電纜彎曲半徑是什么意思
對于經(jīng)常接觸到電纜的人,我們經(jīng)常在電纜的詳細介紹里看到電纜的彎曲半徑和最小彎曲半徑是多少,尤其是機器人電纜、拖鏈電纜、卷筒電纜等需要彎曲使用的特種電纜,那么電纜的彎曲半徑到底是什么?
一、什么是彎曲半徑
在微分幾何(運用微積分的理論研究空間的幾何性質(zhì)的數(shù)學分支學科)中,彎曲半徑又稱曲率半徑(radiusofcurvature)。曲率的倒數(shù)即是曲率半徑,即R=1/K。平面曲線的曲率是針對曲線上某個點的切線方向角對弧長的轉(zhuǎn)動率,通過微分來定義,表明曲線偏離直線的程度。平面曲線的曲率半徑等于最接近該點處曲線的圓弧的半徑。(是“該點”的曲率半徑,其他點有其他的曲率半徑。也可以這樣理解:就是把那一段曲線盡可能地微分,直到最后近似為一個圓弧,此圓弧所對應的半徑即為曲線上該點的曲率半徑。)對于表面,曲率半徑是最適合正常截面或其組合的圓的半徑。
曲率半徑主要是用來描述曲線上某處曲線彎曲變化的程度,特殊的如:圓上各個點的彎曲程度都是一樣的故曲率半徑就是該圓的半徑;直線不彎曲,和直線在該點相切的圓的半徑可以任意大,所以曲率是0,故直線沒有曲率半徑,或記曲率半徑為圖片。曲率半徑越小,彎曲程度越大。
二、電纜彎曲半徑(bendingradiusofcable)
電纜在制造運輸和安裝施工中,總要受到彎曲。在制造運輸環(huán)節(jié),電纜要彎曲纏繞裝盤。在安裝施工階段,彎曲大體可分為兩類:
1、通道影響下被動彎曲,主要分布在通道的水平轉(zhuǎn)彎處、落差轉(zhuǎn)彎處、不同通道對接處、電纜爬桿或引入盤柜的彎曲處等;
2、熱機械力要求的主動彎曲,包括蛇形敷設、接頭兩端設置的電纜垂直或水平“回彎”、橋梁兩側(cè)的伸縮弧等。
交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜在制造過程中滯留在絕緣內(nèi)部的熱應力會引起絕緣回縮,導致絕緣回縮釋放熱應力而產(chǎn)生的機械力,以及電纜線路在運行狀態(tài)下因負載變動引起或環(huán)境溫差變化引起導體熱脹冷縮而產(chǎn)生的電纜內(nèi)部機械力,統(tǒng)稱為熱機械力,工程上把彎曲的電纜近似看做一段圓弧,圓弧所在圓的半徑即為此彎曲狀態(tài)下的電纜彎曲半徑。
因此,《國家電網(wǎng)公司配電網(wǎng)工程初步設計內(nèi)容深度規(guī)定第2部分配網(wǎng)電纜線路部分》(Q/GDW1784.2-2017)將電纜彎曲半徑定義為:電纜彎曲部分,電纜中心線上圓周至圓心的距離。
三、電纜最小彎曲半徑
彎曲時,電纜外側(cè)被拉伸,內(nèi)側(cè)被擠壓。顯而易見,由于電纜材料和結構特性的原因,電纜承受彎曲有一定的限度,過度的彎曲,將造成絕緣層和護套的損傷,甚至使該段電纜完全破壞。工程上近似曲線的線纜受材料本身的限制都有一個最小的曲率半徑,即最小的彎曲半徑。所以電纜彎曲時,主要關注彎曲程度是否小于電纜最小允許彎曲半徑。國標中,根據(jù)電纜絕緣材料和護層結構不同,規(guī)定了以電纜外徑的倍數(shù)作為最小彎曲半徑,具體規(guī)定詳見《電纜彎曲半徑的規(guī)定及電纜最小彎曲半徑》。
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Q
為什么號稱幾百萬次的拖鏈電纜幾天就斷線了?
A拖鏈電纜所謂的幾百萬次的拖鏈彎曲次數(shù),是在特定實驗條件下得出的,并非在所有設備上都會有幾百萬次的拖鏈彎曲次數(shù)。當設備環(huán)境優(yōu)于實驗環(huán)境時,電纜的拖鏈彎曲次數(shù)就高;反之,當設備環(huán)境較為惡劣時,可能導致電纜的拖鏈彎曲次數(shù)極速下降。
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Q
采用0.08mm銅絲的拖鏈電纜的耐彎曲壽命能達到1000萬次?
A這個說法存在明顯的問題。拖鏈電纜的耐彎曲壽命的每一次代表著拖鏈電纜的一個運動過程,它包含著電纜的彎曲半徑、行程、速度及環(huán)境,也就是說拖鏈電纜的耐彎曲次數(shù)中的每一次存在多種情況。采用0.08mm銅絲的拖鏈電纜的耐彎曲壽命能達到1000萬次,這個說法以偏概全。
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