導体撚線の世界標準: 最大 DC 抵抗、最小断面積など

導体の撚り線に関する世界標準: 直接的な答え

「導体の撚り線の世界標準には、__ 抵抗と____ 断面積が含まれています」という試験問題があったためにこれを読んでいる場合、正しい短い答えは次のとおりです。 最大直流抵抗と最小断面積 。この文言は、IEC 60228 に基づくトレーニング資料に記載されています。これは、この規格では、宣言された公称サイズごとに DC 抵抗の上限と断面積の下限を設けることで座礁を制御しているためです。

導体を購入、構築、または認定する必要があるケーブル エンジニアにとって、この 2 つの部分からなる答えは必要な出発点ではありますが、完全なものではありません。導体の撚り線の世界標準には、電気的制限だけでなく構造上の要件も含まれています。ストランドパッケージは、ワイヤの直径、ワイヤの数、撚り長さ、撚り比率、撚り方向、導体クラス、材料グレード、表面状態、および場合によっては圧縮レベルによって定義されます。抵抗限界は、導体が導通しているかどうかを示します。構築ルールにより、それが曲がったり、終了したり、構築されたアプリケーションで存続するかどうかがわかります。

導体撚り線規格が存在する理由

撚り線が発生するのは、同じ断面の単線では硬すぎて終端処理が困難で、繰り返しの曲げに対して敏感すぎるためです。 50 mm² クラス 2 導体では、IEC 60228 で要求される最小ワイヤ数 19 ストランドにより、剛性の棒状要素が曲げられ、コイル状に巻かれ、標準ラグで終端できる束に変わります。これが、すべての座礁規格の背後にある機械的な理由です。

電気的な理由もあります。より高い周波数では、表皮効果によって電流が導体の外面に向かって押し出されます。複数のより細いワイヤを備えた撚り線導体は、ケーブルの輪郭をよりきれいにたどり、単線導体が強制的に曲げられたときに生じるエアギャップを制限します。ただし、より線によって DC 抵抗が許容上限を超えてはなりません。これがまさに、IEC 60228 がすべてのクラスおよび公称断面積に対して最大抵抗値を設定している理由です。

これらの制限を無視すると、測定可能な問題が発生します。抵抗が最大値を超えると、ケーブルの温度が上昇し、電圧降下が計算値を超えて増加します。ワイヤ数が最小値よりも少ない場合、導体は屈曲テストに不合格になるか、終端点で断線する可能性があります。撚り長さが変動すると、ケーブルが電線管内に引き込まれたときに伸びの不一致によりよじれや鳥かごが発生する可能性があります。現場での失敗、製造ロットの不合格、プロジェクトの遅延は、通常の結果です。

主要な標準ファミリとその比較方法

導体の撚り線に関する主題を所有する文書は 1 つもありません。最も広く使用されている国際ベースラインは IEC 60228 です。これは、欧州では BS EN 60228 として採用され、ドイツでは VDE 0295 として反映され、中国では GB/T 3956 によって適合されています。北米では、実用的な基準は、同心撚り撚り銅導体については ASTM B8、19 芯組み合わせユニレイ導体については ASTM B787、およびコンパクトな円形銅より線導体、および束より線部材を備えたロープより線導体に関する ASTM B172。

文書番号は異なりますが、ロジックは一貫しています。各規格はクラスを割り当て、最小ワイヤ数を設定し、直径の変動を制限し、DC 抵抗を制限します。 「ASTM 準拠」と「IEC 準拠」は互換性のあるラベルではないため、適切に作成された発注書では、これらの規格のいずれかを明示的に指定します。

IEC 60228 の導体クラスとそれが購入者に伝える内容

IEC 60228 では、導体を 4 つのクラスに分類しています。クラス1はしっかりしてます。クラス 2 は、固定設置用の標準のより線導体です。クラス 5 は柔軟で、クラス 6 はさらに柔軟です。クラス番号は、使用されるワイヤの数とそれらのワイヤの細さを直接制御します。

