电线电缆性能要求与检测项目

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1、电线电缆的性能要求与检测项目第一节 电线电缆产品的性能要求任何产品的性能要求来源于而大方面:一是基本使用功能提出的要求,即要求产品在预订的使用寿 命期内能充分,并力求最佳地满足使用所需要的基本技术要求。二是产品应能适应所使用的环境、使用 状况以及安装敷设过程中的各种各样境况而提出的技术要求。即要求产品在上述这些情况下使用时,应 尽可能的具备相应地抵抗各种外界因素损害其基本功能的能力,保证产品的正常工作。这些,对于电线电缆产品也是同样的,但由于它的品种范围广,大量的品种是为了满足不同的使用 环境、使用状况等而出现的。因此从总体上讲,线缆产品的性能要求涉及面非常广;特别是有许多性能 要求(主要是因

2、环境、使用状况、安装敷设过程中提出的)是大多数机电产品所没有的,或不可能有的; 这就增加了线缆产品中性能要求的多样性和复杂性。一. 基本的使用功能要求从线缆产品的传输功能来讲,用于三大领域即电力系统、信息系统和作为电磁能量转换的元件的所 有电线电缆产品,本质只有传输电流和传递信息电磁波两大类。下面分别以电力电缆和市内通信电缆两 个类别为例进行说明。(一) 电力电缆使用功能要求电力电缆应具有的使用功能是:安全、可靠地传输大容量的电能。由此提出对电力电缆的基本性能 要求是:1. 良好的导电性能 即导体的电阻要小,从而可控制导线通过电流时产生导线损耗(I2R),和线 路的电位降(I2R)。2. 优良

3、的电绝缘性能 要求绝缘层的绝缘电阻要高;绝缘层被高电压破坏(击穿)的抵抗能力要 强、即绝缘层的击穿试验电压值要比工作电压有较大的裕度;以及介质损耗要小,以免介质(即绝缘体) 在工作状态下因自身发热量大而降低材料的电绝缘性能。由于绝缘材料大多数为高分子材料(天然或合成),因此其使用寿命极为重要。3. 要保证工作状态下的热平衡 电力电缆在传输电流时,电缆因导体电阻发热、介质损耗发热等, 因此本身是一个热源。在电缆结构设计时,必须使其所发的热能够向外界发散而到达一种稳定的热平衡; 否者电缆将无法工作。同时,要根据绝缘材料的热老化特性确定一个长期的工作温度。因此,电缆的长 期允许最高工作温度,允许传输

4、的电流密度(即每平方毫米通过的电流安培数)或每一个导线截面等级 的长期允许载流量等就是电力电缆热性能的反映。所以要求绝缘层,护套材料及填充材料等应具有长期处于最高允许工作温度下的耐热老化性能。4. 传输大容量的电能 随着经济建设的发展和人民生活水平的提高,每一个场所或区域的用量正 在迅速地不断增加,因此要求所用的电缆能传输更大容量的电能。电力电缆提高传输容量的方法除了增大单根缆芯的截面以外,对高压电缆也有采用内强迫冷却(只 适用于充油电缆,将油系统循环冷却)、外强迫冷却(电缆外不用风冷、水冷)的办法。但更主要是提高 电缆的工作压等级,这就是发展高压、超高压电力电缆的动力。电力系统用的所有线缆产

5、品如以及电气装备用电线电缆中以传输电流为基本功能的产品,如绝缘电 线、软线,橡套电线电缆等也应该有这些性能要求。但对使用电压较低或工作电流较小的产品,其电性 能或热性能较易满足;此类产品,满足其使用环境、使用条件方面的性能要求,往往会成为主要矛盾。(二) 通信电缆使用功能要求“打电话”的简单原理是:声音(声波)通过耳机上的话筒转变为电磁波;经过通信电缆的传递到 达对方,再通过耳机上的听筒又转变为声波。通信系统通常是以二根绝缘线为单位组成“线对”。构成一 个通话回路。事实上,一般的电话线对可以传递的电磁波频率远大于人的声波频率(人的声波频率总是 小于4000赫);因此通过线路系统中的处理,如加上

