電纜填充用松軟材料直徑測量方法的探討(tǎo)
    摘要：交聯聚乙烯絕緣電力電纜的不回整現(xiàn)象，往往是由于電纜填充料聚丙烯網狀纖
維并股軟繩的直徑測量誤差所造成的。
                 
                  由于該種材料蓬松、柔軟、無固定截面形狀，因此
不能(néng)采用常規的直徑測量方法。本文介紹一(yī)種新(xīn)的測量方法，在實際應用中收到良好(hǎo)(hǎo)的效
果。
    關(guān)鍵詞：交聯聚乙烯絕緣電纜；圓整度；填充繩；松軟材料；直徑的測量
1 前言
    多年來(lái)三芯交聯電纜的不圓整問題一(yī)直困擾着我們，也(yě)是電纜行業的一(yī)大難題。究其
原因是由于交聯電纜填充用聚丙烯網狀撕裂纖維并股軟綿（簡稱并股軟綿）的直徑無法控
制，目前行業内無切實可行的并股軟繩直徑測量方法，以至該材料規格混亂，無法滿足使
用要求。三芯交聯電纜是我廠主導産品，其外觀質量問題直接影響我廠的産品和企業形象，
及經濟效益。因此，解決并股軟繩的直徑測量問題勢在必行。通過長期的實踐、摸索、總
結，提出了(le)并股軟繩直徑測量的新(xīn)方法。把這(zhè)新(xīn)方法用于其他電纜填充用的聚丙烯繩及岩
棉繩的直徑測量，均收到較好(hǎo)(hǎo)的效果。
2  并股軟繩直徑測量方法現(xiàn)狀分(fēn)析
    三條直徑相同的線芯兩兩相切外，且分(fēn)别與外被層内切，并股軟綿占據線芯與護套間(jiān)
的空間(jiān)，形成曲邊扇形。顯然，在電纜結構設計中此曲邊扇形的面積不難計算(suàn)，而如(rú)何保
證并股軟綿在使用狀态下(xià)呈設計要求的截面是個(gè)大問題。并股軟綿由聚丙烯吹膜撕裂所成
的網狀纖維多股絞合而成，其外觀特征蓬松柔軟，橫截面形狀不規則，不同點的橫截面大
小不一(yī)緻。針對并股軟繩的這(zhè)些(xiē)特征和如(rú)何定義其“直徑"，又如(rú)何來(lái)測量呢(ne)？
    對此，現(xiàn)行行業采購(gòu)規範無規定，并股軟繩生(shēng)産廠及電纜廠也(yě)都沒有對其“直徑"給
出明确的定義。對其“直徑"的測量一(yī)般采用如(rú)下(xià)方法：（1）并股軟繩處于自然狀态下(xià)，
用遊标卡尺輕卡讀數，作(zuò)為(wèi)其“直徑"；（2）對并股軟繩施加軸向張力後，用遊标卡尺輕
卡讀數；（3）沿并股繩外層聚丙烯繩的旋向擰緊，用遊标卡尺輕卡讀數；（4）測量某長
度重量，按生(shēng)産廠提供的單位長度重量來(lái)推算(suàn)其“直徑"。
    方法1顯然不妥。方法2比方法1略有改進，但(dàn)不能(néng)保證其橫截面呈圓形，輕卡的概念無
法掌握，因此對其“直徑"無法控制。
    方法3，沿并股軟繩外層聚丙烯繩的旋向擰緊，其外觀呈明顯的麻花狀，各點高低(dī)起伏
差異較大，無法确定哪裏能(néng)代表其“直徑"。出現(xiàn)這(zhè)種現(xiàn)象是由于并股軟綿相鄰兩層的旋
向相反，沿外層擰緊，相鄰的内層就(jiù)會被旅松，自然會出現(xiàn)外層起包、凹陷的現(xiàn)象。
    方法4，在材料密度不變及開網情況相同的條件下(xià)，用此方法計算(suàn)“直徑"相對準确，
但(dàn)由于各廠家并股繩材料配方不盡相同，即添加劑的比例不同，其密度在一(yī)個(gè)較大的範圍
内變化(huà)，另開網情況不同，并股繩軟硬有一(yī)定差異，且其“直徑"究竟是什(shén)麽概念不清，
因此，生(shēng)産廠家提供的材料标準中規定，以單位長度重量來(lái)确定并股軟繩的直徑的方法的
允許偏差為(wèi)±25％。而我們所需的并股軟綿的“直徑"每種規格相差2mm，這(zhè)樣的公差是無
