額定電壓450/750V及以下聚氯乙烯絕緣電纜電線和軟線屏蔽電線護套厚度檢測

一、檢測原理

護套厚度的檢測基于幾何尺寸的精密測量原理，其科學依據(jù)在于確保電纜產(chǎn)品滿足結(jié)構(gòu)完整性和性能可靠性的基本要求。核心原理可分為接觸式測量與非接觸式測量兩類。

1. 接觸式測量原理：采用機械接觸式測微計，通過兩個經(jīng)過精密校準的平行平面測砧，在標準壓力下夾持試樣。該壓力需足夠小以避免護套材料發(fā)生可觀測的壓縮形變。測量值即為兩測砧平面間的垂直距離，扣除導體或纜芯直徑后，計算得到護套厚度。此方法依據(jù)的是幾何尺寸的直接比較原理，其準確性依賴于儀器的精度、測砧的平面度與平行度以及操作者的規(guī)范性。

2. 非接觸式測量原理：主要采用光學投影儀或激光掃描儀。光學投影法將試樣輪廓放大并投射到屏幕上，通過標準刻線或數(shù)字成像系統(tǒng)測量護套厚度。激光法則利用激光束掃描試樣外徑，并結(jié)合測徑儀測量的纜芯直徑，通過計算差值間接得到護套厚度。非接觸式方法避免了測量力對軟質(zhì)聚氯乙烯材料的潛在影響，尤其適用于極薄或極易變形的護套。

護套厚度的均勻性是保證電纜耐機械應力、耐磨損、耐環(huán)境應力開裂以及滿足基本電氣絕緣性能的關(guān)鍵。厚度不足會直接導致防護能力下降，而過度偏心則可能使局部厚度低于小值，構(gòu)成潛在缺陷。

二、檢測項目

護套厚度檢測是一個系統(tǒng)性工程，主要包含以下項目：

1. 平均厚度測量：在電纜同一截面上，沿圓周大致等距離測量6點，取其算術(shù)平均值。此項目用于評估材料用量及整體覆蓋水平。

2. 薄點厚度測量：在完成平均厚度測量的同一截面中，找出并記錄厚度小值。此項目是考核護套防護能力下限的核心指標，直接關(guān)系到產(chǎn)品的安全余量。

3. 厚度偏心度評估：通過測量同一截面上的大厚度與小厚度，計算其與平均厚度的偏差，或直接計算（大厚度 - 小厚度）的差值。偏心度反映了擠出工藝的穩(wěn)定性，嚴重偏心是質(zhì)量缺陷的重要標志。

三、檢測范圍

額定電壓450/750V及以下的聚氯乙烯絕緣電纜電線和軟線廣泛應用于各個領域，對其護套厚度的要求也因應用場景而異：

• 建筑布電線：用于固定敷設，要求護套具備良好的耐磨損、耐擠壓及一定的阻燃性能。厚度需保證在安裝過程中不被拉傷或壓破。

• 電器內(nèi)部配線/引接線：空間狹小，可能涉及移動或振動，護套需柔韌且厚度均勻，以防止因長期微動摩擦導致破損。

• 數(shù)據(jù)/控制電纜：特別是屏蔽電線，護套不僅保護內(nèi)部絕緣和屏蔽層免受機械損傷，還起到限制電磁干擾外泄或侵入的作用。其厚度均勻性對屏蔽效能的一致性有間接影響。

• 軟線（如電源插頭線）：經(jīng)常彎曲、扭轉(zhuǎn)，護套需具有優(yōu)異的柔韌性和耐彎曲疲勞性。厚度過大會導致僵硬，過薄則易在彎曲時產(chǎn)生裂紋。

• 特殊環(huán)境：如潮濕場所要求護套能有效防潮；存在化學腐蝕的環(huán)境要求護套厚度能提供足夠的抗?jié)B透能力。

四、檢測標準

國內(nèi)外標準對護套厚度均有嚴格規(guī)定，但具體指標和測試方法存在細微差異。

• 中國標準（GB/T）：

  • GB/T 5023系列（額定電壓450/750V及以下聚氯乙烯絕緣電纜）和GB/T 5013系列（額定電壓450/750V及以下橡皮絕緣電纜）中對應的聚氯乙烯護套電纜部分，是基礎性標準。它們詳細規(guī)定了不同類型電纜護套的平均厚度和小厚度的標稱值及允許偏差。測量方法通常依據(jù)GB/T 2951.11（電纜和光纜絕緣和護套材料通用試驗方法 第11部分：通用試驗方法—厚度和外形尺寸測量—機械性能試驗），該方法與電工委員會（IEC）標準高度一致。

• 標準（IEC）：

  • IEC 60227和IEC 60245系列標準分別對應GB/T 5023和GB/T 5013，是通用的基礎標準。其厚度要求與GB/T標準基本等同，體現(xiàn)了中國標準與接軌的趨勢。