6、载波机后,一对线可以同时通过1224路电话;也可以用于点传真或数据传输等。图51 是通信过程的示意图。发送机 接收机号源信信接收号器图 5 1 信息传递过程简易示意图所以市内通信电缆的使用功能是:长距离清晰,不失真地传输频带尽可能宽的信息电磁波。由此提 出对市内通信线缆的基本性能要求是:1. 要求电缆中每一线对的固定有衰减要小 即所传输的电磁波在单位长度线路上的损失(即衰减) 要小,以保证有足够的功率(如音量)达到接收方。通信系统的线路可以非常长,因此在实际运行系统 中每隔一定距离(对市内通信电缆线路约为3050km)要设置功率放大装置(如增音机);而在每一段 内要控制固有衰减值,否者会影响通

7、话质量。2. 要求所传输的信息具有尽可能小的失真 即接收方式收到的信息(声音、图像、文字)要基本上 与发出方完全一致。造成失真的原因是由于线路长度中电缆结构或材料性能的微小不均匀性;即所传输 的电磁波会因这些不均匀而引起波的局部的反射、折射和驻波,从而会改变其中某些波的传输速度或使 波形发生变化(畸变)。3. 要控制统一电缆各回路(即各线对)之间的串音统一电缆中许多回路同时工作时,相互间必然 会因电磁耦合而产生干扰。当此种干扰的功率足够大(可以听到)时,就是明显的串音。因此必须规定 一定的串音防卫度加以保证。宽带数据传输用的电缆或保密要求高的线路则必须采用对屏蔽和总屏蔽,以阻止(减弱)此类相互

8、 间的干扰。但对于一般、民用、传输总量不大(即频带不太宽)而用的电话电缆,一般不必采用分“线 对”屏蔽的方式,但应有防止外界干扰的总屏蔽。4. 在保证传输质量的前提下,要尽量扩展电缆中每一线对的使用频带,使每一线对可以传送更多 的信息。必须指出,近年来信号传输的模式已逐步从“模拟信号传输”发展为“数字信号传输”;发展速度极 快,目前已达到了即将全面取代的阶段。所谓模拟信号,是指仿照原有信息的信号。利用模拟信号进行 传输的方式称为模拟通信;前几年,电话、传真等采用的就是模拟通信方式。所谓数字信号,是指将信息的信号按某种规则分解为不连续的、离散的数字信号进行传输;称为数 字信号。早期的编码电报就是

9、一种数字信号;而现在利用计算机控制的程控电话交换机,就是现代化数 字化的通信设备。由于数字信号抗干扰能力强,其转接、存储和控制等方面灵活方便;加上模一数或数 一模转换技术及大容量高速度计算机的发展,加快了数字通信的普及和发展。从一回路线路允许传输的能力来讲,模拟通信强调的是允许传输的频率范围(频带)的宽度。以KhZ(千 赫)、MHZ (兆赫)表示。而数字通信强调的是单位时间内传输信号数字的个数,即传输速率,以千毕(kbit/s)、 兆毕(Mbit/s)表示。目前,宽带通信网的传输速率已达到100兆毕(即每秒可传输100兆个数字)以 上(即采用所谓的5号电缆),并已在研发传输速率为600兆毕以上

10、的系统。二. 使用环境、条件等提出的性能要求 使用环境、使用条件以及安装辐射时都会对电线电缆产品提出许多性能要求,现粗略归类列举如下;1. 满足生产、运输、安装敷设时应具备的性能要求如何弯曲性、不被刮伤等;几乎对所有线缆产 品均有不同程度的要求。2. 适应使用场合的环境温度 许多产品工作时,自身发热很小,但环境温度很高;有的产品用于严 寒地区,则有不同的耐低温要求;有的产品则要求既要耐热又要耐寒,如汽车用电线等。3. 防止外力破环或承受自重 如敷设地下(特别是直埋于土壤中)的电缆均需用钢带铠装;敷设 在竖井。斜井以及水中的电缆要求钢丝铠装,以承受电缆自重和机械保护;矿井中的电缆要求耐砸、抗 挤