法區分(fēn)幾種相鄰規格的。另方面，若能(néng)消除以上(shàng)各種影響因素，這(zhè)種方法也(yě)很難用于并股
軟繩生(shēng)産中的“直徑"控制，因很難設想在生(shēng)産過程中頻繁地取其中間(jiān)的一(yī)段來(lái)稱其重量；
在使用中檢測，一(yī)是較麻煩，二是浪費太大，且無法對其“直徑’哇面控制。
3  新(xīn)的測量方法的提出
    基于以上(shàng)四種方法在實際使用中都不切實可行，因此要控制并股軟繩的“直徑"，解
決三芯交聯電纜不圓整的問題，必須走新(xīn)的路(lù)子(zǐ)，采用新(xīn)的并股軟綿直徑測量方法。
    并股軟繩使用多年，其“直徑"測量問題一(yī)直沒有解決，主要是因蓬松柔軟、橫截面
形狀不規則；常規使用的直徑測量工具是直尺、遊标卡尺等；常規的測量方法是直接在測
量工具上(shàng)讀數，三者無法有效地結合起來(lái)。
    并股軟繩在交聯電纜的橫截面中呈曲邊扇形，是受到周圍物體(tǐ)擠壓的結果。這(zhè)種擠壓
力的大小與并股軟綿自身(shēn)的“直徑"決定了(le)其使用狀态下(xià)呈曲邊扇形的橫截面的面積大小。
在正常的條件下(xià)擠壓力為(wèi)常量。若使用狀态相同，并股繩“直徑"合适，其橫截面的形狀
和面積就(jiù)可達到理(lǐ)想狀态，即實現(xiàn)電纜填充圓整的目的。
    并股軟繩的“直徑"不能(néng)直接測量，是否可設計一(yī)個(gè)模拟并股軟繩使用狀态的測量器(qì)
具，通過某種轉換從而間(jiān)接确定其“直徑"呢(ne)？由此産生(shēng)如(rú)下(xià)方法：制做一(yī)個(gè)橫截面呈凹
形的多屬楷體(tǐ)，上(shàng)置一(yī)塊與矩形槽兩豎邊始終垂直且可上(shàng)下(xià)移動的壓闆，壓闆上(shàng)施加一(yī)确
定的力P，在壓闆下(xià)沿槽向放(fàng)置并股軟繩，槽的豎邊有刻度标記，這(zhè)樣可根據該狀态下(xià)并股
繩所呈的矩形截面積計算(suàn)其呈圓形時(shí)的直徑。但(dàn)這(zhè)種方法的缺點一(yī)是工具制作(zuò)較麻煩，更
主要的是并股軟繩的直徑規格範圍大，由12～30mm。而測量器(qì)具主體(tǐ)上(shàng)的矩形槽一(yī)旦确定
就(jiù)不會改變，這(zhè)樣，制作(zuò)的測量工具若适合測大規格的就(jiù)不适用于小規格，反之一(yī)樣。
    通過反複摸索、試驗發現(xiàn)，并股軟繩雖在自然狀态下(xià)橫截面形狀不規則，但(dàn)在其受到
處在同一(yī)平面的連續的垂直且指向軸心的等壓力的作(zuò)用下(xià)，該橫截面的形狀趨于圓形。至
此，可以給井股軟繩的“直徑"以明确的定義——在并股軟繩受到處在同一(yī)平面的連續的
垂直且指向軸心的确定的等壓力的作(zuò)用下(xià)，該橫截面為(wèi)圓形（近似），此圓形的周長除以
圓周率為(wèi)并股軟繩在該處的直徑。明确了(le)這(zhè)一(yī)定義後，進而設計了(le)新(xīn)的測量工具及方法：
   （1）測量工具。zui小刻度為(wèi)1mm的鋼直尺一(yī)把，1000g矽碼～個(gè)，紅(hóng)棉牌尼龍吉他第1
弦一(yī)根，即直徑為(wèi)0.7mm尼龍繩一(yī)根。
    （2）測量方法及步驟
1）尼龍繩一(yī)端固定，另一(yī)端施加 100O g重的破碼，測量尼龍繩上(shàng)預先作(zuò)的标記A，B
    2）把并股軟繩需測直徑部分(fēn)水平放(fàng)置，使其處于自然松弛狀态，用尼龍繩沿并股軟
繩徑向環繞一(yī)周，使尼龍繩所在的平面與并股繩測量處的軸線垂直，然後按步驟1）施加
