額定電壓450/750V及以下橡皮絕緣電纜護(hù)套厚度檢測(cè)

一、 檢測(cè)原理

護(hù)套厚度檢測(cè)的核心原理是基于機(jī)械接觸式幾何尺寸測(cè)量。其科學(xué)依據(jù)在于，電纜護(hù)套作為保護(hù)電纜絕緣線芯、抵御外界機(jī)械應(yīng)力、化學(xué)腐蝕、環(huán)境老化等因素的第一道屏障，其厚度均勻性及小厚度值直接決定了電纜的短期安全運(yùn)行性能和長(zhǎng)期使用壽命。

1. 厚度定義原理：護(hù)套厚度定義為護(hù)套外表面與護(hù)套內(nèi)表面（即與絕緣層或屏蔽層接觸面）之間的短徑向距離。檢測(cè)時(shí)，通過(guò)高精度測(cè)量頭在規(guī)定的圓周上均勻接觸取樣，獲取一系列厚度數(shù)據(jù)。

2. 統(tǒng)計(jì)與極值原理：由于擠出工藝的波動(dòng)，護(hù)套厚度存在固有的不均勻性。檢測(cè)不僅關(guān)注平均厚度，更關(guān)注小厚度。小厚度處的機(jī)械強(qiáng)度弱，是電纜防護(hù)的短板，決定了電纜在惡劣條件下的防護(hù)能力。因此，標(biāo)準(zhǔn)通常采用“平均厚度”和“薄點(diǎn)厚度”兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行雙重考核。

3. 材料力學(xué)原理：足夠的護(hù)套厚度是保證其具備規(guī)定機(jī)械性能（如抗張強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率）和防護(hù)性能（如抗擠壓、抗沖擊、耐磨損）的基礎(chǔ)。厚度不達(dá)標(biāo)將直接導(dǎo)致這些性能劣化。

二、 檢測(cè)項(xiàng)目

護(hù)套厚度檢測(cè)是一個(gè)系統(tǒng)性工程，主要包含以下項(xiàng)目：

1. 護(hù)套平均厚度測(cè)量：

   • 描述：從電纜一端截取一個(gè)試樣，在其橫截面的護(hù)套圓周上，均勻分布地測(cè)量6點(diǎn)（或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的更多點(diǎn)），計(jì)算其算術(shù)平均值。

   • 目的：評(píng)估護(hù)套材料的總體使用情況和擠出的均勻性。

2. 護(hù)套薄點(diǎn)厚度測(cè)量：

   • 描述：在上述測(cè)量過(guò)程中，記錄所有測(cè)量點(diǎn)中的小值，即為薄點(diǎn)厚度。

   • 目的：考核電纜護(hù)套的機(jī)械防護(hù)強(qiáng)度下限，是安全性評(píng)判的關(guān)鍵指標(biāo)。

3. 護(hù)套厚度均勻性評(píng)估：

   • 描述：通過(guò)計(jì)算測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差或觀察大值與小值的差異，來(lái)評(píng)估護(hù)套圓周方向的擠出均勻性。

   • 目的：反映生產(chǎn)設(shè)備的穩(wěn)定性和工藝水平，不均勻的護(hù)套易在使用中產(chǎn)生局部過(guò)早失效。

三、 檢測(cè)范圍

額定電壓450/750V橡皮絕緣電纜廣泛應(yīng)用于對(duì)柔軟性、耐候性、耐油性及一定耐溫等級(jí)有要求的場(chǎng)合，其護(hù)套檢測(cè)覆蓋以下關(guān)鍵領(lǐng)域：

1. 建筑工程：用于樓宇內(nèi)的動(dòng)力、照明配電，特別是移動(dòng)式設(shè)備（如施工臨時(shí)用電）、潮濕場(chǎng)所（如水泵房）的電纜連接，要求護(hù)套具備良好的柔韌性和一定的耐磨損能力。

2. 軌道交通：機(jī)車車輛內(nèi)部的布線、控制線路，要求護(hù)套低煙無(wú)鹵、阻燃，并耐受油脂、臭氧和頻繁彎折。

3. 港口機(jī)械與礦山設(shè)備：用于起重機(jī)、挖掘機(jī)等移動(dòng)設(shè)備的供電，護(hù)套需具備極高的機(jī)械強(qiáng)度、抗撕裂和耐候性。

