额定电压450/750V及以下橡皮绝缘软线和软电缆通用橡套软电缆曲绕试验检测

额定电压450/750V及以下橡皮绝缘软线和软电缆通用橡套软电缆曲绕试验检测技术综述

通用橡套软电缆以其优异的柔软性、耐候性和机械强度，广泛应用于移动供电、临时线路及各种恶劣环境。其中，曲绕试验是评估其在动态弯曲使用条件下耐久性和可靠性的关键性机械性能试验。该试验模拟电缆在实际使用中反复弯曲、扭转的工况，检测其绝缘和护套材料的抗开裂能力、导体的耐疲劳性能以及整体结构的稳定性。

1. 检测项目：方法及原理

曲绕试验的核心是通过一套标准化的机械装置，使试样在负重状态下进行反复的弯曲运动，考核其承受动态应力下的性能。主要检测项目及方法如下：

1.1 单向弯曲试验

• 原理：将一段电缆试样呈U形悬挂于两个等直径的滑轮上，下端悬挂规定重量的重锤。通过驱动装置使滑轮以固定速率相向或相背往复运动，使试样在滑轮上反复弯曲。试验持续至规定次数或直至试样失效。

• 考核重点：主要评估电缆在单一平面内反复弯曲时，绝缘和护套（尤其是橡皮材料）是否出现龟裂、破损，以及导体是否发生断芯。这是最基础的动态曲绕测试。

1.2 扭转弯曲试验（曲挠试验）

• 原理：该试验比单向弯曲更为严苛。试样一端固定，另一端悬挂重锤并连接到一个可水平移动的滑车上。滑车在偏心轮驱动下作左右往复运动，使电缆在承受重量的同时，经历反复的弯曲和一定角度的扭转。

• 考核重点：模拟电缆在移动设备（如行车、电动工具）使用中既有弯曲又有扭转的复杂应力状态。它综合评估电缆整体的结构稳定性、导体的耐疲劳性以及护套与绝缘层之间的相对位移是否会导致永久性损伤。

1.3 低温弯曲试验

• 原理：将电缆试样在指定低温（如-15°C, -25°C等）下放置足够时间使其充分冷却，然后在低温箱内或取出后迅速在规定直径的圆柱体上进行数次弯曲。

• 考核重点：评估橡皮绝缘和护套材料在低温环境下的柔韧性和抗低温开裂性能。材料在低温下易发生脆化，此试验检验其低温适用性。

1.4 弯曲后的电气性能验证

• 原理：在完成规定次数的曲绕试验（特别是单向或扭转弯曲）后，立即对试样进行绝缘电阻测量、工频耐压试验或局部放电检测。

• 考核重点：这是曲绕试验的最终评判依据。动态机械应力可能造成肉眼不可见的绝缘损伤（如微观裂纹、结构变形）。通过电气性能试验，验证经过机械疲劳后，电缆的绝缘完整性是否仍能满足标准要求，确保使用安全。

2. 检测范围与应用领域

曲绕试验的严苛程度和参数设定取决于电缆的具体用途：

• 轻型橡套电缆（YQ， YQW）：用于轻型移动设备、家用电器。试验负重相对较小，弯曲半径较小，考核其日常移动中的耐用性。

• 中型橡套电缆（YZ， YZW）：用于各种工业移动设备、电动工具。试验负重和弯曲频率适中，模拟工业环境下的频繁拖拽。

• 重型橡套电缆（YC， YCW）：用于港口机械、大型施工设备、矿山机械等重载移动场合。试验负重最大，弯曲周期长，考核其在极端机械应力下的长期可靠性。

• 特殊应用领域：如电焊机电缆（YH）侧重考核其极频繁的扭转弯曲性能；矿用电缆则需在曲绕试验后附加严格的火焰燃烧等特殊试验。

3. 检测标准与规范

国内外标准对曲绕试验均有详细规定，是检测工作的根本依据。

• 中国国家标准（GB）：

  • GB/T 5013.2《额定电压450/750V及以下橡皮绝缘电缆 第2部分：试验方法》：详细规定了单向弯曲试验、扭转弯曲试验（曲挠试验）的通用方法、设备参数和试验程序。

  • GB/T 5013.4《额定电压450/750V及以下橡皮绝缘电缆 第4部分：软线和软电缆》及GB/T 5013.8《额定电压450/750V及以下橡皮绝缘电缆 第8部分：特软电缆》：针对不同型号电缆，规定了具体的试验参数，如重锤重量、弯曲半径、弯曲次数（如20000次、30000次）、滑轮直径等。

  • GB/T 2951.14《电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法 第14部分：通用试验方法—低温试验》：规定了低温弯曲试验的具体方法。

• 国际电工委员会标准（IEC）：

  • IEC 60245-2 和 IEC 60245-4/8：与上述GB/T 5013系列标准等同或等效，是国际通用的权威标准。

• 其他标准：

  • UL 62（美国）、CSA C22.2 No. 49（加拿大） 等区域性标准也有相应的柔性电缆动态弯曲测试要求，具体参数可能与IEC/GB存在差异。

4. 检测仪器与设备

曲绕试验的准确性和重复性高度依赖于专用检测仪器。

4.1 曲绕试验机（曲挠试验机）

• 核心功能：实现单向弯曲或扭转弯曲试验的自动化运行。

• 主要构成：

  • 驱动系统：电机及减速机构，提供稳定可调的往复运动。

  • 滑轮组：一对或多对符合标准直径的金属滑轮，表面光滑。

  • 滑动小车（用于扭转试验）：承载电缆下端重锤并实现水平往复运动。

  • 计数与控制系统：精确记录弯曲次数，可预设次数并在达到后自动停机，具备断电记忆功能。

  • 重锤组件：提供标准化的张力负荷。

  • 试验箱体：部分设备集成防护箱体，确保安全。

4.2 低温试验箱

• 功能：提供可控的恒定低温环境，用于电缆试样的低温预处理和低温弯曲试验。

• 要求：温度均匀性、稳定性需符合标准，容积应能容纳试样和必要的弯曲装置。

4.3 弯曲用圆柱体（芯轴）

• 功能：用于低温弯曲试验或静态弯曲试验。

• 要求：一系列具有标准规定直径（如电缆外径的4倍、6倍等）的金属圆柱，表面光滑。

4.4 电气性能检测设备

• 绝缘电阻测试仪：测量曲绕后试样的绝缘电阻值。

• 工频耐压试验装置：对曲绕后的试样施加规定时间的高电压（如2000V/5min），检测其是否发生击穿。

• 局部放电检测系统（对于要求较高的场合）：检测绝缘内部因损伤可能产生的局部放电信号。

结论
曲绕试验是衡量通用橡套软电缆动态使用性能不可或缺的环节。通过科学的标准方法、严谨的参数设置和精密的仪器检测，能够有效筛选出不合格产品，确保电缆在复杂的移动、弯曲工况下长期安全可靠运行，为各类电气设备和工程的安全供电提供基础保障。检测机构必须严格依据标准，规范操作，方能得出准确、公正的检测结论。