数値を見ると、トレードオフが明確になります。 1.5 mm² の軟銅導体の場合、IEC 60228 は、20 °C での最大 DC 抵抗をクラス 1 およびクラス 2 について 12.1 mΩ/m、クラス 5 およびクラス 6 について 13.3 mΩ/m に設定しています。細いワイヤにより電流経路がわずかに長くなり、素線間の接触抵抗が増加するため、フレキシブル クラスの許容値が高くなります。 2.5 mm² クラス 5 導体の場合、ワイヤの最小数は 50 です。これに対し、同じ公称サイズのクラス 2 導体の場合は 7 ワイヤです。

データ ケーブルや自動車ケーブルには柔軟なクラスが常に出現しており、撚り線と対の撚り線が出会う場所です。産業用イーサネットまたは車載データ ケーブルに給電するクラス 5 導体は、ペアリング中にねじり応力を蓄積することなく柔軟性を維持する必要があります。多くのケーブル プラントは 4芯産業用イーサネットケーブル無撚り機 この段階では、コア自体を回転させずに 4 つのコアをねじり、規格で定義されている導体の構造を維持します。

4芯産業用イーサネットデータケーブル用ツイストペア撚線機 Gemwell Electrical Technology Co., Ltd は、中国の 4 コア産業用イーサネット データ ケーブルのバック ツイスト ペア撚り機の製造会社です。 製品を見る→

より線構成: 同心円状、束状、ロープ状、圧縮状、扇形

導体クラスは柔軟性の目標を設定します。構成によってジオメトリが設定されます。それぞれの構成により、導体が曲げられた際にどのように動作するか、導体がどのようにスペースを占めるか、そして導体をどのように簡単に終端できるかが変わります。

同心円状撚り合わせ

同心配置構造では、中心ワイヤの周囲にワイヤが層状に配置され、連続した層が反対方向に配置されます。標準のワイヤ数は、1 6、1 6 12、および 1 6 12 18 のパターンに従います。その結果、変形しにくい安定した丸い導体が得られます。これが、ASTM B8 と IEC 60228 クラス 2 の両方が電力ケーブルに対してこの構成をデフォルトとしている理由です。

集団座礁

束撚りでは、幾何学的な層パターンを使用せずに、すべてのワイヤを同じ方向に撚り合わせます。同心撚りよりも高速かつ安価ですが、完成した導体の幾何学的安定性が劣ります。束ねられた導体は、フレキシブル コード、自動車配線、および導体がすぐに終端され定期的に屈曲されるその他の用途で一般的です。

ロープレイストランディング

ロープレイ撚りでは、最初に小さな束状のグループが形成され、次にそれらのグループがコアの周りに配置されます。この 2 段階構造は、高い屈曲寿命と機械的強度を実現するための標準的な答えです。 ASTM B172 はこのファミリーを定義しており、鉱山ケーブル、クレーン ケーブル、およびケーブルが一定の曲げや張力に耐えなければならないその他の用途に使用されます。

圧縮された扇形の撚り線

圧縮されたストランドは、同じ断面を維持しながら、外径を通常 3 ～ 8% 縮小するために、撚り合わせた後にローラーまたはダイに通されます。扇形の導体はさらに進化し、扇形のプロファイルにプレスされているため、3 芯ケーブルがより小さな全体直径に適合します。どちらのオプションもケーブルの重量と材料コストを削減しますが、より線ステップでのより厳密なプロセス制御が必要になります。

同心円構造とユニレイ構造では、張力の安定性が最も高く求められます。走行中に張力が変化すると、外径と撚り長さが変動します。などの設備 外部ドローとパワーテイクアップを備えた頑丈なセパレートアームシングルツイストマシン は、ツイスト サイクル全体を通じてその張力を維持するように作られており、これはまさにこれらの構成が生産ラインの最後に必要とするものです。

耐久性の高い分割式カンチレバーシングルツイストマシン（外部キャプスタンとT） Gemwell Electrical Technology Co., Ltd. は、中国の頑丈な分割型カンチレバー シングルツイスト マシン (外部キャプスタンおよびトルク ツイスト マシン) です。 製品を見る→

撚り線後にペアまたはマルチコア構造を製造する工場では、ジオメトリ段階を選択するだけで作業の半分が完了します。多くの制作チームが 対線対撚線機ラインナップ ペアツイストは導体自身の撚り線と相互作用し、小さな撚り誤差を増幅する可能性があるため、計画中には考慮されません。

