится отправной точкой для частичного выделения.

Третий шаг: доспехи становятся "мечом"
Оружие из стальной ленты изначально было разработано для защиты от давления и грызунов.

Однако при изгибах внутренний край стальной ленты может прорезать внутреннюю оболочку и изоляцию, как лезвие.стальная лента перекрывалась и изнашивалась через внутреннюю подкладку, непосредственно контактирующие с внешней поверхностью изоляции.

Разница всего в 2 сантиметра превратила защитный слой в повреждающий.

"Прекрасно выглядеть" - это самое опасное.

Здесь я хочу упомянуть часть инженерии, которую многие люди не знают:

90% повреждений кабелей после установки вокруг изгибов не вызывают немедленного отказа.

Что это значит?

В течение первых нескольких дней после установки сопротивление изоляции нормальное.

На первой неделе включения ток также нормальный.

После десятков или даже сотен тепловых циклов дневное тепло вызывает расширение изоляции; ночное охлаждение вызывает сокращение изоляции.

Эти микро трещины расширяются все больше и больше в этом "расширении и сокращении".

Наконец, однажды, в три часа ночи, выключатель отключился.

После длительной проверки на месте: внешний вид не поврежден, и оба конца соединителя в порядке.

Никто не подозревает, что "всего 2 сантиметра" изгибаются посередине.

Вот почему я говорю: радиус изгиба - это не "рекомендуемое значение", а "гарантийное значение".

Превышение на 1 см ничего не рискует - это точно определяет, когда провалится кабель.

Помните это в трех предложениях: 2 см отклонения в радиусе изгиба вызовет необратимую пластическую деформацию медных проводов, что приведет к увеличению местного сопротивления.

Более серьезная опасность заключается в появлении микро-трещин в изоляции, которые медленно расширяются в пути разрушения во время теплового цикла.

Каждый раз, когда мы анализировали отброшенные кабели, человек, который превысил пределы радиуса изгиба, изначально говорил одно и то же: "Это почти нормально".

Если вас волнует продолжительность жизни кабеля, вот мой практический совет: я не пытаюсь вызвать беспокойство. Я действительно проанализировал слишком много кабелей, которые "идеальны снаружи, но ужасны внутри".

На самом деле, я предлагаю вам:

Не полагайтесь на "оценки"; измерьте фактический диаметр изгиба с помощью линейки или шаблона.

Если пространство действительно ограничено, не пытайтесь уменьшить диаметр изгиба; вместо этого используйте более гибкий кабель (например, более тонкие проводниковые нитки или стальные проволоки для брони).

Самое главное: радиус изгиба основан на центральной линии кабеля, а не на его внешнем диаметре.

Если вы не уверены, приемлем ли диаметр изгиба кабеля, присылайте мне упрощенную схему пути прокладки и типа кабеля.это может быть более экономически эффективным, чем пытаться и терпеть неудачу в течение трех месяцев.