港口机械卷盘高压电缆使用质量问题

    目前，主要有岸桥、轨道吊、轮胎吊、装卸船机、斗轮堆取料机等港口设备需要使用卷盘高压电缆，这些高压电缆随着起重机移动而不断重复往返的收放动作，承受着来自卷盘、电缆自重以及电缆槽的拉力、扭力以及摩擦力等外力。经过调研，该类型电缆在使用过程中非常容易出现电缆扭曲、鼓包等质量问题，影响港口正常运行。

1.1　引起电缆扭曲、鼓包的原因分析

1.2.1　电缆设计、制造过程中的原因

经过解剖分析国产与进口电缆的区别，并结合公司多年来在移动电缆领域的经验，发现引起电缆扭曲、鼓包的原因与电缆设计、制造过程紧密相关。

线芯张力不均匀。当电缆承受拉力时，通常是形变小的动力线导体首先受力，当电缆承受的拉力大于动力线导体的拉断力时，三相动力线其中一相会最先发生断裂，从而引起3根动力线受力不均导致电缆发生扭曲。而在生产制造过程中如果不能有效保证3根动力线成缆时张力一致，电缆更容易损坏。

电缆不够柔软。当电缆过硬时，在反复弯曲过程中电缆会承受更大的张力，同时弯曲过程中弯曲半径外侧的动力线导体容易受损。

护套对缆芯的包裹力。很多国产电缆喜欢在电缆里面放置填充条，以提高电缆表观圆整度并降低生产成本，但这样会导致护套胶不能渗入缆芯缝隙，从而不能与缆芯紧密结合，降低护套对缆芯的包裹力。

内外护套之间纤维编织加强及其黏合力。很多国产电缆模仿进口电缆做成双层护套，并在内外护套之间增加抗扭纤维编织加强层，但在生产过程中并不能做到内外护套之间具有足够大的黏合力，从而导致内外护套之间容易分层鼓包。

2.2.2　电缆安装过程中的原因

目前的状况是电缆生产厂家、港口设备厂家以及港口并没有对电缆的使用做有效沟通，对于产生的质量问题也不够重视，往往相互推诿，导致制造者与使用者之间并不十分了解电缆、设备及运行环境的特性，从而不能有针对性地解决问题。

常见的问题主要有：电缆外径与卷盘开档不匹配，开档过小导致电缆受力增大，开档过大又会引起电缆在卷盘内排列不规整，电缆之间、电缆与卷盘之间产生过多摩擦，引起电缆扭曲；电缆装盘时反向缠绕，导致电缆产生不必要的弯曲、扭转和摩擦，不利于电缆内应力的释放，往往电缆还没开始使用就已经产生永久性的损伤。电缆装盘过程中反向缠绕见图2。

3.2.3　电缆使用过程中的原因

当港口机械设备到港口之后，港口使用人员对电缆性能不了解，对电缆的使用和维护不当，在设备调试过程中并未对电缆卷盘、导缆架以及电缆槽是否在同一平面内引起足够重视，导致电缆在使用过程中承受横向翻转力而产生扭曲。

卷盘张力通常采用磁制的方式，当卷盘满盘时，力臂较大，导致电缆收放张力不够，容易引起松缆，而当接近空盘时，力臂很小，导致卷盘收放张力超过电缆承受拉力的极限，引起电缆损坏。

卷盘刚度不够，往往在调试时卷盘开档与电缆外径相匹配，但是一段时间后由于卷盘刚度不够，开档会逐渐变大，引起电缆产生扭曲。

2.3　解决方案

4.3.1　电缆设计、制造过程中的注意事项

电缆制造企业应该加大研发投入，提高电缆设计、制造水平，同时深入了解电缆在港口使用过程中的受力、环境因素影响，加强创新，才能真正意义上生产出高端电缆产品。

针对电缆使用过程中的受力问题，设计时应在电缆中心增加抗拉加强件，该加强件应具有足够大的拉断力，根据卷盘张力要求而定，通常设置为5 000~10 000 N，从而减小电缆使用过程中对动力线导体的拉力。

在将动力线绞合成缆时，所有动力线、地线、光纤的张力应均匀一致，从而确保电缆在使用过程中所有线芯均匀受力。成缆节径比推荐不超过8倍，从而保证电缆具有良好的柔性。同时缆芯缝隙不应额外增加填充，确保护套完全渗入缆芯缝隙，从而与缆芯紧密结合，持久包裹缆芯。

内外护套之间应具有足够的黏合力，使得内护套、编织抗扭加强层与外护套合为一体，即使有较大的作用力作用在外护套表面，也不会引起内外护套分层从而引起电缆鼓包。