11、压等。4. 满足使用方式的要求 最主要的是移动式使用的线缆产品要求柔软,如家用电器电源线、橡皮 电线电缆等许多品种。有的产品如悬浮在水面的设备与固定点之间的连接电线,要求特别柔软并能承受 频繁弯、扭、拉等应力。安装在经常处于有振动状态的场合下的电线电缆要求有耐振动性,如沿铁路轨道、过桥以及船上机 舱周围等。5. 阻燃或耐火要求 取决于线缆产品的使用场合或某一条线路的重要性;即使用场合对防火的要 求很高,如高层智能化大楼、计算机房、地铁等;以及大型公共建筑中的救急通道中的指示、照明线路、 报警线路等。6. 防鼠、防白蚁以及防霉等性能要求 在鼠害严重或白蚁严重地区,酚电线电缆应能防止老鼠或 白蚁啮

12、咬而破化产品,在湿热带地区要防止线缆产品外层生霉而损害材料性能。7. 耐大气老化或耐酸、碱、油类等化学物质的侵蚀 大气老化主要是氧或臭氧以及光照对高分子 材料的侵害;而化学物质的侵害有的是接触这些液气,有的是有害气体。8. 其他 如核电站用电缆或航天器用线缆有耐辐照等更为特殊的要求。必须强调指出:上述的汇总只是从哪些因素影响到线缆产品的使用寿命等进行一些归类。事实上, 同一种环境中有害因素的程度会有许多差异;而线缆产品由于有结构、规格大小和所用材料自身性能的 千差万异;因此,同一环境或使用条件可能对某些产品是相似的,而对某些产品却是不同的。所以,对 一种产品使用在某一特定场所时,必须逐一分析后

13、,再合理选用该产品系列中的具体品种;或研究采用 何种附加措施,以满足用户的需求。其次,应该明确,外部环境和使用条件是客观存在的。例如阻燃、耐火、防鼠、耐酸、耐油等,无 论对电力电缆、电话电缆、光缆等都是同样的要求。这些技术要求是防备外来的损害、保护线缆产品的 正常使用而提出的;与产品的使用功能并没有本质上的联系。但如果不能适应电线电缆的使用环境和防 止外界因素的损害,则产品的使用功能就不能保证。第二节 技术标准简介任何向市场供应的产品必须完全遵照各种相关的技术标准进行制造。技术标准是技术法规体系中的 核心,在产品的设计、制造、运输、贮存、销售、安装、运行过程中都应加以贯彻。一. 电线电缆用技术

14、标准的类别电线电缆制造所用的标准以产品标准为主体,并涉及到基础标准、材料标准、试验方法标准、试验 仪器设备检测方法标准和通用标准等各个类别。表 5 1 是电线电缆制造用各类技术标准的举例。表 51 电线电缆制造用技术标准的类别类别标准举例备注标准号标准名称产品标准GB12971-1999电力牵引用接触线Q标准号后的年 份疋扌日该标准开 始贯彻的年份。在该标准更 改后应重新发布 起始贯彻年份。在没有宣布 更改前,长期使 用。GB/T1179-1999圆线同心绞架空导线GB/T6109-1990漆包圆绕组线GB/T7095-1995漆包扁绕组线GB/T7672-1987玻璃丝包绕组线GB12706

15、-1991额定电压35kv及以下铜芯、铝芯塑料绝缘电力电缆GB9326-1988交流330kv及以下油纸绝缘自容式充油电缆GB5013-1997额定电压450/750v及以下橡皮绝缘电缆GB5023-1997额定电压450/750v及以下聚氯乙烯绝缘电缆基础标准GB8140-1995额定电压0.6/1kv及以下船用电力电缆和电线GB/T13849-1993聚烯烃绝缘聚烯烃护套市内通信电缆GB/T18015-1999数字通信对绞或星绞多芯对称电缆GB9023-1992实心聚乙烯绝缘射频电缆ZBK13001-1987通信光缆GB2900.10-1984电工名词术语电线电缆GB12972-1991

16、矿用橡套软电缆GB8170-1987数字修约规则Q多数产品标准 为系列或小类产 品标准;每一标 准中包括许多部 分、分别规定各 个品种。试验方法标准材料标准GB/T4074-1999绕组线试验方法GB/T3048-1994电线电缆电性能试验方法GB/T2951-1994电线电缆机械物理性能试验方法GB/T5441-1985通信电缆试验方法GB/T12666-1990电线电缆燃烧试验方法JB/T4278-1993橡皮塑料电线电缆试验仪器设备检定方法GB/T3952-1998电工用铜线坏GB/T3954-1983电工圆铝杆JB/T7599-1994漆包绕组线绝缘漆GB7594-1987电线电缆橡皮

