1, définition de base et logique de calcul du rayon de courbure
Le rayon de courbure d'un câble fait référence au rayon de l'arc correspondant à la forme incurvée du câble lorsqu'il est dans un état plié. Ce paramètre est déterminé par le diamètre extérieur (D) du câble et les caractéristiques structurelles, et la formule de calcul est :
Rayon de courbure minimum=coefficient (N) x diamètre extérieur du câble (D)
La valeur du coefficient N doit être déterminée de manière exhaustive en fonction du type de câble, de la structure du blindage et des normes industrielles. Par exemple, la valeur N des câbles de commande non armés est généralement de 6, tandis que la valeur N des câbles d'alimentation armés peut atteindre 12-20.
En prenant comme exemple le câble gainé PUR associé à un adaptateur M12 d'une certaine marque, son diamètre extérieur est de 5,75 mm. Si la norme de rayon de courbure pour les scénarios d'installation fixes (N=5) est utilisée, le rayon de courbure minimum est :
5,75 mm × 5=28.75 mm
S'il s'agit d'une scène mobile (telle que des articulations de robot), une norme N=10 plus stricte est requise et le rayon de courbure minimum doit atteindre 57,5 mm.
2, exigences différenciées des normes industrielles
Il existe des différences significatives dans les exigences relatives au rayon de courbure des câbles M12 dans différentes industries, qui sont basées sur l'environnement d'application et les caractéristiques de charge du câble.
Domaine de l'automatisation industrielle
Selon GB 50303-2015 « Code for Acceptation of Construction Quality of Electrical Engineering in Buildings », le rayon de courbure du câble M12 au point de retournement du chemin de câbles doit répondre aux exigences suivantes :
Câble non armé : Supérieur ou égal à 6D
Câble armé ou blindé : Supérieur ou égal à 12D
Par exemple, dans l'atelier de soudage automobile, le câble blindé (D=6 mm) associé à un adaptateur M12 d'une certaine marque doit maintenir un rayon de courbure supérieur ou égal à 72 mm au point de retournement du pont pour éviter les dommages à l'isolation causés par l'enroulement de la couche de blindage métallique.
Application conjointe de robots
Les articulations des robots nécessitent des mouvements fréquents et ont des exigences extrêmement élevées en matière de durée de vie en flexion des câbles. La norme ISO 14738 stipule que le rayon de courbure minimum des câbles M12 pour robots doit répondre aux exigences suivantes :
Installation fixe : Supérieure ou égale à 5D
Mouvement dynamique : supérieur ou égal à 10D
Après avoir adopté l'adaptateur T code M12 dans la chaîne de montage par soudage d'un certain constructeur automobile, le rayon de courbure du câble de joint a été augmenté de 4D à 6D, réduisant ainsi le taux de défaillance de l'équipement de 75 % et prolongeant la durée de vie du câble de trois fois.
Scène d'équipement électrique extérieur
Dans les scénarios extérieurs tels que les onduleurs photovoltaïques et les lampadaires intelligents, les câbles M12 doivent résister à des températures extrêmes allant de -40 degrés à +85 degrés. Selon la norme CEI 60227, le rayon de courbure de tels câbles nécessite une prise en compte supplémentaire du coefficient de compensation de température :
Environnement à basse température (-40 degrés) : le rayon de courbure doit être augmenté de 20 %
Environnement à haute température (+85 degrés) : le rayon de courbure doit être augmenté de 15 %
Selon les statistiques d'une certaine centrale photovoltaïque, l'utilisation d'un rayon de courbure à compensation de température réduit de 82 % les temps d'arrêt des onduleurs dus à des pannes de connexion.
3, risque typique de rayon de courbure insuffisant
Si le rayon de courbure du câble M12 est inférieur aux exigences standard, cela peut provoquer la réaction en chaîne suivante :
Dommages au conducteur
Le conducteur du câble est constitué de plusieurs fils monoconducteurs torsadés ensemble, et une flexion excessive peut provoquer le desserrage et la saillie du conducteur, affectant directement les performances de la couche semi-conductrice externe et de la couche isolante. Par exemple, dans un système éolien à pas variable, en raison d'un rayon de courbure du câble insuffisant, la saillie du conducteur a percé la couche isolante, provoquant un accident de court-circuit, et le coût de maintenance s'est élevé à 200 000 yuans.
Dégradation de l'isolation
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 à<500M Ω· km, significantly increasing the risk of leakage.
Défaillance du blindage métallique
Les câbles moyenne tension utilisent généralement un blindage en ruban de cuivre, et une flexion excessive peut provoquer un froissement ou un enroulement du ruban métallique, entraînant des dommages à l'isolation. Une entreprise chimique n'a pas réussi à respecter l'exigence de rayon de courbure de 12D, ce qui a entraîné la rupture de la couche de protection de la bande de cuivre et provoqué un accident d'explosion d'équipement.
4, suggestions pratiques pour la sélection et la construction
Correspondre avec précision aux paramètres du câble
Lors de la sélection, il est nécessaire de clarifier le diamètre extérieur du câble, la structure du blindage et le scénario d'utilisation. Par exemple, le câble gainé PUR (D=5.75 mm) associé à un adaptateur M12 d'une certaine marque doit utiliser la norme N=5 dans les scénarios d'installation fixes, tandis que la norme N=10 doit être utilisée dans les scénarios mobiles.
Marge de sécurité de réserve
Si l'espace le permet, il est recommandé de concevoir un rayon de courbure de 1,2 à 1,5 fois la valeur standard. Par exemple, lors du déploiement de câbles M12 dans une usine intelligente, le rayon de braquage du chemin de câbles a été augmenté de 6D à 8D, ce qui a entraîné une augmentation de 40 % de l'efficacité du câblage et une diminution de 60 % du taux de défaillance.
Renforcer le contrôle du processus de construction
Lors de la phase de construction, il est nécessaire d'utiliser des outils professionnels (tels que des supports à rouleaux) pour contrôler le rayon de courbure et vérifier régulièrement la pression latérale. Selon la norme DL/T 5744, la pression latérale aux coudes des câbles ne doit pas dépasser 3 kN/m, sinon le rayon de courbure doit être ajusté ou des dispositifs tampons doivent être ajoutés.