  • IEC 60811-101 是厚度測量的通用方法標準，與GB/T 2951.11等效。

• 對比分析：

  • 一致性：中國標準（GB/T）在技術(shù)內(nèi)容上已與IEC標準實現(xiàn)了大程度的協(xié)調(diào)，核心指標如厚度小值、測量方法等基本一致。

  • 差異性：可能存在一些標準的特定差異（Nationally Determined Differences, NDDs），主要體現(xiàn)在針對中國特定市場或環(huán)境條件增加的個別產(chǎn)品型號或補充要求，但就護套厚度這一基礎參數(shù)而言，核心要求是統(tǒng)一的。企業(yè)出口產(chǎn)品時，需明確目標市場所采納的標準版本（如EN標準、UL標準等）。

五、檢測方法

1. 取樣：從成品電纜上截取一段長度適宜的樣品，端頭應切割平整。

2. 試樣制備：小心地剝?nèi)ヒ欢瓮庾o套，暴露足夠長度的纜芯，確保不損傷護套內(nèi)表面。對于屏蔽電線，需謹慎處理以防屏蔽層變形影響測量。

3. 測量操作：

   • 接觸式測微計法：

     • 校準儀器至零位。

     • 將試樣置于兩平面測砧之間，平穩(wěn)移動測砧直至與護套表面輕微接觸。施加的力應符合標準規(guī)定（通常很?。?。

     • 在電纜同一截面圓周上，每隔約60°測量一次，共測6點。記錄每個讀數(shù)。

     • 操作要點：測量力需恒定且輕微；測砧應平行接觸試樣，避免傾斜；測量點應避開明顯的凹凸缺陷。

   • 光學投影法：

     • 將試樣垂直置于投影儀載物臺上，調(diào)整焦距使輪廓清晰。

     • 移動屏幕上的標準刻線或使用軟件測量工具，分別對準護套的內(nèi)外邊緣，直接讀取或計算厚度值。

     • 操作要點：試樣放置應垂直，避免投影失真；照明需均勻；需定期校準放大倍率。

4. 數(shù)據(jù)處理：計算6個測量值的算術(shù)平均值（平均厚度），并找出其中的小值（薄點厚度）。

六、檢測儀器

1. 機械接觸式測微計：

   • 技術(shù)特點：分辨率通常為0.01mm或0.001mm；測砧直徑一般為4mm至8mm；測量力需可調(diào)或固定為標準低力（如0.8N以下）。結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，重復性好，是實驗室常用的設備。

2. 光學投影儀：

   • 技術(shù)特點：具有高放大倍率（如10x, 20x, 50x），配備數(shù)字顯示測量系統(tǒng)。可實現(xiàn)非接觸測量，無測量力影響。適用于微小尺寸、軟質(zhì)材料的精確測量，并能觀測截面形狀。

3. 激光測徑儀：

   • 技術(shù)特點：可在線或離線高速測量外徑。通過組合測量纜芯外徑和護套外徑的激光測徑儀，可間接計算得到平均護套厚度。測量速度快，精度高，適用于生產(chǎn)過程中的連續(xù)監(jiān)控，但對于厚度偏心度的評估能力有限。

七、結(jié)果分析

1. 評判標準：

   • 合格判定：測量計算得到的平均厚度應不小于標準中規(guī)定的該型號電纜的標稱平均厚度；任一點的小厚度應不小于標準中規(guī)定的小厚度值。這兩個條件必須同時滿足。

   • 偏心度評估：雖然標準通常不直接規(guī)定偏心度限值，但通過（大厚度 - 小厚度）的差值可以直觀判斷。差值過大表明擠出工藝存在嚴重問題，如模具偏心、溫度不均等，即使薄點厚度合格，也屬于工藝不良品。

2. 結(jié)果分析：

   • 厚度普遍偏小：可能原因是擠出機溫度過高導致熔體破裂、牽引速度過快、材料配方中增塑劑過量或螺桿磨損導致供料不足。

   • 薄點厚度不合格：是嚴重的質(zhì)量缺陷，直接原因通常是擠出模具的同心度未調(diào)校好，或熔體壓力不穩(wěn)定導致“竹節(jié)”現(xiàn)象，在薄點處厚度低于小值。

   • 厚度波動大（偏心嚴重）：首要懷疑模具的對中精度。其次，檢查纜芯（或內(nèi)襯層）是否在模芯內(nèi)居中有置，以及熔體流動是否均勻。

   • 數(shù)據(jù)分析：對連續(xù)生產(chǎn)中的厚度數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計過程控制（SPC）分析，繪制Xbar-R控制圖，可以有效監(jiān)控生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性，預測并預防厚度超差的風險。