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电线电缆力学、电力、物理、机械检测标准

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 国联质检,电线电缆检测中心。电线电缆产品品种多、应用范围广,因此性能检测项目极为繁多。国联质检将性能检测按特性分类,尽可能全面地作些介绍。

一. 结构尺寸及外观

57 结构尺寸及外观检测项目

检测项目

检查目的、要求

检测内容

需检测产品

举例

检测试验类型

导线结构

保证导线截面、导电能力、导线电阻与容软度

单线直径、根数、绞合方式、绞向、绞合节径比导线表面状态

采用金属为导体的各类产品

S.T

中间检测

绝缘和护套结构控制

保证产品基本性能

厚度测定,偏差率测定搭盖度、带材间隙、节径比

挤包式绝缘、绕包式绝缘

S.T

中间检测挤包式绝缘可在线测控

产品结构组成控制

保证产品基本性能

填芯、垫层、辅助绕包层等所有组成件

通信电缆的单位、基本单位及色谱

各类产品通信电缆

S.T

中间检测

编织覆盖率

纤维编织起护层和加强层作用

金属编织起屏蔽及加强作用

根数、单根直径(支数)及编织覆盖率(密度)

表面状况(漏丝及跳丝)

有编织层的产品

S.T

中间检测

成品外径

与安装尺寸控制有关的产品,要控制大外径

外径、圆整度

漆包线、安装线、航空导线

S.T

中间检测

一般产品反映工艺质量

各种品种

产品表面状态

要求表面平整、光滑美观、无明显缺陷

外观检查

各种产品

R

制造长度与包装

信守订货合同,保护产品装运、贮存

外观检查包装长度检查产品卡或复绕

各种产品

R

绝缘连续性

对薄绝缘有趣哦无断裂

漆膜针孔试验检查

漆包线

S.T

薄层挤包绝缘用活化试验

通信电缆等绝缘线芯

R

导线不断线

发现细直径导线在制造过程中是否断裂

导线通电检测

细直径安装连接线

R

导线断裂伸长率测定

通信电缆

T

二. 电性能检测项目

(一) 基本电性能坚持

58 基本电性能检测

检测项目

检测目的、要求

检测内容

需检测产品举例

检测试验类型

导线直流电阻

控制大电阻值,减小线路损耗、电压降

测定直流电阻

金属导体的所有产品

SR

计算交流电阻

架空线、大截面电缆

T

计算高频有效电阻

通信电缆

绝缘电阻

保证工作条件下的电绝缘性。

测量小绝缘电阻值

各种产品

S.T

计算机绝缘层电导值

测量大漏泄电流

通信电缆

耐电压例行试验

确保产品安全性的低要求,发展制造过程中的重大缺陷

采用成盘电缆直接加压(干法与浸水)

采用活化检验设备加压

采用短段浸水加压

所有产品

薄绝缘产品可采用活化试验

R.S

工作电容

提供线路参数计算用。了解绝缘材料质量及结工艺水平

线对之间与线芯对地电容

各线对间电容不平衡值

通信电缆

射频电缆

信号电缆

R.S.T

介质损耗角正切(tgδ

限定绝缘层(介质)的发热、损耗

测定在一定电压、一定频率下的tgδ值

油浸绝缘电力电缆、充油电缆

高压交联电缆

高频设备用漆包线

R

局部放电测定

检测绝缘中微孔或微小杂质情况,确保绝缘水平

测量在某一电压下,绝缘层中产生局部放电量及起始电压

中压以上塑料、橡皮绝缘电缆

R

(二) 电力电缆的电性能检测

电力电缆要求在高压下具有优良的电绝缘性能,除了表58中的基本电性能测试外,还必须通过多项型式试验来考核其安全裕度;以及模拟经过安装敷设(弯曲后)及成品电缆老化后的电性能;以确保电缆在长期运行中的安全可靠性。表59列出了对电力电缆的其他电性能检测项目。