17、绝缘和橡皮护套GB8815-1988电线电缆用软聚氯乙烯塑料GB15065电线电缆用黑色聚乙烯塑料GB/T15972-1995光纤总规范GB9771-1988通信用单模光纤系列GB12375-1990通信用多模光纤系列GB4175-1984铠装电缆一用钢带YD/T723-1994通信电缆光缆用金属塑料复合带GB/T4909-1985裸电线试验方法线缆产品用材料 有几千种,常用 材料、量大的有 专用标准;其他 采用通用标准、 行业标准、企业 标准。行业中编制了 “材料采购规 范”可供参考通用标准GB6995-1986JB/T8137-1999GB952-1989JB5268-1991JB/T81

18、35-1997JB/T1081-2000电线电缆识别标志 电线电缆交货盘 电缆外护层电缆金属套绕组线包装 电线电缆流量计算二. 技术标准的体系(一)国内标准技术标准体系 国内技术标准的体系依次是国际标准、行业标准和企业标准。无论是产品标准及其其他各类技术标 准,以及各种技术法规等均按此体系构成。1. 国家标准 是本国的权威性标准,全国各地、各行业、各部门都必须共同遵守。国家标准由国 家技术监督局统一管理,代号为GB (国标),后连具体标准的编号和该标准开始实施的年份。国家标准 的制定是由国家技术监督局指定的各行业标准委员会组织本行业内专家和研究机构、大学、主要用户部 门的专家进行标准的起草、研

19、讨和必要的验证试验,然后经反复审定、修改后通过;上报国家技术监督 局审查、批准和颁布。2. 行业标准是由各行业标准委员会组织编订、审查和批准,经向国家技术标准局备案、批准后颁 布。行业标准过去称为部标,因此其代号各不相同。如JB(机械部标准)、HB (化工部标准)、YB (邮电部 标准)、QB (轻工部标准)、SYB (石油部标准)等。由电线电缆行业标准委员会组织编订的行业标准代号 为 JB。一般是正式生产时间不长、生产企业数比例不高,以及国家标准尚未列入的产品才制定行业标准; 或者从未编定过国家标准的某一系列产品,一般先编订行业标准,经过几年实践运作后再经修订、上报 为国标。因此,行业标准并

20、不是技术要求和性能指标等比国家标准低,而只是表明标准中的内容,其成 熟性略差、或适用范围较小而已。3. 企业标准是由某一企业和几个企业联合提出标准草案,由省级标准管理部门组织行业内专家及 用户代表进行审查后批准、给编号的标准;代号为QB (企标)。通常在下列情况下要编订企业标准:Q企 业独立开发研制成的新品种;Q企业对国标或行业标准中的产品有某些较大的改变时;如结构、主要材 料、生产规格的扩充。提高某一技术指标、增添某一技术性能等。由此可见,企业标准实际上能反映某 一企业的技术开发能力。4. 在标准体系中有一个总的原则 即企业标准中不能有与行业标准、国家标准相抵触的内容;行 业表中不能有与国家

21、标准相抵触的内容。即无论是行业标准还是企业标准,除了上一级标准中没有的内 容具有“独立性”以外,其他相同的内容必须完全与上一级标准相同。我国台湾省的标准代号是CNS。(二)国际标准和外国标准 随着我国经济建设的发展和进一步扩大改革开放的前进步伐,线缆企业应该加速面向国际市场;因 此企业应尽量收集、积累和了解分析有关的国际标准和外国标准;使企业能按照国际标准和外国标准去 争取国外的订单,扩大我国线缆产品的出口和满足国内外资或合资企业的需要。表 52 是主要的相关国际标准和外国标准代号的简介。表 52 相关的国际标准与外国标准简介标准代号标准管理机构说明ISO国际标准化组织一一属联合国 科教文组织

