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三律螺旋电缆的研发设计

卢占海，陈伟文

（上海三律电气有限公司）

螺旋电缆材料选择

螺旋电缆可分为导线，绝缘层和护套层三部份。导线和绝缘层的功能主如果

传输电信号，别离选用镀银铜多股绞线和特殊高温材料。线缆的弹性和拉伸紧缩

力与护套层有关。比较两种常常利用护套材料。

1，聚酯弹性体的强度,柔软性,耐热老化性能优良,长期工作温度可达135摄

氏度，低温柔软性好，玩去模量随温度降低的变坏下，抗紫外辐照能力良好。

2，ETFE有较高的机械强度，长期工作温度可达200摄氏度，

可薄壁挤出，从而减轻电缆的尺寸和重量，抗紫外辐照性能极佳，

抗老化和耐原子氧能力优良。

对两种材料的护套进行了对比实验分析，发觉多次反复拉伸后

ETFE护套的弹性维持性能优于聚氨酯弹性体。另外若护套层材料

与绝缘层相同，则可同时定型优化工艺，因此选择ETFE为护套材

料。

螺旋电缆的结构设计

螺旋电缆采用螺旋状外形实验拉伸与紧缩运动，类比圆柱螺旋

弹簧对其进行定性分析，按照机械设计原理，圆柱螺旋弹簧载荷知

足关系

式中：P为螺旋负载，G为材料剪切弹性模量，d为线缆外径，

D为螺旋中经，为螺旋单圈型变量。螺旋电缆可与其类比。

当材料，螺旋内径已知时，线缆外径和单圈型变量是影响拉伸

紧缩力的主要因数，且线缆外径越小，螺旋圈数就越多（螺旋段长

度不变的条件下），单圈型变量就越小，故控制成品线缆外径是关

键。

为避免芯线错位破坏结构致使电缆不能回答，在知足载流量要

求条件下，财局减少芯线种类，多层规则排列的方式，有效控制电

缆外径，提供了其圆整性和结构的稳固性，内部结构如图所示

设计螺旋电缆外形时，按照电缆回答高度范围及电缆外径取

值，合理设计螺旋环圈数；多层绞合时末节距成缆，每层成缆后均

绕包F4薄膜，起分隔保护作用，使结构更稳固，采用绝缘层与护

套层材料同时定型的工艺手腕，增加电缆弹性，增强伸缩性能。

螺旋电缆设计外形如图2所示

按照利用需求，对螺旋电缆整束成缆状态的载荷进行设计计

算。取d=10mm，D=60mm，入=60mm，G=（经验数据），

计算可得螺旋电缆P=。在实际产品的常温性能测试中测得拉伸力

约为，紧缩力为，且电缆中导线均为各自持续，别离导通，彼此绝

缘，知足拉伸力合紧缩力要求。

当电缆的导线成束时，电流通过导线将产生较大温升，对导线

载流