59 电力电缆的电性能检测项目(包括表58

检测品种

检测项目

检测要求

检测目的

试验类型

U03.6kv及以下聚氯乙烯电缆

U01.8kv及以下交联聚乙烯电缆

室温下绝缘电阻测温(并计算)高额定温度时绝缘电阻测量(并计算)

从成品线段上取出绝缘线芯,浸入室温(或±20)的水中1小时后,加上直流电压(80500V15分钟后读取。

按产品标准规定的公式计算求出体积电阻

保证绝缘层的材料品质与制造工艺水平

T

4U04小时工频耐电压试验

取绝缘线芯浸入室温水中1小时后,加上电压,保持4小时,试样应不击穿

检验绝缘层的安全裕度

U06kv的聚氯乙烯电缆

U03.6kv及以上的交联聚乙烯电缆

U04小时工频耐电压试验

方法要求同上

检验绝缘层的安全裕度

S

局部放电试验

在短路电缆试样上进行。施加1.5U0,测得放电量应小于标准规定值。

检测绝缘中因微孔或杂质存在的程度,保证使用寿命

T

弯曲试验后局部放电试验

在室温中,将电缆式样在规定直径的圆柱上,以正反1800方向弯曲作为一次,共三次。弯曲后测局部放电量,要求同上。

检验电缆在安装敷设中经受弯曲后的电性能

热循环试验后进行下列试验

1局部放电

2冲击电压试验(正负各10次)

3交流电压试验(例行试验的电压试验方法)

取经弯曲和测过局部放电的电缆试样,导线通以电流(多芯电缆每芯都要通电流),使导线温度稳定在比允许高温度高10时,保持2小时。再在室温中冷却4小时。如此循环三次。然后依次进行三相电性能测试。

考验电缆绝缘在热胀冷缩循环后的电性能裕度

冲击电压试验是模拟雷电感应冲击电压

经弯曲和热循环试验后的4U04小时交流高压试验

可另电缆试样,经弯曲和热循环试验(方法同上)后进行4U04小时耐压试验

考验经过弯曲、热循环后电缆绝缘的安全裕度、模拟运行状态中的电缆

tgδ与电压关系试验tgδ与温度关系试验

U0620kv的电缆应分别测定0.5U0U01.5U02U0交流电压的tgδ

然后通电流加热电缆,分别在室温和高额定温度下测定tgδ值测试电压2kv

U0>21kv电缆仅测定在90±2时的tgδ

所测tgδ值,及变化值应符合标准规定。

介质损失角正切tgδ是中高压电缆绝缘的重要性能参数,对电缆绝缘的发热、热老化影响很大。

测定的目的是确保绝缘热老化寿命

(三) 通信电缆的电性能检测

通信电缆的电性能参数可分为三个层次。1一次参数;导线有效电阻R、工作电容C、电感L和绝缘电导G2二次传输参数;波阻抗Z、传输常数Y3传输质量参数:串音衰减、串音防卫度、固有衰减等。一次参数在产品标准作为基本电性能测试,而二次参数作为设计研究时才能进行测试(包括电感),也可用一次参数计算而得;而传输质量参数在产品中是重要的检测项目(抽样和形式试验)。表510 列出了通信电缆电性能的检测项目。

