扁形电缆的机械性能测试是确保其在实际使用中能够承受各种机械应力(如拉伸、弯曲、挤压等)而不损坏的关键环节。以下是扁形电缆主要的机械性能测试项目及其详细说明:
一、拉伸强度与断裂伸长率测试
目的:评估电缆在受到轴向拉力时的抗拉伸能力和延展性,确保其在安装或使用过程中不会因拉力过大而断裂。
测试方法:
试样制备:从电缆中截取长度≥200mm的样本,去除护套和屏蔽层(若需单独测试绝缘层或导体),保留待测部分(如导体、绝缘层或整体结构)。
夹具固定:将试样两端固定在拉伸试验机的夹具中,确保夹具与试样接触紧密且无滑动。
拉伸速度:根据标准要求设置拉伸速度(如50mm/min或200mm/min),持续拉伸至试样断裂。
数据记录:记录拉伸过程中的最大拉力(即拉伸强度)和试样断裂时的伸长量(计算断裂伸长率)。
标准要求:
拉伸强度:通常要求≥10MPa(具体值根据材料类型和设计要求确定,如PVC绝缘层可能要求≥12MPa)。
断裂伸长率:一般要求≥150%(如橡胶护套可能要求≥300%),以确保电缆在拉伸时具有足够的延展性。
应用场景:
适用于需要频繁拉伸或移动的电缆(如机器人手臂电缆、电梯随行电缆)。
二、弯曲性能测试
目的:评估电缆在弯曲状态下的抗疲劳能力和结构完整性,确保其在弯曲使用时不会出现绝缘层破裂或导体断裂。
静态弯曲测试:
将电缆固定在弯曲试验机上,设置弯曲半径(通常为电缆外径的3~10倍,具体根据标准要求)。
以一定角度(如90°或180°)反复弯曲电缆,次数根据标准要求(如1000次或5000次)。
弯曲后检查电缆表面是否有裂纹、绝缘层破损或导体断裂。
测试方法:
标准要求:弯曲后电缆应无可见损伤,且电气性能(如绝缘电阻)符合要求。
动态弯曲测试:
模拟电缆在实际使用中的动态弯曲(如机器人关节处的连续弯曲)。
使用动态弯曲试验机,设置弯曲频率(如1Hz)和弯曲半径,连续运行一定时间(如24小时或72小时)。
定期检查电缆表面和内部结构,记录首次出现损伤的时间。
测试方法:
标准要求:动态弯曲寿命通常要求≥10万次(具体根据应用场景确定)。
应用场景:
适用于需要频繁弯曲的电缆(如拖链电缆、工业机器人电缆)。
三、冲击与挤压测试
目的:评估电缆在受到外力冲击或挤压时的抗损伤能力,确保其在恶劣环境中不会被压坏或击穿。
冲击测试:
将电缆固定在冲击试验台上,使用落锤(质量根据标准要求,如0.5kg或1kg)从一定高度(如1m)自由落下,冲击电缆表面。
冲击后检查电缆表面是否有凹陷、裂纹或绝缘层破损。
测试方法:
标准要求:冲击后电缆应无可见损伤,且绝缘电阻符合要求。
挤压测试:
将电缆放置在挤压试验机的两平板之间,施加逐渐增大的压力(如1000N或2000N),持续一定时间(如1分钟)。
挤压后检查电缆外形是否变形、绝缘层是否破裂或导体是否断裂。
测试方法:
标准要求:挤压后电缆应无永久变形,且电气性能符合要求。
应用场景:
适用于可能受到重物挤压或机械冲击的电缆(如建筑工地电缆、矿山电缆)。
四、扭转性能测试
目的:评估电缆在扭转状态下的抗疲劳能力和结构稳定性,确保其在扭转使用时不会出现绝缘层破裂或导体断裂。
测试方法:
将电缆一端固定,另一端施加扭转力矩(如±180°或±360°),以一定速度(如5rpm)连续扭转一定次数(如1000次或5000次)。
扭转后检查电缆表面是否有裂纹、绝缘层破损或导体断裂。
可结合电气性能测试(如绝缘电阻、耐压试验)验证扭转对电气性能的影响。
标准要求:
扭转后电缆应无可见损伤,且电气性能符合要求。