22、主要是基础性体系标准,如LSO9000 “质量管理体系”等; 以及基础性原材料、测试方法标准等。专业性产品标准常与 行业性国际标准组织协调分工。有少量电线电缆标准如飞机用、公路车辆用、船用等。IEC国际电工委员会是由60余个主要国家参加的电工行业标准化组织。电线电缆 是其中一个较大的分委员会,下设十余个专门工作组。我国 从五十年代就加入该组织并参加各项活动。目前我国的电线 电缆产品国际标准,基本是等效或等同采用IEC标准。ANSI美国国家标准NEMA美国电气制造商协会标准ASTM美国材料试验协会标准在材料标准即材料试验标准方面,在国际上有一定的权威性。UL1美国保险商协会试验室标准实际上是代客

23、户进行产品验收试验的的一个专门机构,在世 界主要国家设有指定的代理机构(我国也有,如设在上海电 缆研究所内的“国家级电线电缆测试中心”)。因此,有一定 的权威性,特别如家用电器、电子线缆、绕包线等产品。IEEE美国电子电工协会标准EIA美国电子工业协会标准MIL美国军事工业标准BS英国国家标准NF法国国家标准UTE法国电器工业协会标准DIN德国国家国家标准ENHDTOCTJISJCS欧洲共同体标准欧洲共同体协商标准苏联(现为俄罗斯)国家标准 日本工业标准(国家标准) 日本电线电缆行业协会标准三. 电线电缆产品标准的组成1. 技术标准的法制性决定了对标准内容的严密性、完整性和准确性要求;因此电线

24、电缆产品标准 通常应有基础性规定,产品构成与技术要求,试验方法与检验规则,包装、标志、责任约定以及附录、编制说明等几部分组成。当然,不同产品的标准会因其本身的结构复杂程度,同系列品种种类的多少, 而有些差别;但标准组成的框架原则不变。表 5 3 是对电线电缆产品技术标准各组成部分的说明。表 53 线缆产品技术标准的组成介绍标准组成部分包含内容说明基础性规定主要内容与适应范围限定本标准适用于何种场合、何种条件下 的何种(系列)产品。术语对表中重要的专用名词定义加以明确引用标准本标准内容中引用的相关标准使用特性让使用者知道产品的主要使用特性,如电 压,工作温度、环境温度、允许弯曲半径 和一定的限制

25、等。代号、型号、产品名称与表示方法各品种的生产范围技术要求产品的结构组成及主要工艺要求从导体逐一向外列出要求结构尺寸和允许偏差材料要求对所用材料的品种、牌号、等级、组成, 以及性能要求加以规定产品性能的项目与技术指标试验方法与检验规则各性能测试项目的试验方法一般项目引用相关的测试方法标准各性能测试项目的检验规则参见本章第三节包装、标志与责任约定交货长度包装方式与要求产品和包装后的标志责任约定对运输、装卸、贮存的要求企业对因制造方产生的质量问题作出承诺标准名称即归口单位标准名称国家标准由国家技术监督局批准、给定标 准号,指定实施日期标准号批准单位、批准日期、实施日期标准提出、起草的单位和起草人由

26、国家技术监督局指定的行业标准委员 会组织进行标准归口单位附录凡标准中涉及的材料、试验方法、计算公 式、技术数据等尚无相应国家标准或行业 标准的序以附录形式逐一加以规定2. 电线电缆产品标准和试验方法标准不多是系列性标准;即在一个标准中归入了不同一系列和一 小类产品,他们的结构或特性、或用途有很大的相似性。其目的是既可减少标准号的数量,更利于用户 对比选用,这也是国际标准编制中的一种趋势。此种标准,第一部份是“一般规定”,即将这一系列或小 类产品中共同性的内容综合列出;然后在下列的各部分依次对某一种或系列产品、或试验方法的要求、 规定等各别列出。因此,在针对某一种产品时必须同时按照第一部份和涉及

27、该产品的那一部分标准合并 使用。表 54 中 几个标准作为示例进行介绍。表 54 系列性技术标准举例标准名称、标准号标准中的各部分名称各部分的标准号GB/T6109漆包圆绕组线第1部分一般规定GB/T6109.1-1990第2部分155级改性聚酯漆包铜圆线GB/T6109.2-1990第3部分高强度缩醛漆包圆铜线GB/T6109.3-1985第4部分直焊性聚氨漆包圆铜线GB/T6109.4-1988第5部分180级聚酯亚胺漆包圆铜线GB/T6109.5-1988第6部分220级聚酰亚胺漆包圆铜线GB/T6109.6-1988第7部分130级聚酯漆包圆铜线GB/T6109.7-1990第8部分热