510 通信电缆电性能检测项目

检测项目

检测目的

坚持要求

试验类型

绝缘强度

即耐电压试验,检测绝缘的完整性并保证足够间距

绝缘线芯在生产线上用火花试验,100%进行。

成品电缆应测导体间,导体对屏蔽或对隔离带,抽取1%线对。

R.T

导线直流电阻

是传输,参数的基本组成参数

抽取1%绝缘芯,但不少于20

导线直流电阻不平衡

保证尺寸均匀性

抽取1%线对,但不少于10

绝缘电阻

基本电性能参数

100对以上抽测10根,200对及以上抽测20

T.T

工作电容

2%线对,但不少于20

R.T

近端串音衰减

控制线对之间,各单元、单元间线对相互间的串音值

在规定测试频率下,测出衰减值(分贝,dB),和单位长度衰减值(指远端dB/km)。应符合标准要求。抽测规则十分详细,见产品标准

R.S.T

远端串音防卫度

固有衰减

控制电缆传输中的电磁波率衰减

同上,抽样试验时抽取2%的线对,但不少于20

S.T

注:通信电缆的线对数很多,其例行试验项目指每盘电缆100%要试验,但线对数有一定的比例。抽烟试验(S)指在每批中抽取一定比例的成盘电缆进行。

(四) 其他特殊电性能检测

    除了上述的基本电性能和具有代表性的电力电缆、通信电缆的电性能检测项目外,在电线电缆产品的检测项目中还有很多特殊的电性能检测项目。这些项目主要出现在电气装备用电线电缆、电子线缆及光缆中;因为前二类产品使用环境、条件和主系统的变化要求差异极大,而光缆因其传输的是更高频率的光波,自有其特殊要求,表511列出了电气装备用电线电缆的一些特殊电性能检测项目。

 表5-11特殊性能检测项目

检测项目

需检测产品

检测目的

检测要求

成品电压击穿试验

铁路机车车辆用电线电缆

机车车辆电线电缆因密集成束安装,绝缘厚度相对较薄并经常承受脉冲电压(频繁启动)固有这两样测试要求。

有的还有耐油要求试样要先经浸油处理

试样长5mm,置于60±5,含氯化钠10g/L的水溶液中240小时,同时加上相应的直流电压(导线与水),要求不击穿

成品表面漏、放电试验

试样长500mm,中央间隔50cm两端用粗铜丝绕成两个电极,浸入水中,两端露出,浸4小时后取出,吸干表面;电极上加上2kv工频电压,10秒钟后立即读物漏电流值。再升压至电极间发生闪络为止,读取闪络电压。两项数值应满足标准规定

过渡电阻测定

屏蔽型或有监视线芯的矿用橡套电线

此两种矿用电缆具有事故保护功能,外接继电保护系统对过渡电阻的大值有相应要求

将电缆试样的屏蔽动力线芯导体(或监视线导体)与接地线芯导体分别接至直流电源的正、负极。用直径不大于1.5mm的针刺入电缆,使之与动力芯的导体接触。测量动力芯或监视线芯导体与接地线芯导体之间的电压和回路电流,求出过渡电阻,应小于标准规定值,每个试样因各刺3点,测试3次。

漏电电流测定

点动潜油泵电缆

此种电缆置于油井中,与油、水、酸碱性液体、气体接触;且工作电压较高(3.6/6kv)。同时油井安全要求高。必须确保电缆绝缘性能

取长于300m的电缆试样,两端进行严格的端头处理。接上高压直流电源(达40kv),直流输入端(负极)接一芯导线,地端(正极)接铠装层并连接另二芯。一芯测定后依次更换,三芯均各一测次。

接线后开始升压至规定试验电压,维持5分钟后读取数值,再减去设备自身泄漏电流后,求得单位长度泄漏电流值,应小于标准规定值。

浸水电容试验

船用电力电缆

考验电缆在长期浸水时,绝缘的吸水性,绝缘材料是否水溶性成份。以确保长期绝缘安全性

从电缆取出4.5m的绝缘线芯作试样。试样先浸在室温水中,两端各伸出水面75cm,然后按规定电压进行交流或直流耐压试验。不击穿的试样可进行正式试验。将进行过耐压试验的试样放入7075烘箱中干燥2小时,取出后立即放入50±2水中,放置14天以上。分别测出1天,7天和14天时的电容。电压加在导体与水间,测试电压为8001200HZ的低压交流电。电容应符合标准规定。

