額定電壓450/750V及以下聚氯乙烯絕緣電纜電線和軟線連接用軟電線和軟電纜曲繞試驗檢測技術

曲繞試驗是評估額定電壓450/750V及以下聚氯乙烯（PVC）絕緣軟電纜和軟電線在頻繁彎曲使用條件下耐久性的關鍵檢測項目。該試驗通過模擬電纜在實際應用中的反復彎曲、扭轉等應力狀態，檢驗其絕緣和護套材料的抗開裂能力、導體結構的穩定性以及整體結構的耐疲勞性能，對于保障電器附件、移動式設備及各種便攜式工具用電線的安全與壽命至關重要。

1. 檢測項目與方法原理

曲繞試驗的核心是模擬電纜在使用中的機械應力。其主要檢測項目與方法原理如下：

• 1.1 單向曲繞試驗

  • 方法原理： 將一段規定長度的試樣電纜兩端固定于試驗裝置上，其中一端接入規定電流的負載（通常為額定電流），另一端連接到一個可移動的滑輪或滾輪上。試驗機驅動滑輪在一個平面內作往復運動，使試樣電纜在滑輪上以固定的彎曲半徑進行反復彎曲。經過預先規定次數的彎曲循環后，檢查試樣是否發生電流斷路（導體斷裂）或短路（絕緣破損導致線芯間導通）現象，并觀察絕緣和護套表面是否有可見裂紋。

  • 關鍵參數： 彎曲半徑（由滑輪直徑決定）、往復運動速度、負載電流、彎曲循環次數、試樣張力。

  • 評判標準： 在試驗過程中，監控回路應能檢測到因導體斷裂導致的電流中斷（斷路）或絕緣破損引起的線芯間短路。試驗結束后，試樣不應出現上述故障，且絕緣和護套無目力可見的龜裂。

• 1.2 扭轉曲繞試驗

  • 方法原理： 此方法適用于可能承受扭轉應力的軟電纜，如電鉆電纜。試樣電纜一端固定并接入負載，另一端連接到一個既能往復移動又能旋轉的機構。在往復運動的同時，電纜被施加一個定量的扭轉角度。這種“彎曲+扭轉”的復合運動更嚴酷地模擬了實際使用工況。

  • 關鍵參數： 彎曲半徑、往復行程、扭轉角度、運動速度、負載電流、循環次數。

  • 評判標準： 與單向曲繞試驗類似，主要考察在復合應力下是否發生導體斷路、絕緣短路或護套開裂。

• 1.3 低溫曲繞試驗

  • 方法原理： 這是單向或扭轉曲繞試驗的衍生項目，用于評估電纜在低溫環境下的柔韌性。試樣首先被置于規定的低溫環境（如-15°C ± 2°C）中達到溫度穩定，然后在低溫箱內或取出后迅速在標準曲繞試驗機上進行規定次數的彎曲試驗。

  • 關鍵參數： 低溫溫度、低溫處理時間、彎曲參數同上。

  • 評判標準： 試驗后，聚氯乙烯絕緣和護套不應有任何可見裂紋。

2. 檢測范圍與應用需求

不同應用領域的軟電纜和軟電線對曲繞性能的要求各異，檢測需求因此不同：

• 家用電器和類似用途電源軟線： 如連接吸塵器、攪拌機、電熨斗的軟線。需進行高次數的單向曲繞試驗（如數萬次），以驗證其在家居環境中長期移動使用的可靠性。

• 工業用移動式設備電纜： 如電焊機電纜、起重機用電纜、建筑工地用臨時電源線。這些電纜常需進行扭轉曲繞試驗，且彎曲半徑、負載電流和循環次數的要求更為苛刻，以應對惡劣的工業環境。