張力，并使尼龍繩兩端處于鉛垂狀态，測量A，B間(jiān)的距離L1。
    3）用Lo減去L1，即為(wèi)所測并股軟繩在該處的周長L，從而求得直徑D=L/r。這(zhè)樣就(jiù)可
通過一(yī)根尼龍繩、一(yī)個(gè)破碼與直尺的使用，完成常規測量不能(néng)完成的工作(zuò)。
4  實驗數據的驗證及處理(lǐ)
    方法确定了(le)，但(dàn)該方法的測量重複性及測量精度能(néng)否滿足需要呢(ne)？對此做了(le)大量的試
驗進行驗證。試驗在各種不同規格的并股軟繩上(shàng)進行。在約1m長的并股軟繩上(shàng)等間(jiān)隔測量
五點，各點作(zuò)好(hǎo)(hǎo)标記，記錄測量周長數據。為(wèi)了(le)驗證測量數據的重複性，對上(shàng)述各點進行
第二、第三次測量。反複分(fēn)析比較每個(gè)數據，并通過更換矽碼重量，尋找*效果，zui後
确定采用1000 g矽碼。通過試驗認為(wèi)，測量的重複性及精度完夠滿足使用要求。本測
量理(lǐ)論上(shàng)是在同一(yī)處進行三次測量，實際在測量過程中并股軟繩的内外層不斷地串動，不
可能(néng)在同一(yī)處進行三次重複測量。由于并股軟繩在某一(yī)相鄰各點的直徑不可能(néng)*相同，
測量本身(shēn)也(yě)存在一(yī)定的系統誤差，因此，同一(yī)處的測量結果不*重複。每個(gè)測點的值不
同也(yě)反映了(le)其本身(shēn)各處直徑的不均勻性，一(yī)般在一(yī)個(gè)不太大的範圍内變化(huà)。本着既簡化(huà)測
量工作(zuò)又能(néng)滿足需要的原則，通過多次試驗比較決定，測量在同一(yī)并股軟繩上(shàng)進行三次，
測點間(jiān)隔約30 cm，取其中間(jiān)值作(zuò)為(wèi)直徑的測量值。
5  實施效果
    1996年8月(yuè)(yuè)，發生(shēng)了(le)多起用戶投訴我廠交聯電纜不圓整事(shì)件，并對我廠交聯電纜質量
持懷疑态度，有的堅決要求退貨。為(wèi)*解決這(zhè)一(yī)問題試用了(le)上(shàng)述的并股軟繩直徑測量方
法（以下(xià)簡稱新(xīn)方法）。效果一(yī)下(xià)就(jiù)顯現(xiàn)出來(lái)，使三芯交聯電纜的外觀有了(le)*的改變。
用新(xīn)方法對庫内各廠家各規格的并股軟繩重新(xīn)篩選分(fēn)類。發現(xiàn)zui典型的事(shì)例是某廠家提供
的标稱直徑（mm）為(wèi)22規格的并股軟繩中，在僅剩餘的37件的實測直徑（mm）就(jiù)分(fēn)成16、
18、20、22、24、26六種規格，由此足以看到原并股軟繩規格的混亂。用于其他電纜填充
的聚丙烯繩及岩錦繩的直徑測量同樣存在以上(shàng)的問題，對兩者逐步實施新(xīn)方法，均收到良
好(hǎo)(hǎo)的效果。
6結論
    新(xīn)方法*擺脫了(le)常規的用于有固定截面形狀的材料的直徑測量方法的束縛，使并股
軟繩等蓬松、柔軟的填充材料的直徑概念從含混不清到*明确；直徑測量從原來(lái)不可操
作(zuò)的定性描述到*量化(huà)的可操作(zuò)。測量工具簡單，方法簡便。因此，很好(hǎo)(hǎo)地解決了(le)此類
材料規格混亂及用其填充的各種電纜的圓整度差的問題，尤其是三芯交聯電纜的圓整度問
題。解決了(le)本廠電纜外觀質量的大問題，使本廠收到了(le)較好(hǎo)(hǎo)的經濟效益。
    實踐證明，與現(xiàn)采用的各種對松軟、無固定截面形狀的電纜用填充料的直徑的測量方
法比較，本新(xīn)方法較簡便，行之有效。