4. 船舶制造：船用電纜護(hù)套要求耐鹽霧、耐油、阻燃，且機(jī)械性能穩(wěn)定。

5. 新能源領(lǐng)域：光伏電站、風(fēng)電場(chǎng)中用于連接逆變器、匯流箱的電纜，其護(hù)套需承受長(zhǎng)期的紫外線輻射、寬溫變化和惡劣氣候。

6. 家用電器與工具：作為內(nèi)部布線或電源線，要求護(hù)套柔軟、色彩穩(wěn)定，并符合特定的安全認(rèn)證要求。

四、 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)對(duì)護(hù)套厚度的要求既有共性也存在差異。

• 國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)：

  • GB/T 5013《額定電壓450/750V及以下橡皮絕緣電纜》：這是核心的標(biāo)準(zhǔn)。其對(duì)護(hù)套厚度的規(guī)定極為詳細(xì)，針對(duì)不同型號(hào)的電纜（如YZ、YC、CEFR等），分別規(guī)定了標(biāo)稱厚度、平均厚度的小允許值、薄點(diǎn)厚度的小允許值。測(cè)量方法遵循GB/T 2951.11《電纜和光纜絕緣和護(hù)套材料通用試驗(yàn)方法 第11部分：通用試驗(yàn)方法—厚度和外形尺寸測(cè)量—機(jī)械性能試驗(yàn)》。

  • JB/T 8735《額定電壓450/750V及以下橡皮絕緣軟線和軟電纜》：作為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充，對(duì)特定軟電纜的護(hù)套厚度有進(jìn)一步規(guī)定。

• 與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)：

  • IEC 60245《額定電壓450/750V及以下橡皮絕緣電纜》：GB/T 5013等同采用IEC 60245，因此技術(shù)要求基本一致。

  • UL 62《軟線和電纜》：美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，其對(duì)護(hù)套厚度的要求通常以“平均厚度”和“任意點(diǎn)小厚度”來(lái)考核，具體數(shù)值因電纜類型而異，與IEC/GB標(biāo)準(zhǔn)在測(cè)量點(diǎn)和限值上可能存在差異。

  • CSA C22.2 No. 49《柔性電纜和軟線》：加拿大標(biāo)準(zhǔn)，要求與UL 62類似。

• 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析：

  • 一致性：IEC 60245與GB/T 5013在技術(shù)內(nèi)容和測(cè)量方法上高度統(tǒng)一。

  • 差異性：UL/CSA標(biāo)準(zhǔn)體系與IEC/GB體系在電纜結(jié)構(gòu)、測(cè)試方法（如UL對(duì)護(hù)套厚度的測(cè)量可能涉及更復(fù)雜的取樣）和具體限值上存在差異。例如，對(duì)于相似用途的電纜，UL標(biāo)準(zhǔn)要求的薄點(diǎn)厚度可能與IEC標(biāo)準(zhǔn)不同。出口產(chǎn)品必須嚴(yán)格遵循目標(biāo)市場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。

五、 檢測(cè)方法

1. 取樣：

   • 從成品電纜上截取一段至少100mm長(zhǎng)的無(wú)損傷、無(wú)扭曲的平滑試樣。

   • 若護(hù)套內(nèi)有凸起的芯線絞合結(jié)構(gòu)，取樣長(zhǎng)度應(yīng)足以覆蓋至少一個(gè)節(jié)距。

2. 制樣：

   • 小心地將試樣兩端切平，確保截面垂直于電纜軸線。

   • 對(duì)于圓形護(hù)套電纜，可直接測(cè)量。對(duì)于非圓形護(hù)套，可能需要制作切片并在投影儀或顯微鏡下測(cè)量。

3. 測(cè)量操作要點(diǎn)：

   • 儀器校準(zhǔn)：正式測(cè)量前，必須使用標(biāo)準(zhǔn)量塊對(duì)測(cè)厚儀進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)和精度驗(yàn)證。

   • 測(cè)量點(diǎn)選擇：將試樣置于測(cè)量臺(tái)，沿護(hù)套圓周等間隔測(cè)量至少6點(diǎn)。對(duì)于有壓印標(biāo)記的區(qū)域，應(yīng)避開標(biāo)記或在鄰近無(wú)標(biāo)記處測(cè)量。