28、粘合或溶剂粘合聚酯漆包圆铜线GB/T6109.8-1989第9部分热粘合或溶剂粘合直焊性聚氨脂漆包圆铜线GB/T6109.9-1989第10部分180级聚酯亚胺/聚酰胺复合漆包圆铜线GB/T6109.10-1990第11部分200级聚酯亚胺/聚酰胺酰亚胺复合漆包圆铜线GB/T6109.11-1990GB5013-1997 额定电压450/750V 及以下橡皮绝缘电 缆第1部分一般要求GB5013.1-1997第2部分试验方法GB5013.2-1997第3部分耐热硅橡胶绝缘电缆GB5013.3-1997第4部分软线和软电缆GB5013.4-1997第5部分电梯电缆GB5013.5-1997第6部

29、分点焊机电缆GB5013.6-1997第7部分耐热乙烯酯一乙酸乙烯橡皮绝缘电缆GB5013.7-1997GB/T4909-1985裸电线试验方法第1部分总则GB/T4909.1-1985第2部分尺寸测量GB/T4909.2-1985第3部分拉力试验GB/T4909.3-1985第4部分扭转试验GB/T4909.4-1985第5部分弯曲试验 反复弯曲GB/T4909.5-1985第6部分弯曲试验 单项弯曲GB/T4909.6-1985第7部分卷绕试验GB/T4909.7-1985第8部分硬度试验布氏法GB/T4909.8-1985第9部分镀层连续性试验 多硫化钠法GB/T4909.9-1985第

30、10部分镀层连续性试验 过硫酸酶法GB/T4909.10-1985第11部分镀层附着性试验GB/T4909.11-1985第12部分镀层可焊性试验焊球法GB/T4909.12-1985第三节 性能检测项目的选定与检查规则性能检测的几个相关内容分析制造厂生产的产品质量优劣,能否出厂以及用户验收产品的依据是产品技术标准。技术标准中规定 许多性能检测项目、技术标准、试验方法和检验规则,必须严格遵守。下面将分析这些相关项目的关系。(一) 性能检测项目与性能要求的关系本章第一节中说明了对产品的性能要求是根据其基本使用功能与使用环境、使用条件的不同而提出 的。但是这些原则性的定性要求必须针对每一个具体产品

31、;并且应化解为可以判断、可以定量、可以检 测并进行考核的项目时才有实用价值;才可列入技术标准中共各方共同遵守;这就是性能检测项目。事实上,一个性能检测项目只能反映某一性能要求中的一部分,经常要几个项目只能反映这一性能 要求。即使如此,技术标准中列出的性能检测的项目及其指标也只能反映性能要求中必须达到的。最低 的要求,即合格的要求。例如漆包线在高速绕制线圈(绕组)时,弯曲半径较小(产生弯曲应力)并承受一定拉力、成形后 不应发生反弹等。这就要求漆包线有较好的柔软度、漆膜要有足够的弹性和对导体的粘附性。经研究试 验后,在技术标准中列出了拉伸(一定速度的伸长)、急拉断、圆棒卷绕以及回弹等几个检测项目,

32、来检 测漆膜是否破裂,断裂时导体裸露多少长,以及卷绕放开时漆包线回弹的角度。从而判断是否满足上述 性能要求。又如市内通信电缆的使用功能要求都是传输中的性能;而这些性能是由电缆的基本性能参数即导线 电阻、绝缘电导(绝缘电阻率的倒数)、线对的工作电容等决定的,同时与“绝缘线对”的尺寸均匀性有 很大关系。为此,在其技术标准中除了固有衰减、串音等传输参数的检测项目外,还应有导体电阻不平 衡、电容不平衡等检测项目。使检测的结果尽可能放映出产品的传输性能水平。(二) 性能检测项目的技术指标 技术指标是性能检测项目的量值数据,确定了技术指标就能使改性能检测项目的技术指标,其表达 方式一般有下列三种方式。1.