• 信息技術設備連接線： 如計算機、打印機等設備的電源軟線。其曲繞試驗次數和負載相對較低，但仍是確保日常插拔和移動安全的基礎測試。

• 特殊環境用電纜： 用于寒冷地區的電纜必須進行低溫曲繞試驗，確保其在低溫環境下移動使用時，PVC材料不會因脆化而開裂。

3. 檢測標準與規范

國內外標準對曲繞試驗均有詳細規定，是檢測操作的依據。

• 標準：

  • IEC 60227（聚氯乙烯絕緣電纜） 和 IEC 60245（橡膠絕緣電纜） 系列標準中，對軟電纜的曲繞試驗要求通常在相應的分規范中明確，試驗方法主要參照 IEC 60811-5-1（電纜絕緣和護套材料通用試驗方法 - 第5-1部分：專用試驗 - 曲繞試驗）。

  • IEC 60335-1（家用和類似用途電器的安全 第1部分：通用要求）的附錄T中，也規定了電源軟線的曲繞試驗方法。

• 中國標準（GB）：

  • GB/T 5023（額定電壓450/750V及以下聚氯乙烯絕緣電纜）系列標準是直接對應的產品標準。其中對于軟電纜（如代號為RVV、RVVP等）的曲繞試驗要求，引用了 GB/T 2951.5（電纜和光纜絕緣和護套材料通用試驗方法 第5部分：專用試驗方法）中的曲繞試驗章節。GB/T 2951.5與IEC 60811-5-1等效。

  • GB/T 5013（額定電壓450/750V及以下橡皮絕緣電纜）系列標準對橡膠軟電纜的曲繞試驗有相應規定。

• 關鍵試驗參數示例（參考GB/T 5023.5及GB/T 2951.5）：

  • 試樣長度： 約1米（具體取決于裝置）。

  • 滑輪直徑： 根據電纜外徑確定，例如，對于輕型聚氯乙烯護套軟線，可能為60mm或80mm。

  • 負載電流： 等于電纜的額定電流。

  • 彎曲速率： 約0.33 m/s的線速度。

  • 循環次數： 通常要求15000次、20000次或30000次，具體取決于電纜類型和標準規定。一次循環通常指一個往復行程。

4. 檢測儀器與設備功能

曲繞試驗機是執行該檢測的核心設備，其主要組成部分和功能包括：

• 機械驅動系統： 由電機、減速器和曲柄連桿機構或伺服系統構成，用于驅動滑輪或移動小車作精確、穩定的往復直線運動。系統應能平滑調節移動速度和行程。

• 滑輪或滾輪組： 由優質金屬材料制成，表面光滑，具有規定的標準直徑，以確保試樣以恒定的彎曲半徑進行彎曲。部分設備配備不同直徑的滑輪以適應不同標準要求。

• 試樣夾持與電氣負載系統：

  • 固定端夾具： 牢固夾持試樣一端，并內置電氣連接點，用于接入負載電流。

  • 移動端夾具/滑輪連接點： 連接試樣另一端，并確保在移動過程中電氣連接的連續性和可靠性。

  • 電氣負載單元： 通常是一個可調恒流源，能夠提供標準規定的直流或交流試驗電流。該單元需穩定、精確。

• 監控與保護系統：

  • 斷路/短路監測單元： 實時監測通過試樣的電流狀態。一旦檢測到因導體斷裂造成的電流中斷（斷路）或因絕緣破損導致線芯間短路，立即停止試驗并記錄當前循環次數。

  • 計數器： 準確記錄已完成的彎曲循環次數。

  • 急停裝置： 用于在異常情況下手動緊急停止設備。

• 低溫試驗箱（可選）： 用于低溫曲繞試驗，能夠將試樣冷卻并維持在標準規定的低溫環境，并可集成或在取出后快速將試樣安裝到曲繞機上進行試驗。

一套完整的曲繞試驗設備應具備運行平穩、參數控制精確、監控靈敏可靠的特點，以確保試驗結果的準確性和重復性，為評價軟電纜和軟電線的機械耐久性提供科學依據。