   • 施力控制：測(cè)量頭對(duì)試樣施加的力應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定（通常為特定范圍），力過(guò)大會(huì)壓縮柔軟的橡皮護(hù)套導(dǎo)致測(cè)量值偏小，力過(guò)小則接觸不良導(dǎo)致測(cè)量值偏大。

   • 讀數(shù)記錄：待測(cè)厚儀讀數(shù)穩(wěn)定后，記錄每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的數(shù)值，精確到0.01mm或標(biāo)準(zhǔn)要求的精度。

六、 檢測(cè)儀器

1. 指針式或數(shù)顯式護(hù)套測(cè)厚儀：

   • 技術(shù)特點(diǎn)：采用機(jī)械接觸式測(cè)量原理。核心部件包括一個(gè)固定測(cè)量砧和一個(gè)由彈簧控制壓力的活動(dòng)測(cè)量桿（球面測(cè)頭）。數(shù)顯式具有數(shù)據(jù)輸出接口，便于記錄。測(cè)頭球面曲率半徑和施加力需符合標(biāo)準(zhǔn)。

   • 適用性：適用于大多數(shù)圓形或扇形護(hù)套的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)室常規(guī)檢測(cè)。

2. 讀數(shù)顯微鏡或投影儀：

   • 技術(shù)特點(diǎn)：屬于光學(xué)非接觸式測(cè)量。將電纜試樣或其薄片切片置于載物臺(tái)上，通過(guò)顯微鏡的標(biāo)尺或投影屏上的刻度直接讀取護(hù)套內(nèi)外壁之間的距離。

   • 適用性：主要用于非圓形、非常規(guī)結(jié)構(gòu)電纜，或作為仲裁測(cè)量方法。精度高，但制樣和測(cè)量過(guò)程較繁瑣。

3. 激光掃描測(cè)徑儀：

   • 技術(shù)特點(diǎn)：利用激光束旋轉(zhuǎn)掃描，通過(guò)計(jì)算激光被電纜遮擋的時(shí)間來(lái)精確計(jì)算外徑。通常用于在線監(jiān)測(cè)，可間接反映厚度變化趨勢(shì)，但無(wú)法直接測(cè)得護(hù)套厚度，需結(jié)合內(nèi)徑信息計(jì)算。

   • 適用性：主要用于生產(chǎn)線上的實(shí)時(shí)質(zhì)量控制。

七、 結(jié)果分析

1. 數(shù)據(jù)處理：

   • 計(jì)算6個(gè)測(cè)量值的算術(shù)平均值，得到護(hù)套平均厚度。

   • 從6個(gè)測(cè)量值中找出小值，作為護(hù)套薄點(diǎn)厚度。

2. 評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)：

   • 符合性判定：將計(jì)算出的平均厚度和薄點(diǎn)厚度，與產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（如GB/T 5013中對(duì)應(yīng)型號(hào)電纜）中規(guī)定的標(biāo)稱厚度、平均厚度小值和薄點(diǎn)厚度小值進(jìn)行比對(duì)。

   • 合格判定：必須同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：

     • 實(shí)測(cè)平均厚度 ≥ 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的平均厚度小值。

     • 實(shí)測(cè)薄點(diǎn)厚度 ≥ 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的薄點(diǎn)厚度小值。

   • 均勻性分析：即使兩項(xiàng)厚度指標(biāo)均合格，若各測(cè)量值之間差異過(guò)大（例如，標(biāo)準(zhǔn)偏差大），表明擠出工藝不穩(wěn)定，雖不影響本次樣品合格，但提示生產(chǎn)過(guò)程存在風(fēng)險(xiǎn)。

3. 不合格后果分析：

   • 平均厚度不合格：意味著材料用量不足，整體機(jī)械防護(hù)性能和長(zhǎng)期老化性能下降。

   • 薄點(diǎn)厚度不合格：此為嚴(yán)重缺陷，意味著電纜存在局部機(jī)械強(qiáng)度薄弱點(diǎn)，在使用中易因擠壓、沖擊、彎折等在此處發(fā)生破裂，導(dǎo)致絕緣損傷、短路、漏電甚至引發(fā)火災(zāi)。

   • 后續(xù)行動(dòng)：一旦判定不合格，應(yīng)擴(kuò)大抽樣范圍，分析生產(chǎn)過(guò)程中的不穩(wěn)定因素，如模具設(shè)計(jì)、擠出溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、冷卻條件等，并進(jìn)行工藝調(diào)整與糾正。