Standarde globale pentru torarea conductorilor: rezistență maximă DC, secțiune transversală minimă și altele

Standarde globale pentru eșuarea conductorilor: răspunsul direct

Dacă citiți acest lucru deoarece o întrebare de examen adresată „Standardele globale pentru torarea conductorilor includ ___ rezistență și ___ aria secțiunii transversale”, răspunsul scurt corect este rezistență DC maximă și aria secțiunii transversale minime . Această formulare apare în materialele de instruire bazate pe IEC 60228, deoarece standardul controlează eșuarea prin plasarea unei limite superioare a rezistenței DC și o limită inferioară a secțiunii transversale pentru fiecare dimensiune nominală declarată.

Pentru un inginer de cablu care trebuie să cumpere, să construiască sau să califice un conductor, acel răspuns din două părți este un început necesar, dar nu unul complet. Standardele globale pentru toronarea conductorilor includ cerințe de construcție, precum și limite electrice. Un pachet de toroane este definit de diametrul firului, numărul de fire, lungimea întinderii, raportul de întindere, direcția de întindere, clasa conductorului, gradul materialului, starea suprafeței și, în unele cazuri, nivelul de compactare. Limitele de rezistență vă spun dacă conductorul conduce; regulile de construcție vă spun dacă se va îndoi, se va termina și va supraviețui aplicației pentru care a fost construită.

De ce există standardele de eșuare a conductorilor

Toronarea există deoarece un fir solid de aceeași secțiune transversală ar fi prea rigid, prea greu de terminat și prea sensibil la îndoiri repetate. Într-un conductor de Clasa 2 de 50 mm², numărul minim de fire de 19 fire cerut de IEC 60228 transformă un element rigid asemănător unei tije într-un mănunchi care poate fi îndoit, bobinat și terminat cu urechi standard. Acesta este motivul mecanic din spatele fiecărui standard de eșuare.

Există și un motiv electric. La frecvențe mai mari, efectul pielii împinge curentul spre suprafața exterioară a conductorului. Un conductor spiralat cu mai multe fire mai mici urmează un contur de cablu mai curat și limitează golurile de aer care apar atunci când un conductor solid este forțat să se îndoaie. Cu toate acestea, eșuarea nu trebuie să împingă rezistența DC peste plafonul permis, tocmai de aceea IEC 60228 stabilește valori maxime de rezistență pentru fiecare clasă și secțiune transversală nominală.

Ignorarea acestor limite creează probleme măsurabile. Dacă rezistența depășește valoarea maximă, cablul se încinge și căderea de tensiune crește peste valoarea calculată. Dacă numărul de fire este mai mic decât minimul, conductorul poate eșua la un test de flexibilitate sau se poate deschide la un punct de terminare. Dacă lungimea de întindere variază, nepotrivirile de alungire pot cauza îndoirea sau înfundarea păsărilor atunci când cablul este tras într-o conductă. Eșecurile pe teren, loturile de producție respinse și proiectele întârziate sunt consecințele obișnuite.

Principalele familii standard și cum se compară

Niciun document nu deține subiectul eșuării conductorului. Cea mai utilizată linie de referință internațională este IEC 60228, care este adoptat în Europa ca BS EN 60228, oglindit în Germania ca VDE 0295 și comparat în China de GB/T 3956. În America de Nord, referințele practice sunt ASTM B8 pentru conductoare de cupru concentrice, ASTM B784, combinație ASTM B9-6, ASTM B9-6, ASTM B784. pentru conductoare rotunde compacte din cupru și ASTM B172 pentru conductori torți cu frânghii cu elemente torține.

Deși numerele documentelor diferă, logica este consecventă. Fiecare standard atribuie o clasă, stabilește un număr minim de fire, limitează variația diametrului și limitează rezistența DC. O comandă de achiziție bine scrisă denumește unul dintre aceste standarde în mod explicit, deoarece „conform ASTM” și „conform IEC” nu sunt etichete interschimbabile.

Clasele de conductoare IEC 60228 și ce spun aceștia unui cumpărător

IEC 60228 împarte conductoarele în patru clase. Clasa 1 este solidă. Clasa 2 este conductorul standard pentru instalații fixe. Clasa 5 este flexibilă, iar clasa 6 este foarte flexibilă. Numărul clasei controlează direct câte fire sunt utilizate și cât de fine sunt acele fire.