乃电晕试验

公路车辆用高压点火电线

点火时,点火电线承受脉冲高压,周围气体产生局部电晕。

本试验确定产品承受电晕的能力

1.2m长成盘电线,以受一定张力的方式将试样绕在Φ25mm的非磁性金属圆轴上,直径为19cm。然后放入一个两端呈喇叭口状的非磁性金属圆筒中。

加上规定的工频电压(导线为一极,圆棒连圆筒为另一极),保持8小时。试样不击穿。

三. 构件的机械物理性能检测项目

为了全面的考察电线电缆产品的长期使用性能,对于产品构成中的非金属材料、特别是高分子材料的性能应特别重视。除了应重视进行原材料理化性能(按材料标准)外,在所有的产品标准中都规定了对成品电缆中取下的构件——主要是绝缘、护套等进行机械物理性能的检测项目。

通用的检测项目是老化前后的绝缘、护套构件的机械性能(抗张强度、断裂伸长率)及其变化率;参见表55。此项检测适用于所有采用各种塑料、橡皮和热塑弹性体材料的电线电缆产品;因此是通用、基本的检测项目。

对于像电力电缆、通信电缆这些固定敷设、要求使用寿命很长的线路系统性产品;以及橡船用电缆之类有特殊要求的产品;对其构件的性能检测就必须更为全面、深入、表512中将列出一些特殊的机械物理性能项目作为实例。

512 电线电缆构件的机械物理性能检测项目

检测项目

适用范围

说明

空气弹老化试验

橡皮绝缘和护套

在规定压力和温度的空气中进行老化,判断机械性能的变化

氧弹老化试验

橡皮、塑料绝缘和护套

在规定压力和温度的氧气中进行老化,判断机械性能的变化

热失重试验

塑料绝缘和护套、漆包线漆膜

在规定温度下保持规定的时间,求出同一试样在试验后的重量损失

耐油试验

橡皮、塑料绝缘和护套

将试样浸入规定的油种(如矿物油、燃料油)中一定时间,判断机械性能的变化率

高温压力试验

塑料绝缘和护套

试样在热和机械负荷同时作用下,一定时间后取出,快速充分冷却后测量压痕深度

吸水试验·重量法

塑料、橡皮绝缘和护套

试样浸于去离子的蒸馏水中,放入烘箱,在规定温度下14天。取出冷却,吸干、表面水分后称重,求出单位面积,吸水量

抗开裂试验

塑料绝缘和护套

将试样紧密地在一定直径的试棒上绕成螺旋状,两端固定,放入规定温度烘箱中(如150±31小时)。取出冷却后,观察有无表面裂纹。考察在高温冲击下的开裂性

收缩试验

塑料绝缘

考察绝缘层在高温作用下的收缩率。将试样中央准确标距,放在试架上,进入规定温度的烘箱,放置规定时间。取出冷却后测标志距离, 求变化率。

抗撕裂试验

重型橡套或矿用电缆的橡皮护套

将试片一端沿中心线切一平口,在拉力机上将切口两边夹住,然后拉开切口至断开,读取过程中的大撕力

耐臭氧试验

橡皮绝缘

测定在规定浓度臭氧作用下的耐龟裂性能试样应无扭绞地在试样上圈绕一整圈,放入25±2的试验箱中规定时间,取出后观察表面

热延伸试验

橡皮、塑料绝缘

测定试样在热和负荷的同时作用下的伸长和永久变形。试片夹在带有直尺的试架上,放入烘箱中。升温至规定温度后15分钟,测量标志线距离;立即除去负重,再测标距;5分钟后取出。冷却后再测标志线距离。算出伸长率和永久变形。

氧化诱导期试验

聚烯烃绝缘和护套

测试试样在高温氧气条件下,开始发生自动催化氧化反应的时间,来判断试样的热稳定性。

低温拉伸试验

塑料、橡皮绝缘和护套

测定试样在低温状态下的机械性能。试验装置与试片应按规定温度遇冷处理,试验结果以断裂伸长率表示

热冲击试验

漆包线和薄膜绕包线

反映漆包线等被拉伸或在圆棒上卷绕或弯曲后所能承受温度的能力。将试棒连试样放进规定温度的烘箱30分钟,取出冷却后观察漆膜或绕包层有无开裂

软化击穿

漆包圆线和薄膜绕包圆线

将两根试样垂直相交,交点上施加规定的负荷(用预热至规定温度的金属块,上下夹住试样交叉点),压块加上100±10V交流电并电加热,测出二试样电线短路时的温度。反映了绝缘分解时的温度