撚り長さ、撚り比率、撚り方向: 重要な公差

撚り長さは、素線グループが 360 度完全に 1 回撚られるときに導体が移動する軸方向の距離です。撚り比は、撚り長さを導体の平均直径で割ったものです。どちらの値も規格や図面に記載されていますが、製造現場ではどちらも頻繁に誤解されます。

撚り線が短いと、導体 1 メートルあたりのワイヤの消費量が多くなり、重量が増加し、DC 抵抗がわずかに増加します。より長いレイは材料の使用量を減らしますが、曲げ時の束の安定性が低下し、終端で開きやすくなります。円形の同心円構造の場合、一般的な敷設比は 8:1 ～ 16:1 の間にあり、多くのプラント規格では妥協点として 10:1 ～ 14:1 が指定されています。撚り方向は右巻きまたは左巻きとして表記されます。図面に明示的に明記されていない限り、外側の層は通常、右側になります。

ネットワーク ケーブルの製造では、クロストークと遅延スキューを制御するために各ペアが独自のツイスト リズムを維持する必要があるため、配線公差が厳しくなります。あ ネットワークケーブル3ピッチ一体型三重撚り機 は、1 回のパスで 3 つのピッチ ステージを適用することにより、一般的な製造上の問題を解決します。これにより、通常、作業間のレイ長さのドリフトを引き起こす再張力ステップが排除されます。

ネットワークケーブル製造用一体型トリプルピッチペア撚線機 Gemwell Electrical Technology Co., Ltd. は、ネットワーク ケーブル メーカーおよびネットワーク ケーブル メーカー向けの中国の統合型トリプル ピッチ ペア撚り機です。 製品を見る→

座礁コンプライアンスの検証方法

世界標準は視覚的な判断だけに依存しているわけではありません。測定可能な合格基準を設定し、すべての検証テストで抵抗や形状を確認します。最も重要なチェックは 20 °C で測定された DC 抵抗です。これは導体の材質と断面積が正しいかどうかを最も早く信頼できる指標であるためです。

IEC 60228 の抵抗値は最大値であり、公称目標値ではありません。つまり、12.0 mΩ/m の測定値がある 1.5 mm² クラス 2 導体は許容されますが、メーター上で差が無視できるように見えても、12.3 mΩ/m は不合格になります。同じ規律がワイヤの数にも当てはまります。ワイヤの欠落は、抵抗に気づくほど変化しない可能性がありますが、屈曲寿命が変化し、数か月後に現場で故障が発生する可能性があります。

ケーブル購入仕様書に記載すべき内容

座礁欠陥のほとんどは、発注書があいまいなために顧客に届きます。明確な仕様により推測に頼る必要がなくなり、ケーブル購入者にとって最も安価な高品質ツールとなります。以下のチェックリストは、電源ケーブル、制御ケーブル、フレキシブル データ ケーブルに同様に適用されます。

1. IEC 60228 Third Edition など、規格とエディションに名前を付けます。
2. 導体の材質を明記してください: 焼きなました銅、錫メッキ銅、またはアルミニウム。
3. 導体のクラスを指定します。クラス 2 でない場合は理由も付けてください。
4. ワイヤの数と公称ワイヤ直径を宣言します。
5. 許容公差を使用して、撚り長さまたは撚り比を宣言します。
6. 外層のレイ方向を宣言します。
7. 全体の直径の公差と圧縮ターゲットを定義します。
8. 20 °C で測定した DC 抵抗テストレポートが必要です。
9. 表面状態を指定します: きれいで乾燥しており、酸化やバリがないこと。
10. クラス 5 およびクラス 6 導体の場合は、最終アプリケーションからの屈曲寿命要件を追加します。

仕様が最終決定したら、次はどの生産設備がその数値を保持できるかを決定します。比較すると、 カンチレバーシングルツイストマシンシリーズ 宣言されたレイ比と直径の公差に反して確認することが実用的な最初のステップです。フィールドレベルの記事も読む価値があります 撚線機の操作上の注意 生産実行中にどの機械調整が撚り長さを変更する可能性が最も高いかを理解します。

導体の座礁規格に関するよくある質問

導体の撚り線に関する世界標準には具体的に何が含まれますか?