Numerele fac compromisul vizibil. Pentru un conductor de cupru recoapt de 1,5 mm², IEC 60228 stabilește o rezistență DC maximă de 12,1 mΩ/m pentru Clasa 1 și Clasa 2 și 13,3 mΩ/m pentru Clasa 5 și Clasa 6 la 20 °C. Alocația mai mare pentru clasele flexibile există deoarece firele fine creează o cale de curent puțin mai lungă și o rezistență de contact mai mare între fire. Pentru un conductor de Clasa 5 de 2,5 mm², numărul minim de fire este de 50, în comparație cu 7 fire pentru un conductor de Clasa 2 de aceeași dimensiune nominală.

Clasele flexibile apar în mod constant în cablurile de date și de automobile și aici se întâlnește răsucirea perechilor. Un conductor de clasa 5 care alimentează un cablu Ethernet industrial sau de date auto trebuie să rămână flexibil fără a crea stres de torsiune în timpul împerecherii. Multe fabrici de cabluri folosesc a mașină de răsucire fără torsiune pentru cablu Ethernet industrial cu patru fire în această etapă, deoarece răsucește patru miezuri fără a roti miezurile în sine, păstrând construcția conductorului definită de standard.

Mașină de răsucire cu pereche răsucită din spate pentru cablu de date Ethernet industrial cu patru nuclee Gemwell Electrical Technology Co., Ltd este o mașină de răsucire a perechilor răsucite din spate din China pentru producția de cablu de date Ethernet industrial cu patru nuclee... Vizualizare produs →

Configurații de eșuare: Concentric, grămadă, Rope, Compactat și Sector

Clasa de dirijor stabilește ținta de flexibilitate; configurația stabilește geometria. Fiecare configurație schimbă modul în care conductorul se comportă la îndoire, modul în care ocupă spațiu și cât de ușor poate fi terminat.

Eșuarea concentrică-lay

Într-o construcție concentrică, firele sunt aranjate în straturi în jurul unui fir central, cu straturi succesive așezate în direcții opuse. Numărările standard de fire urmează modelul 1 6, 1 6 12 și 1 6 12 18. Rezultatul este un conductor stabil, rotund, care rezistă la deformare, motiv pentru care ASTM B8 și IEC 60228 Clasa 2 sunt implicit la această configurație pentru cablurile de alimentare.

Bunch Stranding

Înșurubarea mănunchiului răsucește toate firele împreună în aceeași direcție fără un model de strat geometric. Este mai rapid și mai ieftin decât șurubul concentric, dar conductorul finit are o stabilitate geometrică mai mică. Conductoarele grupate sunt obișnuite în cablurile flexibile, cablarea auto și alte aplicații în care conductorul va fi terminat rapid și îndoit în mod regulat.

Eșuarea funiei

Eșuarea prin frânghie formează mai întâi grupuri mici, apoi așează acele grupuri în jurul unui miez. Această construcție în două etape este răspunsul standard pentru o durată mare de viață la flexibilitate și rezistență mecanică. ASTM B172 definește această familie și apare în cablurile miniere, cablurile macaralei și alte aplicații în care un cablu trebuie să supraviețuiască îndoirii și tensiunii constante.

Eșuarea compactată și în formă de sector

Toronul compactat este trecut prin role sau o matriță după torsare pentru a reduce diametrul exterior, de obicei cu 3 până la 8 procente, păstrând în același timp aceeași secțiune transversală. Conductoarele în formă de sector merg mai departe și sunt presate într-un profil de sector, astfel încât cablurile cu trei fire să se potrivească într-un diametru total mai mic. Ambele opțiuni reduc greutatea cablului și costul materialului, dar necesită un control mai strict al procesului în timpul etapei de eșuare.

Construcțiile concentrice și unilay impun cea mai mare cerere de stabilitate a tensiunii. Dacă tensiunea variază în timpul rulării, diametrul exterior și lungimea așezării variază. Echipamente precum mașină grea, cu braț separat, cu o singură răsucire, cu tragere externă și preluare de putere este construit pentru a menține această tensiune pe parcursul întregului ciclu de răsucire, care este exact ceea ce au nevoie aceste configurații la sfârșitul unei linii de producție.

Mașină de răsucire unică cu cantilever tip split pentru utilizare grea (cabren extern și T Gemwell Electrical Technology Co., Ltd este o mașină de răsucire unică în consolă de tip split din China (cabrelan extern și cuplu... Vizualizare produs →

Pentru o fabrică care produce construcții pereche sau cu mai multe miezuri după eșuare, alegerea etapei de geometrie este jumătate din muncă. Multe echipe de producție revizuiesc gama de mașini de răsucire perechi de sârme în timpul planificării, deoarece răsucirea perechii interacționează cu așezarea propriului conductor și poate amplifica o mică eroare de eșuare.

