核級(jí)預(yù)制通信線纜檢驗(yàn)技術(shù)研究與應(yīng)用

唐新磊，高玉斌，曹宗生，林 磊（北京廣利核系統(tǒng)工程有限公司，北京 100094）

0 引言

目前行業(yè)內(nèi)預(yù)制通信線纜檢驗(yàn)過程中，一般依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3048-2007《電線電纜電性能試驗(yàn)方法》[1]重點(diǎn)檢驗(yàn)線纜電氣性能，例如：絕緣耐壓、導(dǎo)通性能、線阻等，但對(duì)機(jī)械性能驗(yàn)收，存在驗(yàn)證程度不足。為了解決這一問題，本文基于型式試驗(yàn)驗(yàn)證技術(shù)，參考標(biāo)準(zhǔn)DIN EN 50289-3-2-2002《通信電纜試驗(yàn)方法規(guī)范第3-2部分：機(jī)械試驗(yàn)方法》[2]、GB/T 7424.2-2008《光纜總規(guī)范第二部分：光纜基本試驗(yàn)方法》[3]相關(guān)要求開展機(jī)械性能驗(yàn)證研究。通過對(duì)預(yù)制線纜應(yīng)力受力分析，制定出完善預(yù)制線纜檢驗(yàn)技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)可適用于各類設(shè)計(jì)工藝預(yù)制線纜類的驗(yàn)收檢驗(yàn)，具有較高的推廣價(jià)值。

圖1 線纜示意圖Fig.1 Cable diagram

圖2 抗拉試驗(yàn)原理圖Fig.2 Schematic diagram of tensile test

1 現(xiàn)場鋪設(shè)調(diào)研

現(xiàn)場一般參考標(biāo)準(zhǔn)RCC-E《核島電氣設(shè)備設(shè)計(jì)和建造規(guī)則》[4]和GB50168-2006《電纜線路施工及驗(yàn)收規(guī)范》[5]相關(guān)要求對(duì)施工現(xiàn)場的線纜進(jìn)行鋪設(shè)。鋪設(shè)方式大多為橋架布線，過程較為復(fù)雜，操作過程中線纜難免會(huì)經(jīng)歷扭轉(zhuǎn)、抻拉以及彎曲，容易對(duì)線纜造成破壞性影響。

實(shí)際工作中經(jīng)常出現(xiàn)線纜鋪設(shè)后的上電調(diào)試失敗，原因在于線纜受外力影響導(dǎo)致屏蔽層以及線芯斷開，使鏈路信號(hào)無法正常傳輸。因此，有必要對(duì)預(yù)制通信線纜機(jī)械性能檢驗(yàn)技術(shù)開展研究，依托此項(xiàng)技術(shù)確保驗(yàn)收的線纜能滿足工程項(xiàng)目現(xiàn)場使用需要，在惡劣的應(yīng)用環(huán)境下，依然能保持其應(yīng)有的功能性能要求。

2 預(yù)制線纜結(jié)構(gòu)以及受力分析

預(yù)制通信線纜基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。預(yù)制通信線纜一般由連接器、線纜護(hù)套、線纜構(gòu)成。通過對(duì)線纜使用過程中的受力情況分析，主要集中在3個(gè)方面：

序號(hào)1：此位置需通過線纜工藝制作完成，連接器與線纜銜接部位易受扭轉(zhuǎn)、彎曲、拉伸影響，此處可靠性的表現(xiàn)直接反映出預(yù)制線纜的工藝質(zhì)量，因此需要開展較為完整的機(jī)械性能檢驗(yàn)。

序號(hào)2：此位置為線纜主體部位，一般較為完整，不涉及第二次加工工藝，有原廠護(hù)套以及內(nèi)部屏蔽層的加強(qiáng)保護(hù)，一般不易受扭轉(zhuǎn)、彎曲力的影響，但考慮橋架布線時(shí)存在拖拽現(xiàn)象，因此需要針對(duì)此部位開展拉伸試驗(yàn)。

序號(hào)3：同序號(hào)1，對(duì)于預(yù)制通信線纜可以是同一種連接器，也可以是另一種連接器。但考慮為后期加工完成，不具有可靠的完整性，連接器與線纜銜接部位易受扭轉(zhuǎn)、彎曲、拉伸影響，因此需要開展較為完整的機(jī)械性能檢驗(yàn)。

3 機(jī)械性能檢驗(yàn)

本文參考標(biāo)準(zhǔn)DIN EN 50289-3-2-2002《通信電纜試驗(yàn)方法規(guī)范第3-2部分：機(jī)械試驗(yàn)方法》、GB/T 7424.2-2008《光纜總規(guī)范第二部分光纜基本試驗(yàn)方法》相關(guān)要求，結(jié)合現(xiàn)場鋪設(shè)施工過程中的扭轉(zhuǎn)、拖拽、彎折等情況，同時(shí)結(jié)合對(duì)預(yù)制線纜相關(guān)部位的受力影響分析，制定以下預(yù)制線纜檢驗(yàn)方案，可對(duì)預(yù)制通信線纜的工藝質(zhì)量進(jìn)行可靠性驗(yàn)收，滿足驗(yàn)收要求的線纜可確保在惡劣的使用環(huán)境下，依然能保持其應(yīng)有的功能性能指標(biāo)。

