核级预制通信线缆检验技术研究与应用

唐新磊，高玉斌，曹宗生，林 磊（北京广利核系统工程有限公司，北京 100094）

0 引言

目前行业内预制通信线缆检验过程中，一般依据标准GB/T 3048-2007《电线电缆电性能试验方法》[1]重点检验线缆电气性能，例如：绝缘耐压、导通性能、线阻等，但对机械性能验收，存在验证程度不足。为了解决这一问题，本文基于型式试验验证技术，参考标准DIN EN 50289-3-2-2002《通信电缆试验方法规范第3-2部分：机械试验方法》[2]、GB/T 7424.2-2008《光缆总规范第二部分：光缆基本试验方法》[3]相关要求开展机械性能验证研究。通过对预制线缆应力受力分析，制定出完善预制线缆检验技术，该项技术可适用于各类设计工艺预制线缆类的验收检验，具有较高的推广价值。

图1 线缆示意图Fig.1 Cable diagram

图2 抗拉试验原理图Fig.2 Schematic diagram of tensile test

1 现场铺设调研

现场一般参考标准RCC-E《核岛电气设备设计和建造规则》[4]和GB50168-2006《电缆线路施工及验收规范》[5]相关要求对施工现场的线缆进行铺设。铺设方式大多为桥架布线，过程较为复杂，操作过程中线缆难免会经历扭转、抻拉以及弯曲，容易对线缆造成破坏性影响。

实际工作中经常出现线缆铺设后的上电调试失败，原因在于线缆受外力影响导致屏蔽层以及线芯断开，使链路信号无法正常传输。因此，有必要对预制通信线缆机械性能检验技术开展研究，依托此项技术确保验收的线缆能满足工程项目现场使用需要，在恶劣的应用环境下，依然能保持其应有的功能性能要求。

2 预制线缆结构以及受力分析

预制通信线缆基本结构如图1所示。预制通信线缆一般由连接器、线缆护套、线缆构成。通过对线缆使用过程中的受力情况分析，主要集中在3个方面：

序号1：此位置需通过线缆工艺制作完成，连接器与线缆衔接部位易受扭转、弯曲、拉伸影响，此处可靠性的表现直接反映出预制线缆的工艺质量，因此需要开展较为完整的机械性能检验。

序号2：此位置为线缆主体部位，一般较为完整，不涉及第二次加工工艺，有原厂护套以及内部屏蔽层的加强保护，一般不易受扭转、弯曲力的影响，但考虑桥架布线时存在拖拽现象，因此需要针对此部位开展拉伸试验。

序号3：同序号1，对于预制通信线缆可以是同一种连接器，也可以是另一种连接器。但考虑为后期加工完成，不具有可靠的完整性，连接器与线缆衔接部位易受扭转、弯曲、拉伸影响，因此需要开展较为完整的机械性能检验。

3 机械性能检验

本文参考标准DIN EN 50289-3-2-2002《通信电缆试验方法规范第3-2部分：机械试验方法》、GB/T 7424.2-2008《光缆总规范第二部分光缆基本试验方法》相关要求，结合现场铺设施工过程中的扭转、拖拽、弯折等情况，同时结合对预制线缆相关部位的受力影响分析，制定以下预制线缆检验方案，可对预制通信线缆的工艺质量进行可靠性验收，满足验收要求的线缆可确保在恶劣的使用环境下，依然能保持其应有的功能性能指标。

3.1 拉伸试验

试验位置针对线缆主体以及连接器与线缆衔接位置，针对线缆主体开展检验时，可将试验量级提高至200N；若线缆主体有加强芯的防护，可将试验量级提高至300N，做短时拉伸。

a）依据相关标准，该测试项应抽取5～10根线缆开展试验。

b）首先，应在常态下，测量各个线缆的线阻，作为基准数据。

c）如图2所示，将线缆装在拉伸设备上，两端用夹持装置均匀紧固。

d）拉伸力应持续缓慢地增加到规定值，负荷速率10N/min，拉伸过程中应记录线阻的变化情况。

e）执行步骤d，分别在60N、80N、100N的拉力下，记录线缆的线阻值。

3.2 弯曲试验

试验位置针对线缆连接器与线缆衔接位置。

a）依据相关标准，该测试项应抽取5～10根线缆开展试验。

b）首先，应在常态下，测量各个线缆的线阻，作为基准数据。

c）如图3所示，连接器可靠紧固在摆动臂上，另一端垂直于水平面。

d）向左摆动角度为90°，测试并记录线缆各线阻值。

e）返回初始值。

f）向右摆动角度为90°，测试并记录线缆各线阻值。

g）返回初始值。

h）重复操作步骤d～步骤g，500次。

表1 验收结果Table 1 Acceptance results

图3 折弯试验原理图Fig.3 Schematic diagram of bending test

图4 扭转试验原理图Fig.4 Schematic diagram of torsion test

3.3 扭转试验

试验位置针对线缆连接器与线缆衔接位置。

a）依据相关标准，该测试项应抽取5～10根线缆开展试验。

b）首先应在常态下，测量各个线缆的线阻，作为基准数据。

c）如图4所示，调整设备将受试样本安装在扭转设备上。

d）顺时针旋转180°，测试并记录线缆各线阻值。

e）返回初始值。

f）逆时针旋转180°，测试并记录线缆各线阻值。

g）返回初始值。

h）重复操作步骤d～步骤g，500次。

4 应用

针对2019到货某品牌Micro-D型预制通信线缆，依据本文提出的机械性能检验技术开展验收工作，验收结果见表1。

针对以上验收结果，要求线缆制造商给出技术澄清，并重新优化线缆制造工艺，提高机械性能强度。后续对新工艺预制通信线缆同样开展了机械性能检验，验收结果均通过，线缆满足工程项目需求。预制通信线缆机械性能检验技术的研究，很好地为项目解决了预制通信线缆质量问题。

5 结论

本文提出的预制通信线缆检验技术，在原有电气性能检验技术的基础上，完善线缆机械性能检验。通过对预制线缆使用过程进行分析、研究，确定了多项机械性能试验，试验程度覆盖预制线缆整体结构以及实际使用需求。同时，结合后期的实际工程项目使用情况，该项技术获得了满意的质量评价。作为技术成果，完成了相关技术文件发布，对此项检验技术进行进一步学习和固化。另外，该项检验技术适用性较广泛，可适用于各类设计工艺预制线缆类的验收检验，具有较高的推广价值。