Lungimea așezării, raportul de așezare și direcția de așezare: toleranțele care contează

Lungimea stratului este distanța axială pe care o parcurge un conductor pe măsură ce grupul de fire completează o răsucire completă de 360 de grade. Raportul de întindere este lungimea de întindere împărțită la diametrul mediu al conductorului. Ambele valori apar în standarde și desene și ambele sunt adesea înțelese greșit la atelier.

O întindere mai scurtă consumă mai multă sârmă pe metru de conductor, ceea ce crește greutatea și crește ușor rezistența DC. O întindere mai lungă reduce utilizarea materialului, dar poate face pachetul mai puțin stabil la îndoire și mai ușor de deschis la terminații. Pentru construcțiile rotunde concentrice, raporturile tipice de așezare sunt între 8:1 și 16:1, iar multe standarde de plante specifică 10:1 până la 14:1 ca compromis. Direcția de așezare este scrisă drept mâna dreaptă sau mâna stângă; stratul exterior este de obicei pe partea dreaptă, cu excepția cazului în care desenul spune în mod explicit altfel.

Producția de cabluri de rețea este locul în care toleranța de întindere devine strictă, deoarece fiecare pereche trebuie să-și păstreze propriul ritm de răsucire pentru a controla diafonia și întârzierea oblicului. A cablu de rețea mașină de răsucire triplă integrată cu trei pasuri rezolvă o problemă obișnuită de producție prin aplicarea a trei etape de pas într-o singură trecere, ceea ce elimină etapele de retensionare care provoacă în mod normal deviația lungimii de întindere între operații.

Mașină de răsucire cu perechi triple de tip integrat pentru fabricarea cablurilor de rețea Gemwell Electrical Technology Co., Ltd este o mașină de răsucire a perechilor cu trei pasuri integrate din China pentru producătorii de cabluri de rețea și... Vizualizare produs →

Cum este verificată conformitatea cu eșuarea

Standardele globale nu se bazează doar pe judecata vizuală. Ei stabilesc criterii de acceptare măsurabile și fiecare test de verificare indică rezistență sau geometrie. Cea mai importantă verificare este rezistența DC măsurată la 20 °C, deoarece este cel mai rapid indicator de încredere pentru a stabili dacă materialul conductorului și secțiunea transversală sunt corecte.

Valorile rezistenței din IEC 60228 sunt valori maxime, nu ținte nominale. Aceasta înseamnă că un conductor de Clasa 2 de 1,5 mm² care măsoară 12,0 mΩ/m este acceptabil, în timp ce 12,3 mΩ/m eșuează chiar dacă diferența pare neglijabilă la un contor. Aceeași disciplină se aplică numărului de fire: un fir lipsă poate să nu modifice rezistența suficient pentru a se observa, dar poate schimba durata de viață a flexului și poate crea o defecțiune a câmpului luni mai târziu.

Ce ar trebui să spună o specificație de achiziție prin cablu

Cele mai multe defecte de eșuare ajung la client deoarece comanda de cumpărare a fost vagă. O specificație clară înlătură presupunerile și este cel mai ieftin instrument de calitate pe care îl are un cumpărător de cablu. Lista de verificare de mai jos funcționează atât pentru cablurile de alimentare, cablurile de control, cât și pentru cablurile de date flexibile.

1. Denumiți standardul și ediția, cum ar fi IEC 60228 Third Edition.
2. Indicați materialul conductorului: cupru recoapt, cupru cositorit sau aluminiu.
3. Specificați clasa de conductor, cu un motiv dacă nu este clasa 2.
4. Declarați numărul de fire și diametrul nominal al firului.
5. Declarați lungimea de așezare sau raportul de așezare, cu toleranța admisă.
6. Declarați direcția de așezare a stratului exterior.
7. Definiți toleranța totală a diametrului și orice țintă de compactare.
8. Solicitați un raport de testare a rezistenței DC măsurat la 20 °C.
9. Specificați condițiile de suprafață: curat, uscat, fără oxidare și bavuri.
10. Pentru conductorii din Clasa 5 și Clasa 6, adăugați orice cerință de viață flexibilă din aplicația finală.

Odată ce caietul de sarcini este definitiv, următoarea decizie este ce echipament de producție poate deține acele numere. Comparând Gama de mașini de răsucire cu un singur cantilever față de raportul de așezare declarat și toleranțele de diametru este un prim pas practic. De asemenea, merită să citiți la nivel de câmp note operaționale la mașinile de eșuat pentru a înțelege ce ajustări ale mașinii sunt cel mai probabil să modifice lungimea de așezare în timpul unui ciclu de producție.

Întrebări frecvente despre standardele de eșuare a conductorilor

Ce includ exact standardele globale pentru torarea conductorilor?

