额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆电线和软线连接用软电线和软电缆曲绕试验检测

额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆电线和软线连接用软电线和软电缆曲绕试验检测技术

曲绕试验是评估额定电压450/750V及以下聚氯乙烯（PVC）绝缘软电缆和软电线在频繁弯曲使用条件下耐久性的关键检测项目。该试验通过模拟电缆在实际应用中的反复弯曲、扭转等应力状态，检验其绝缘和护套材料的抗开裂能力、导体结构的稳定性以及整体结构的耐疲劳性能，对于保障电器附件、移动式设备及各种便携式工具用电线的安全与寿命至关重要。

1. 检测项目与方法原理

曲绕试验的核心是模拟电缆在使用中的机械应力。其主要检测项目与方法原理如下：

• 1.1 单向曲绕试验

  • 方法原理： 将一段规定长度的试样电缆两端固定于试验装置上，其中一端接入规定电流的负载（通常为额定电流），另一端连接到一个可移动的滑轮或滚轮上。试验机驱动滑轮在一个平面内作往复运动，使试样电缆在滑轮上以固定的弯曲半径进行反复弯曲。经过预先规定次数的弯曲循环后，检查试样是否发生电流断路（导体断裂）或短路（绝缘破损导致线芯间导通）现象，并观察绝缘和护套表面是否有可见裂纹。

  • 关键参数： 弯曲半径（由滑轮直径决定）、往复运动速度、负载电流、弯曲循环次数、试样张力。

  • 评判标准： 在试验过程中，监控回路应能检测到因导体断裂导致的电流中断（断路）或绝缘破损引起的线芯间短路。试验结束后，试样不应出现上述故障，且绝缘和护套无目力可见的龟裂。

• 1.2 扭转曲绕试验

  • 方法原理： 此方法适用于可能承受扭转应力的软电缆，如电钻电缆。试样电缆一端固定并接入负载，另一端连接到一个既能往复移动又能旋转的机构。在往复运动的同时，电缆被施加一个定量的扭转角度。这种“弯曲+扭转”的复合运动更严酷地模拟了实际使用工况。

  • 关键参数： 弯曲半径、往复行程、扭转角度、运动速度、负载电流、循环次数。

  • 评判标准： 与单向曲绕试验类似，主要考察在复合应力下是否发生导体断路、绝缘短路或护套开裂。

• 1.3 低温曲绕试验

  • 方法原理： 这是单向或扭转曲绕试验的衍生项目，用于评估电缆在低温环境下的柔韧性。试样首先被置于规定的低温环境（如-15°C ± 2°C）中达到温度稳定，然后在低温箱内或取出后迅速在标准曲绕试验机上进行规定次数的弯曲试验。

  • 关键参数： 低温温度、低温处理时间、弯曲参数同上。

  • 评判标准： 试验后，聚氯乙烯绝缘和护套不应有任何可见裂纹。

2. 检测范围与应用需求

不同应用领域的软电缆和软电线对曲绕性能的要求各异，检测需求因此不同：

• 家用电器和类似用途电源软线： 如连接吸尘器、搅拌机、电熨斗的软线。需进行高次数的单向曲绕试验（如数万次），以验证其在家居环境中长期移动使用的可靠性。

• 工业用移动式设备电缆： 如电焊机电缆、起重机用电缆、建筑工地用临时电源线。这些电缆常需进行扭转曲绕试验，且弯曲半径、负载电流和循环次数的要求更为苛刻，以应对恶劣的工业环境。

• 信息技术设备连接线： 如计算机、打印机等设备的电源软线。其曲绕试验次数和负载相对较低，但仍是确保日常插拔和移动安全的基础测试。

• 特殊环境用电缆： 用于寒冷地区的电缆必须进行低温曲绕试验，确保其在低温环境下移动使用时，PVC材料不会因脆化而开裂。

3. 检测标准与规范

国内外标准对曲绕试验均有详细规定，是检测操作的依据。

• 标准：

  • IEC 60227（聚氯乙烯绝缘电缆） 和 IEC 60245（橡胶绝缘电缆） 系列标准中，对软电缆的曲绕试验要求通常在相应的分规范中明确，试验方法主要参照 IEC 60811-5-1（电缆绝缘和护套材料通用试验方法 - 第5-1部分：专用试验 - 曲绕试验）。

  • IEC 60335-1（家用和类似用途电器的安全 第1部分：通用要求）的附录T中，也规定了电源软线的曲绕试验方法。

• 中国标准（GB）：

  • GB/T 5023（额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆）系列标准是直接对应的产品标准。其中对于软电缆（如代号为RVV、RVVP等）的曲绕试验要求，引用了 GB/T 2951.5（电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法 第5部分：专用试验方法）中的曲绕试验章节。GB/T 2951.5与IEC 60811-5-1等效。

  • GB/T 5013（额定电压450/750V及以下橡皮绝缘电缆）系列标准对橡胶软电缆的曲绕试验有相应规定。

• 关键试验参数示例（参考GB/T 5023.5及GB/T 2951.5）：

  • 试样长度： 约1米（具体取决于装置）。

  • 滑轮直径： 根据电缆外径确定，例如，对于轻型聚氯乙烯护套软线，可能为60mm或80mm。

  • 负载电流： 等于电缆的额定电流。

  • 弯曲速率： 约0.33 m/s的线速度。

  • 循环次数： 通常要求15000次、20000次或30000次，具体取决于电缆类型和标准规定。一次循环通常指一个往复行程。

4. 检测仪器与设备功能

曲绕试验机是执行该检测的核心设备，其主要组成部分和功能包括：

• 机械驱动系统： 由电机、减速器和曲柄连杆机构或伺服系统构成，用于驱动滑轮或移动小车作精确、稳定的往复直线运动。系统应能平滑调节移动速度和行程。

• 滑轮或滚轮组： 由优质金属材料制成，表面光滑，具有规定的标准直径，以确保试样以恒定的弯曲半径进行弯曲。部分设备配备不同直径的滑轮以适应不同标准要求。

• 试样夹持与电气负载系统：

  • 固定端夹具： 牢固夹持试样一端，并内置电气连接点，用于接入负载电流。

  • 移动端夹具/滑轮连接点： 连接试样另一端，并确保在移动过程中电气连接的连续性和可靠性。

  • 电气负载单元： 通常是一个可调恒流源，能够提供标准规定的直流或交流试验电流。该单元需稳定、精确。

• 监控与保护系统：

  • 断路/短路监测单元： 实时监测通过试样的电流状态。一旦检测到因导体断裂造成的电流中断（断路）或因绝缘破损导致线芯间短路，立即停止试验并记录当前循环次数。

  • 计数器： 准确记录已完成的弯曲循环次数。

  • 急停装置： 用于在异常情况下手动紧急停止设备。

• 低温试验箱（可选）： 用于低温曲绕试验，能够将试样冷却并维持在标准规定的低温环境，并可集成或在取出后快速将试样安装到曲绕机上进行试验。

一套完整的曲绕试验设备应具备运行平稳、参数控制精确、监控灵敏可靠的特点，以确保试验结果的准确性和重复性，为评价软电缆和软电线的机械耐久性提供科学依据。