1, Основна дефиниция и изчислителна логика на радиуса на огъване
Радиусът на огъване на кабела се отнася до радиуса на дъгата, съответстващ на извитата форма на кабела, когато е в огънато състояние. Този параметър се определя от външния диаметър (D) на кабела и структурните характеристики, а формулата за изчисление е:
Минимален радиус на огъване=коефициент (N) x външен диаметър на кабела (D)
Стойността на коефициента N трябва да се определи цялостно въз основа на типа кабел, структурата на бронята и индустриалните стандарти. Например стойността на N на небронираните контролни кабели обикновено е 6, докато стойността на N на бронираните захранващи кабели може да достигне 12-20.
Вземайки за пример кабела с PUR обвивка, съчетан с определена марка M12 адаптер, неговият външен диаметър е 5,75 mm. Ако се използва стандартът за радиус на огъване за сценарии на фиксиран монтаж (N=5), минималният радиус на огъване е:
5,75 mm × 5=28.75 mm
Ако става дума за мобилна сцена (като стави на роботи), се изисква по-строг стандарт N=10 и минималният радиус на огъване трябва да достигне 57,5 mm.
2, Диференцирани изисквания на индустриалните стандарти
Съществуват значителни разлики в изискванията за радиуса на огъване на кабелите M12 в различните индустрии, които се основават на средата на приложение и характеристиките на натоварване на кабела
Област на индустриална автоматизация
Съгласно GB 50303-2015 „Кодекс за приемане на качеството на конструкцията на електротехниката в сгради“, радиусът на огъване на кабел M12 в точката на завъртане на кабелната скарата трябва да отговаря на следните изисквания:
Неброниран кабел: По-голям или равен на 6D
Брониран или екраниран кабел: По-голям или равен на 12D
Например в автомобилния заваръчен цех екранираният кабел (D=6mm), съчетан с определена марка адаптер M12, трябва да поддържа радиус на огъване, по-голям или равен на 72 mm в точката на завъртане на моста, за да се избегне повреда на изолацията, причинена от извиването на металния екраниращ слой.
Робот съвместно приложение
Съединенията на роботите изискват често движение и имат изключително високи изисквания за живот на кабела при огъване. Стандартът ISO 14738 постановява, че минималният радиус на огъване на кабелите M12 за роботи трябва да отговаря на следните изисквания:
Фиксирана инсталация: По-голяма или равна на 5D
Динамично движение: По-голямо или равно на 10D
След приемането на адаптера с T код M12 в заваръчната поточна линия на определена автомобилна компания, радиусът на огъване на свързващия кабел беше увеличен от 4D на 6D, намалявайки степента на повреда на оборудването със 75% и удължавайки живота на кабела три пъти.
Сцена с електрическо оборудване на открито
При сценарии на открито, като фотоволтаични инвертори и интелигентни улични светлини, кабелите M12 трябва да издържат на екстремни температури, вариращи от -40 градуса до +85 градуса. Съгласно стандарта IEC 60227, радиусът на огъване на такива кабели изисква допълнително разглеждане на коефициента на температурна компенсация:
Околна среда с ниска температура (-40 градуса): радиусът на огъване трябва да се увеличи с 20%
Среда с висока температура (+85 градуса): радиусът на огъване трябва да се увеличи с 15%
Според статистика от определена фотоволтаична електроцентрала, използването на радиус на огъване с температурна компенсация намалява времето на престой на инверторите поради прекъсване на връзката с 82%.
3, Типичен риск от недостатъчен радиус на огъване
Ако радиусът на огъване на кабела M12 е по-нисък от стандартното изискване, това може да причини следната верижна реакция:
Повреда на проводника
Проводникът на кабела е съставен от множество едножилни проводници, усукани заедно, и прекомерното огъване може да доведе до разхлабване и изпъкване на проводника, което пряко засяга работата на външния полупроводников слой и изолационния слой. Например, в система с променлива стъпка на вятърна енергия, поради недостатъчен радиус на огъване на кабела, издатината на проводника е пробила изолационния слой, причинявайки злополука с късо съединение, а разходите за поддръжка възлизат на 200 000 юана.
Разрушаване на изолацията
The insulation layer at the bend will produce microcracks due to tensile deformation, reducing the insulation resistance. Test data shows that when the bending radius decreases from 10D to 5D, the insulation resistance of a certain brand of M12 cable drops sharply from>1000M Ω· km до<500M Ω· km, significantly increasing the risk of leakage.
Повреда на металната екранировка
Кабелите за средно напрежение обикновено използват екранировка от медна лента и прекомерното огъване може да причини набръчкване или извиване на металната лента, което води до повреда на изолацията. Химическо предприятие не успя да изпълни изискването за радиус на огъване на 12D, което доведе до разкъсване на екраниращия слой от медна лента и до инцидент с експлозия на оборудване.
4, Практически предложения за избор и конструиране
Точно съответствие на параметрите на кабела
При избора е необходимо да се изяснят външният диаметър на кабела, структурата на бронята и сценарият на използване. Например кабелът с PUR обвивка (D=5.75mm), съчетан с определена марка адаптер M12, трябва да използва стандарт N=5 в сценарии за фиксирана инсталация, докато стандартът N=10 трябва да се използва в сценарии за мобилни устройства.
Резервна граница на безопасност
Ако пространството позволява, препоръчително е радиусът на огъване да бъде 1,2-1,5 пъти по-голям от стандартната стойност. Например, при разполагането на кабели M12 в интелигентна фабрика, радиусът на завъртане на кабелната скарата беше увеличен от 6D на 8D, което доведе до 40% увеличение на ефективността на окабеляването и 60% намаление на процента на повреда.
Засилване на контрола на строителния процес
По време на строителната фаза е необходимо да се използват професионални инструменти (като ролкови опори), за да се контролира радиусът на огъване и редовно да се проверява страничното налягане. Съгласно стандарта DL/T 5744, страничното налягане при завоите на кабела не трябва да надвишава 3kN/m, в противен случай трябва да се коригира радиусът на огъване или да се добавят буферни устройства.