Acestea includ rezistența maximă DC și suprafața minimă a secțiunii transversale drept două limite primare de acceptare. Acestea includ, de asemenea, cerințe de construcție: numărul de fire, diametrul firului, lungimea întinderii, raportul de întindere, direcția de întindere, clasa conductorului, calitatea materialului, starea suprafeței și nivelul de compactare pentru modele compacte.

Care este diferența dintre eșuarea de clasa 2 și clasa 5?

Clasa 2 utilizează mai puține fire, mai mari și este destinată instalațiilor fixe. Clasa 5 folosește multe fire fine și este destinată utilizării flexibile. Ca referință, un conductor din clasa 5 de 2,5 mm² necesită minim 50 de fire, în timp ce aceeași dimensiune nominală din clasa 2 necesită doar 7 fire. Clasa 5 primește, de asemenea, o toleranță maximă de rezistență DC mai mare conform IEC 60228.

De ce este importantă lungimea întinderii?

Lungimea întinderii afectează lungimea totală a conductorului, greutatea, rezistența DC și flexibilitatea. O întindere mai scurtă consumă mai multă sârmă pe metru și crește ușor rezistența; o întindere mai lungă este mai eficientă, dar poate reduce stabilitatea la îndoire și poate deschide sub stres. Ambele efecte sunt motivul pentru care standardele și desenele îl tratează ca pe o dimensiune controlată.

Ce standard ar trebui să specifice un cumpărător: IEC 60228 sau ASTM B8?

Utilizați IEC 60228 pentru majoritatea proiectelor internaționale, BS EN 60228 pentru contractele din Regatul Unit și UE, GB/T 3956 pentru achiziții legate de China și ASTM B8 pentru firele de construcție din America de Nord și conductorii de cupru de uz general. Dacă cablul va fi exportat, numiți un standard principal și enumerați celelalte ca referințe echivalente.

Compactarea unui conductor îi schimbă rezistența DC?

Compactarea reduce diametrul exterior cu aproximativ 3 până la 8 procente, menținând în același timp suprafața secțiunii transversale stabilă, astfel încât rezistența DC nu se modifică semnificativ dacă procesul este controlat corect. Riscul mai mare este că compactarea agresivă întărește firele și crește rezistența, motiv pentru care conductorii compacti trebuie să treacă în continuare același test de rezistență maximă ca și modelele necompacte.

Poate o mașină de răsucire să îndeplinească mai multe standarde internaționale în același timp?

Da, dacă mașina oferă lungime de întindere reglabilă, control precis al tensiunii și un sistem stabil de preluare. Standardele diferă în principal în funcție de clasă, număr de fire și valori de rezistență, care sunt stabilite mai degrabă de designul conductorului decât de mașină. Mașina trebuie să mențină geometria: tensiune constantă, raport corect de așezare și nicio deteriorare a firului în timpul ciclului de răsucire.

De la foaie standard la atelier: alegerea echipamentelor care păstrează toleranța

Un standard pe hârtie este la fel de bun ca și linia de producție care trebuie să-l țină. Cea mai frecventă defecțiune în instalațiile reale de cablu nu este un standard necunoscut; este o mașină care nu poate menține tensiunea stabilă pe o bobină plină sau un proces de răsucire care modifică lungimea de întindere dintre cap și dispozitiv de preluare. De aceea, selecția echipamentului contează la fel de mult ca și scrierea specificațiilor.

Pentru cablurile de alimentare cu instalație fixă, o mașină robustă cu o singură răsucire cu tragere externă și preluare de putere menține conductorul sub tensiune constantă pe parcursul întregului ciclu de răsucire. Pentru cablurile flexibile de date și auto, răsucirea fără torsiune împiedică miezul să se rotească în timp ce se formează perechi, ceea ce protejează geometria conductorului pe care o specifică IEC Clasa 5 și Clasa 6. Pentru cablurile de rețea, o mașină integrată cu trei pasuri îndepărtează etapele de retensionare care creează variații între operații.

Când vă așezați cu un furnizor pentru a revizui un nou design de cablu, țineți cont de întrebarea inițială a testului. Standardele globale pentru torarea conductorilor includ rezistența maximă de curent continuu și suprafața minimă a secțiunii transversale, dar răspunsul ingineresc complet trăiește în detalii: numărul firelor, lungimea întinderii, raportul de întindere, direcția de întindere, clasa conductorului, materialul, calitatea suprafeței și echipamentul de producție care le menține pe toate în toleranță. Solicitați rezistența măsurată la 20 °C, solicitați numărul firelor și lungimea de întindere pe raportul de testare și asigurați-vă că mașina de răsucire din fabrica dvs. este capabilă de aceeași precizie pe care o cere standardul.