Resumo: A seleção de estruturas de cabos e parâmetros de processo de cabeamento razoáveis pode ajudar a melhorar o desempenho dos cabos e reduzir os custos de produção. Este artigo descreve principalmente problemas e soluções comuns no processo de cabeamento de condutores miliken de cabos de alta tensão e cabos de média tensão.
1. Direção de torção do cabeamento
A direção de torção do cabeamento pode ser dividida nas direções S e Z. O método de diferenciação é o mesmo dos núcleos de fio trançado. Depois que o núcleo do fio isolado for cabeado, coloque-o horizontalmente e olhe para frente. Se for torcido para a esquerda, é S, e se for torcido para a direita, é Z, o cabeamento da camada mais externa do cabo deve ser Z. Durante o processo de produção, voltado para a extremidade frontal do cabomáquina de torcerou máquina de cabeamento, a gaiola de torção gira no sentido horário e a direção do núcleo do fio torcido é Z, e a direção reversa é S. Para determinar a direção de torção do núcleo do fio torcido, você pode usar as mãos para comparar. O polegar deve estar ao longo do eixo do núcleo do cabo e os outros quatro dedos devem estar na mesma direção do fio torcido. Se for igual à mão esquerda, é S, e se for igual à mão direita, é Z. Conforme mostrado na Figura (1).
Figura (1) Determinação da direção de torção
2. Passo do cabeamento e fator de passo
Durante o processo de cabeamento, cada núcleo de fio isolado do cabo apresenta movimentos lineares e rotacionais. Quando o núcleo do fio isolado gira uma vez, a distância que o núcleo do fio isolado avança ao longo da direção axial é chamada de passo do cabo. Na prática de produção, o passo do cabo é geralmente expresso em termos de múltiplos de passo. O chamado múltiplo de passo é a relação entre o comprimento do passo e o diâmetro do cabo. Expressado como:
m=L/D
Na fórmula, m —— fator de passo do cabo; L —— passo do cabo; D —— diâmetro do cabo.
Os fatores de pitch são diferentes para produtos diferentes. Cabos que geralmente exigem maior flexibilidade exigem fatores de passo menores. Por exemplo, para cabos de perfuração elétrica em cabos de mineração, o padrão UZ estipula que não deve ser superior a 5 vezes, o padrão UC e o padrão UCP estipulam que não deve ser superior a 10 vezes, e os padrões U e UP estipulam que não deve ser superior a 12 a 14 vezes, para que estes cabos tenham melhores propriedades de flexão.
A seleção do comprimento do passo do cabo é diferente para diferentes núcleos isolados do cabo. O tamanho do passo do cabo afeta diretamente a deformação do núcleo isolado e a flexibilidade do cabo. Quanto maior for o passo do cabo, maior será a deformação do núcleo de isolamento do cabo durante a flexão e pior será a flexibilidade do cabo.
Normalmente, o passo do cabeamento do núcleo do fio isolado é selecionado com base em fatores como as condições de uso do cabo, a suavidade do núcleo do fio e a estabilidade do cabo após o cabeamento. Selecione o passo apropriado do cabo para garantir que o cabo tenha boa estabilidade estrutural e capacidade de flexão, reduza deformações e rugas e tenha maior produtividade. Para núcleos de fios isolados circulares, são usados cabos flutuantes e passos menores. Geralmente, a relação de passo é de 25 a 40, enquanto os núcleos dos fios isolados em forma de leque são fixos e cabeados. Para reduzir a deformação e o deslocamento da tira, são utilizadas proporções de passo maiores. A relação de afinação está geralmente entre 40 e 80. As afinações comumente usadas são mostradas na Tabela (1).
Tabela (1) Proporção de passo de cabo de núcleos de fio isolados em papel
Na seleção específica, geralmente quanto maior a seção transversal do núcleo trançado, menor será a relação de passo do cabo. Cabos com seções transversais menores geralmente têm uma proporção de passo de 70 a 80, enquanto cabos com seções transversais maiores geralmente têm uma proporção de passo de 60 a 70. Porque quando um cabo de seção transversal grande é transformado em um cabo, se o passo for demasiado grande, a flexibilidade tornar-se-á fraca e instável. Quando o núcleo do fio isolado extrudado é formado em um cabo, o núcleo do fio isolado é relativamente rígido e gera grande tensão interna. Para garantir sua estabilidade estrutural e evitar a formação de serpentinas após a formação do cabo, deve-se selecionar um passo menor, conforme tabela (2).
Tabela (2) Razão de passo de cabo de núcleos de fio isolados extrudados
O passo do cabo de controle é pequeno e o fator de passo do cabo é geralmente de 18 a 20 para a camada externa e ligeiramente maior para a camada interna.
3. Torção do tom e da taxa
Como o núcleo do fio isolado se move em linha reta e torce durante o processo de cabeamento do cabo, o comprimento do cabo não é igual ao comprimento real do núcleo do fio isolado. Dentro de um passo do cabo, a relação entre o comprimento real l do núcleo isolado e o comprimento do passo L é chamada de coeficiente de torção K, ou seja, K=l/L.
No uso real, existe também o conceito de taxa de torção, ou seja, a relação entre o comprimento real do núcleo isolado menos o comprimento do passo dentro de um passo do cabo e o comprimento do passo do cabo é chamada de taxa de torção. Isso ocorre porque, assim como quando o núcleo condutor é torcido, quando o núcleo isolado gira em um passo ao longo da espiral durante a formação do cabo, seu comprimento real é maior que o comprimento do passo, portanto esse comprimento aumentado é calculado como o comprimento do passo do cabo. A relação é chamada de taxa de torção do cabo, geralmente expressa em porcentagem, conforme mostrado na Figura (2).
Figura (2) Diagrama de expansão de uma espiral primitiva
L é o passo do cabo, D é o diâmetro do cabo e l é o comprimento real do núcleo isolado dentro de um passo. Então a taxa de guincho pode ser expressa pela seguinte fórmula:
Na fórmula, m —— fator de passo do cabo;
Portanto, a taxa de torção λ pode ser escrita como:
Pode-se observar que a taxa de torção é determinada pelo fator de passo. Quanto menor o fator de passo, maior a taxa de torção. O aumento na taxa de torção aumenta a resistência dos fios cabeados e aumenta correspondentemente o consumo de materiais condutores e outros materiais isolantes por unidade de comprimento do cabo.