これらには、2 つの主な許容限界として最大 DC 抵抗と最小断面積が含まれます。また、ワイヤの数、ワイヤの直径、撚り長さ、撚り比、撚り方向、導体クラス、材料グレード、表面状態、コンパクトな設計のための圧縮レベルなどの構造要件も含まれます。

クラス 2 とクラス 5 の座礁の違いは何ですか?

クラス 2 は、より少ない、より大きなワイヤを使用し、固定設置向けです。クラス5は細線を多く使用しており、柔軟な使用を目的としています。参考として、2.5 mm² のクラス 5 導体には最低 50 本のワイヤが必要ですが、クラス 2 の同じ公称サイズには 7 本のワイヤしか必要ありません。クラス 5 は、IEC 60228 に基づいて、より高い最大 DC 抵抗許容値も受けます。

なぜレイ長が重要なのでしょうか?

導線の長さは、導体の全長、重量、DC 抵抗、および柔軟性に影響します。撚り線が短いと、1 メートルあたりのワイヤの消費量が多くなり、抵抗がわずかに増加します。より長いレイはより効率的ですが、曲げ安定性が低下し、応力下で開く可能性があります。両方の効果があるため、規格や図面では管理寸法として扱われます。

購入者は、IEC 60228 または ASTM B8 のどちらの規格を指定する必要がありますか?

ほとんどの国際プロジェクトには IEC 60228、英国と EU の契約には BS EN 60228、中国関連の調達には GB/T 3956、北米の建築用ワイヤーと汎用銅導体には ASTM B8 を使用します。ケーブルを輸出する場合は、主要な規格を 1 つ挙げ、他の規格を同等の参照としてリストします。

導体を圧縮すると直流抵抗は変わりますか?

圧縮により、断面積が安定したまま外径が約 3 ～ 8% 減少するため、プロセスが正しく制御されていれば DC 抵抗は大きく変化しません。より大きなリスクは、積極的な圧縮によって素線が加工硬化され、抵抗が増加することです。そのため、コンパクト導体は非コンパクト設計と同じ最大抵抗テストに合格する必要があります。

1 台の撚り機で複数の国際規格を同時に満たすことができますか?

機械が調整可能な撚り長さ、正確な張力制御、安定した巻き取りシステムを備えている場合は、はい。規格の違いは主にクラス、ワイヤ数、抵抗値であり、これらは機械ではなく導体の設計によって設定されます。機械は、撚りサイクル中に一貫した張力、正しい撚り比、およびストランドの損傷がない形状を維持する必要があります。

標準シートから製造現場まで: 公差を維持できる機器の選択

紙上の標準は、それを維持する必要がある生産ラインによってのみ有効です。実際のケーブル プラントで最も一般的な障害は、未知の基準ではありません。これは、リール全体にわたって安定した張力を維持できない機械、またはヘッドと巻き取り間の撚り長さを変更するねじりプロセスです。そのため、機器の選択は仕様の作成と同じくらい重要です。

固定設置の電力ケーブルの場合、外部引き込みと電力取り込みを備えた頑丈な単一撚り機により、撚りサイクル全体を通じて導体に一定の張力がかかります。柔軟なデータ ケーブルや自動車用ケーブルの場合、ねじれのない撚りにより、ペアの形成中にコアが回転するのを防ぎ、IEC クラス 5 およびクラス 6 で指定されている導体の形状を保護します。ネットワーク ケーブルの場合、3 ピッチ一体型機械により、作業間の配線のばらつきを引き起こす再張力の手順が不要になります。

サプライヤーと話し合って新しいケーブル設計を検討するときは、元のクイズの質問を念頭に置いてください。導体の撚り合わせの世界標準には、最大 DC 抵抗と最小断面積が含まれますが、工学的な完全な答えは、ワイヤ数、撚り長さ、撚り比率、撚り方向、導体クラス、材料、表面品質、およびそれらすべてを公差内に保つ製造設備などの詳細にあります。 20 °C で測定された抵抗を尋ね、テストレポートでワイヤの本数と撚り長さを尋ね、工場の撚り機が標準で要求されるのと同じ精度を実現できることを確認してください。