В производстве проводов и кабелей концентрическая скрутка (регулярная скрутка) и пучковая скрутка представляют собой два процесса скрутки жил, значительно различающихся по структуре, характеристикам и сценариям применения.
1. Структурные различия: регулярность против свободы
Концентрическая скрутка (регулярная скрутка)
Многослойная структура: с центральным одиночным проводом в качестве сердечника, слои намотаны по спирали наружу, образуя концентрическую кольцевую структуру. Количество отдельных проволок в каждом слое фиксировано (обычно на 6 больше, чем во внутренних слоях), а соседние слои имеют противоположные направления скрутки (например, чередующиеся S-направление и Z-направление).
Контроль направления растяжения: крутящий момент балансируется за счет обратной скрутки, чтобы предотвратить общее скручивание кабеля. Например, если первый слой скручен в направлении S, второй слой должен быть скручен в направлении Z и так далее.
Типичные области применения: жилы силовых кабелей (например, медные/алюминиевые многожильные провода), кабели среднего напряжения, броня подводных кабелей и т. д.
Скрутка пучков
Неправильная структура: несколько одиночных проводов скручены одновременно в одном и том же направлении скрутки (например, все S-направление или все Z-направление). Положение отдельных проволок не фиксировано, а внешний слой имеет неправильную форму.
Однонаправленное скручивание: все одиночные провода скручены в одном направлении, без обратной балансировки.
Типичные области применения: гибкие кабели, требующие высокой гибкости, кабели для подключения мобильных устройств и т. д.
2. Сравнение производительности: стабильность и гибкость.
Концентрическая скрутка (регулярная скрутка)
Сильная механическая стабильность:
Баланс крутящего момента: соседние слои сплетены в противоположных направлениях, чтобы создать «эффект винтового зацепления», аналогичный зацеплению винтовых зубчатых колес, увеличивая межслоевое трение в 3-5 раз, эффективно противодействуя проскальзыванию между слоями во время изгиба.
Устойчивость к радиальному давлению: внешние одиночные проволоки встроены во впадины внутреннего слоя, образуя «самозатягивающуюся плотноупакованную» структуру с коэффициентом заполнения более 0,9 (по сравнению всего лишь с 0,75 для сонаправленной скрутки), способную выдерживать радиальное давление 10 МПа.
Превосходные электрические характеристики:
Гомогенизация электрического поля: внешние одиночные провода заполняют впадины внутреннего слоя, допуск на поверхность проводника контролируется в пределах ±0,1 мм (±0,3 мм для сонаправленной скрутки), что снижает локальную напряженность электрического поля на 27%.
Стабильность импеданса: отклонение угла спирали контролируется в пределах ±0,5°, что снижает колебания индуктивности до уровня менее 1% (5–8% для сонаправленной скрутки).
Многожильные кабели
Отличная гибкость:
Свободное проскальзывание между отдельными проволоками: большой допуск проскальзывания между отдельными проволоками во время изгиба, низкое сопротивление изгибу, подходит для сценариев частого перемещения.
Длительный усталостный срок службы при изгибе: в кабелях обратной скрутки не наблюдается межслойных растрескиваний после 1000 изгибов под углом ±90°, в то время как в кабелях с переплетенной скруткой происходит разрушение всего после 300 изгибов.
Более низкая механическая прочность:
Легкое разделение слоев: без силы обратной скрутки стальные полосы склонны к проскальзыванию или ослаблению армирующего слоя во время изгиба.
Слабая стойкость к радиальному давлению: низкий коэффициент наполнителя, высокий риск радиальной деформации.
3. Сценарии приложений: фиксированная установка и мобильные сценарии.
Концентрические многожильные кабели (обычная скрутка)
Кабели фиксированной установки: например, проводка в зданиях и подземные линии электропередачи, требующие долгосрочной устойчивости к радиальному давлению и механическим нагрузкам.
Кабели высокого напряжения: в кабелях из сшитого полиэтилена напряжением 110 кВ и выше используется обратная скрутка, что снижает частичный разряд с 5 пКл до менее 1 пКл, что соответствует строгим требованиям к изоляции.
Подводные кабели: армированы стальной проволокой/лентой обратной скрутки, чтобы противостоять давлению воды и океанским течениям.
Многожильные кабели: Кабели для мобильного оборудования: например, кабели для подключения манипуляторов роботов и кабели освещения сцены, требующие частых изгибов и гибкости.
Гибкие кабели и провода: в соответствии со стандартом GB/T 3956 в этом применении используются многожильные проводники типов 5 и 6, при этом тип 6 является более гибким, чем тип 5.
Временная проводка: например, кабели для подключения выставочного оборудования, требующие быстрой установки и демонтажа.
4. Принципы проектирования: баланс крутящего момента и оптимизация изгиба.
Концентрическая скрутка (регулярная скрутка)
Механизм подавления крутящего момента: контролируя угол спирали (θ₁=θ₂) и шаг (L₁=L₂) соседних слоев, величины крутящего момента равны, а направления противоположны, достигая общего коэффициента подавления крутящего момента более 90%.
Оптимизация электрического поля: внешние мононити встроены во впадины внутреннего слоя, устраняя «остроконечные выступы», снижая максимальную напряженность поверхностного электрического поля на 27%.
Скрутка
Оптимизированные характеристики изгиба: отдельные провода скручены в одном направлении, что обеспечивает свободное скольжение между проводами во время изгиба и приводит к низкому сопротивлению изгибу.
Соответствие прочности материала: во внешнем слое используется высокопрочная проволока из алюминиевого сплава, а во внутреннем слое — высокопрочная медная проволока. Максимальная разница напряжений при изгибе в обе стороны контролируется в пределах 10%.
Shenzhen Bendakang Cables Holding Co., Ltd. является ведущим производителем кабелей, специализирующимся на исследованиях и разработках, производстве и распространении электрических проводов, силовых кабелей низкого напряжения, силовых кабелей среднего напряжения и силовых кабелей сверхвысокого напряжения (500 кВ), а также кабелей связи. Мы приветствуем заказы и партнерские отношения от клиентов со всего мира.