扭转寿命通常要求≥1万次(具体根据应用场景确定)。
应用场景:
适用于需要频繁扭转的电缆(如旋转接头电缆、风力发电机电缆)。
五、耐磨性能测试
目的:评估电缆护套或绝缘层在摩擦环境下的抗磨损能力,确保其在长期使用中不会因磨损导致绝缘失效。
测试方法:
使用Taber磨耗试验机,设置磨轮类型(如CS-10)和载荷(如500g),旋转试样一定圈数(如1000圈)。
测量磨耗前后的试样质量差或厚度变化。
将电缆试样固定在磨耗试验机上,使用标准磨轮(如H-18磨轮)以一定压力(如10N)在试样表面摩擦一定次数(如500次或1000次)。
测量磨耗前后的试样质量差,计算磨耗量(mg/1000次)。
DIN磨耗试验:
Taber磨耗试验:
标准要求:
磨耗量通常要求≤200mg/1000次(具体根据材料类型和设计要求确定)。
磨耗后试样表面应无裸露导体或绝缘层破损。
应用场景:
适用于可能受到摩擦的电缆(如拖链电缆、移动设备电缆)。
六、抗撕裂性能测试
目的:评估电缆护套或绝缘层在受到撕裂力时的抗扩展能力,确保其在局部损伤后不会迅速扩大导致电缆失效。
测试方法:
使用撕裂试验机,在电缆护套或绝缘层上切割一个初始切口(如20mm长),然后施加撕裂力(如50N/min),测量撕裂扩展所需的力或撕裂长度。
记录撕裂强度(N/mm)或撕裂能量(J/m²)。
标准要求:
撕裂强度通常要求≥20N/mm(具体根据材料类型和设计要求确定)。
撕裂后损伤范围应控制在一定范围内(如≤50mm)。
应用场景:
适用于需要高抗撕裂性能的电缆(如矿山电缆、海洋电缆)。
七、卷绕性能测试
目的:评估电缆在卷绕状态下的抗疲劳能力和结构稳定性,确保其在卷绕使用时不会出现绝缘层破裂或导体断裂。
测试方法:
将电缆绕在直径为电缆外径3~10倍的卷筒上,以一定速度(如5rpm)连续卷绕一定次数(如1000次或5000次)。
卷绕后检查电缆表面是否有裂纹、绝缘层破损或导体断裂。
可结合电气性能测试验证卷绕对电气性能的影响。
标准要求:
卷绕后电缆应无可见损伤,且电气性能符合要求。
卷绕寿命通常要求≥1万次(具体根据应用场景确定)。
应用场景:
适用于需要卷绕存储或使用的电缆(如电缆卷盘电缆、舞台灯光电缆)。
八、相关标准依据
国际标准:
IEC 60227(聚氯乙烯绝缘电缆):包含拉伸强度、断裂伸长率、弯曲测试等要求。
IEC 60502(额定电压1kV以上电缆):包含冲击测试、挤压测试等要求。
国家标准:
GB/T 5023(额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆):包含拉伸测试、弯曲测试等要求。
GB/T 9330(控制电缆):包含扭转测试、耐磨测试等要求。
行业标准:
JB/T 8734(额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆和软线):包含卷绕测试、抗撕裂测试等要求。
九、测试设备与记录要求
常用测试设备:
拉伸试验机、弯曲试验机、冲击试验机、挤压试验机、扭转试验机、磨耗试验机、撕裂试验机、卷绕试验机等。
记录要求:
每批次电缆需填写 机械性能测试报告,记录测试项目、测试条件、测试数据及合格判定结果。
对不合格项需标注原因(如材料缺陷、工艺问题)及处理方式(如返工、报废),并存档备查。
通过严格遵循上述机械性能测试标准,可确保扁形电缆在实际使用中能够承受各种机械应力,降低故障风险,延长使用寿命。