3.1 拉伸試驗(yàn)

試驗(yàn)位置針對(duì)線纜主體以及連接器與線纜銜接位置，針對(duì)線纜主體開展檢驗(yàn)時(shí)，可將試驗(yàn)量級(jí)提高至200N；若線纜主體有加強(qiáng)芯的防護(hù)，可將試驗(yàn)量級(jí)提高至300N，做短時(shí)拉伸。

a）依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，該測(cè)試項(xiàng)應(yīng)抽取5～10根線纜開展試驗(yàn)。

b）首先，應(yīng)在常態(tài)下，測(cè)量各個(gè)線纜的線阻，作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

c）如圖2所示，將線纜裝在拉伸設(shè)備上，兩端用夾持裝置均勻緊固。

d）拉伸力應(yīng)持續(xù)緩慢地增加到規(guī)定值，負(fù)荷速率10N/min，拉伸過程中應(yīng)記錄線阻的變化情況。

e）執(zhí)行步驟d，分別在60N、80N、100N的拉力下，記錄線纜的線阻值。

3.2 彎曲試驗(yàn)

試驗(yàn)位置針對(duì)線纜連接器與線纜銜接位置。

a）依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，該測(cè)試項(xiàng)應(yīng)抽取5～10根線纜開展試驗(yàn)。

b）首先，應(yīng)在常態(tài)下，測(cè)量各個(gè)線纜的線阻，作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

c）如圖3所示，連接器可靠緊固在擺動(dòng)臂上，另一端垂直于水平面。

d）向左擺動(dòng)角度為90°，測(cè)試并記錄線纜各線阻值。

e）返回初始值。

f）向右擺動(dòng)角度為90°，測(cè)試并記錄線纜各線阻值。

g）返回初始值。

h）重復(fù)操作步驟d～步驟g，500次。

表1 驗(yàn)收結(jié)果Table 1 Acceptance results

圖3 折彎試驗(yàn)原理圖Fig.3 Schematic diagram of bending test

圖4 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)原理圖Fig.4 Schematic diagram of torsion test

3.3 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)

試驗(yàn)位置針對(duì)線纜連接器與線纜銜接位置。

a）依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，該測(cè)試項(xiàng)應(yīng)抽取5～10根線纜開展試驗(yàn)。

b）首先應(yīng)在常態(tài)下，測(cè)量各個(gè)線纜的線阻，作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

c）如圖4所示，調(diào)整設(shè)備將受試樣本安裝在扭轉(zhuǎn)設(shè)備上。

d）順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°，測(cè)試并記錄線纜各線阻值。

e）返回初始值。

f）逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°，測(cè)試并記錄線纜各線阻值。

g）返回初始值。

h）重復(fù)操作步驟d～步驟g，500次。

4 應(yīng)用

針對(duì)2019到貨某品牌Micro-D型預(yù)制通信線纜，依據(jù)本文提出的機(jī)械性能檢驗(yàn)技術(shù)開展驗(yàn)收工作，驗(yàn)收結(jié)果見表1。

針對(duì)以上驗(yàn)收結(jié)果，要求線纜制造商給出技術(shù)澄清，并重新優(yōu)化線纜制造工藝，提高機(jī)械性能強(qiáng)度。后續(xù)對(duì)新工藝預(yù)制通信線纜同樣開展了機(jī)械性能檢驗(yàn)，驗(yàn)收結(jié)果均通過，線纜滿足工程項(xiàng)目需求。預(yù)制通信線纜機(jī)械性能檢驗(yàn)技術(shù)的研究，很好地為項(xiàng)目解決了預(yù)制通信線纜質(zhì)量問題。

5 結(jié)論

本文提出的預(yù)制通信線纜檢驗(yàn)技術(shù)，在原有電氣性能檢驗(yàn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，完善線纜機(jī)械性能檢驗(yàn)。通過對(duì)預(yù)制線纜使用過程進(jìn)行分析、研究，確定了多項(xiàng)機(jī)械性能試驗(yàn)，試驗(yàn)程度覆蓋預(yù)制線纜整體結(jié)構(gòu)以及實(shí)際使用需求。同時(shí)，結(jié)合后期的實(shí)際工程項(xiàng)目使用情況，該項(xiàng)技術(shù)獲得了滿意的質(zhì)量評(píng)價(jià)。作為技術(shù)成果，完成了相關(guān)技術(shù)文件發(fā)布，對(duì)此項(xiàng)檢驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步學(xué)習(xí)和固化。另外，該項(xiàng)檢驗(yàn)技術(shù)適用性較廣泛，可適用于各類設(shè)計(jì)工藝預(yù)制線纜類的驗(yàn)收檢驗(yàn)，具有較高的推廣價(jià)值。