四. 产品的机械性能

电线电缆产品的机械性能主要来自安装敷设过程中的收放(弯曲性能和拉力等)。使用中的多次弯曲、扭转、拖拉(对于移动式软电线电缆),以及外来机械力的破化或电缆自重(悬挂状态下)的拉力等。保证产品具备该使用场合所要求的机械性能对于维持产品长久的使用寿命是很重要的。表513汇总了一些线缆产品机械性能检测项目。

对用于固定敷设的铠装结构电缆,在产品设计(包括研究实验)时已确定其铠装结构;对成品电缆除了检查其材质和结构尺寸外,一般不再进行对铠装层的机械性能检测。

513 电线电缆产品的机械性能检测项目

检测项目

应检测产品

说明

固定敷设用电缆的弯曲试验

电力电缆

主要考核安装敷设中按规定倍数的弯曲半径弯曲数次(如3次,正反1800弯曲为一次)后,绝缘是否损坏。参见表59

通信电缆

电缆试样在-20±2的低温环境下存放4小时以上后,在此温度下,在规定直径的圆柱上,以正反1800的方式弯曲各一次,然后将电缆转900,再正反向弯曲各一次。每一周期时间应小于1分钟。将试样恢复至室温,才逐层检查,不应有明显的裂纹。

曲挠试验

各种软电线、软电缆、特别是电梯电缆,石油平台用软电缆

小直径产品直接取电缆试样,大直径多芯电缆可取一根绝缘芯。

采用屈挠试验机。试样安装在滑动小车上,二端挂磕码小车以恒速在1米距离间往返移动;试样的线芯间施加单相或三相交流电,并控制电流(不同截面,各有规定)。

试样应经受15000次来回移动弯曲(或称30000次单程移动弯曲),要求导体不发生短路,线芯间不短路,

有护套的产品,试验后应剥去护套,将绝缘线芯浸入水中,按标准进行浸水耐压试验。

电梯电缆弯曲试验

电梯电缆

试验置于三辊轮弯曲试验机上,将全部绝缘芯的导体串联,接入614V控制回路。试验一端挂负荷,一端接固定好的弹簧。试验机往复运动试样弯曲,试样每经一个导轮计为一次弯曲。要求30000次弯曲,导体不断芯。

机械冲击试验

矿用电缆

参见本章第三节之一、(三)。

极压试验

低温卷绕试验

橡塑电线电缆(中、小规格)的绝缘线芯

专用低温卷绕装置由一旋转试棒和试样导向筒组成。将试样安装后放入低温箱中,在规定低温下冷却16小时;然后匀速转动试棒,达到 圈数。取出、恢复室温后检查试样,要求无任何裂纹

低温冲击试验

各种聚氯乙烯护套电缆

将试样平放在专用试验架上,将试验架放进低温箱中,按规定低温和时间进行冷却。到时间后在低温箱中让重锤(重量按电缆外径规定)从100mm高处自由落下。取出后恢复至室温。切开试样,检查各层无裂纹

耐刮试验

漆包圆线

用不断增加压力的刮针刮漆包线,测定刮破力。

回弹性试验

将试样在圆棒上以一定张力卷绕5圈,测量第5圈末端回弹的角度读数

柔韧和附着性试验包括:圆棒卷绕试验,拉伸试验,急拉断试验,剥离试验,附着性试验

漆包线和绕包线

5项试验测试绕组线在经受拉伸、圈绕、弯曲或扭绞等外力作用时,其绝缘不发生开裂或失去附着力的能力。采用专门的检查设备,模拟绕组线在绕制线圈时可能受到的压力、弯曲、扭绞的情况。试验后用目力或6倍放大镜检查。要求漆膜不断裂,不易剥去(如指甲刮),绕包层不分层,不露导体等。

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