33、 给定一个标准值,规定测试的结果不得大于,或不应小于该标准值。例如导线电阻(不大于)、 抗拉强度(不小于)、绝缘电阻(不小于)、工作电容(不大于)、故有衰减(不大于)等等。一般凡可以 直接在不破坏被测电线电缆产品时可测得性能值的情况下,如大多数电性能(耐电压试验除外);以及取 段试样测试可得到具体数值的情况下采用。此类技术指标的特征是测试值较为准确地反映理产品某一性能的真实情况,可作为产品设计或用户 运行系统中的技术参数。2. 要求产品应按标准中对某一个性能检测项目指定的检测试验条件进行考核,如能“通过”则表 示“合格”。例如所有产品的耐(电)压试验,产品的弯曲试验和船用电缆的耐振动试验等。此

34、类检测项目实际上没有明确的技术指标值,而只要求经受住指定的考核条件。或者说,这些考核 条件就是其技术指标;因为这些考核条件就是从确保产品长期安全运行的要求出发而加以选定的。例如耐(电)压试验是百分之百产品都在进行的检测项目,目的是考虑产品在工作电压下运行的可 靠程度和发现绝缘中的严重缺陷(如混有杂质、水分、机械外伤)。同时也可暴露出制造过程中的缺点。 但是产品的绝缘层如果要承受过高的试验电压和过长的加压时间是会损伤所有的绝缘层,造成绝缘的暗 伤。因此耐压试验的电压值和加压时间的确定必须有一个原则:即既能暴露问题又不损伤绝缘;如果通 过则表示能长期安全运行。根据电力系统中可能产生的电压值变化和长

35、期积累的经验,耐压试验的电压 一般规定为产品额定工作电压(U。)的24.5倍之间,低电压产品的倍数较小,中、高压的产品倍数较 小;U0为相电压。耐压试验的时间通常为5分钟。但110kv高压交联聚乙烯绝缘电力电缆的试验电压虽 为2.5U0,耐压时间却为30分钟。3. 对于要求应用于某些特殊场合或有特殊要求的产品,例如要求产品具有阻燃、耐火、耐核辐射 (如核电站用电缆),以及防鼠、防白蚁特性等。一般不再产品标准中列出检测项目,而是另外要按这些 特殊要求专门编订的试验标准如“电线电缆燃烧试验方法”进行专项考核;即既要符合其产品标准又要 符合某一专项试验标准。(三)性能检测项目与试验方法1. 应该说,

36、性能检测项目和对应的试验方法是一个整体。要确立一项检测项目,首先要研究试验 方法与设施;只有当试验方法与设施成熟后,即实验设施具有可操作性,实验结果有重复性、可比性以 及便于判断之后,该项目才能确立;然后在研究确定技术标准。对电线电缆的产品来说,除了可以借用或引伸物理学中已经建立的测试方法来测定一些基本的电性 能参数和构件材料的机械物理化学特性以外;大部分检测项目的试验方法必须自行研究确定,特别是由 使用环境和使用条件提出的性能检测项目。因此,深入了解这几项内容与性能要求之间的内在联系就显 得特别重要、2. 针对满足产品使用环境或使用条件提出的性能要求,其检测项目测试方法的研究,首先是从模 拟

37、其使用环境或条件出发的,例如在矿井中使用的矿用橡套电缆会受到被采矿石的砸碰、或被矿车挤压 等;为此要设立一些考核承受这些外来机械力的检测项目,经长期研究试验确定下列方法后,抗机械冲 击性能和抗挤压性能的检测项目才得以确立,并列入国家标准中。类似过程的检测项目比比皆是,几乎 每一个线缆产品的标准中都有。A. 矿用电缆的抗机械冲击试验过程: 安置好电缆试样;在电缆的3 根动力线芯中施加三相交流额定电压,并接入检漏继电器; 启动试验机,冲锤从规定高度(0.751.5m,以导线截面大小分档)自由落下,冲击电缆试样, 一根试样应分别在5处试验,相邻两处的间距约为100mm。实验结果判断:按标准规定的每处

38、冲击次数(23 次)完成后,检漏继电器不动作时(即相间绝缘 没有破裂),则认为试样通过此项检测。B. 矿用电缆的极压试验过程: 将 2m 长电缆试样按要求放置后,整体置于水压机或油压机中。电缆试样的动力线芯间施加三 相交流额定电压,并接入检漏继电器。 气动压力机,缓缓增加压力至规定值(3040KN按电缆规格),即完成一次挤压。应分别在5 处试验,相邻两处的间距约为100mm。实验结果:完成 5 处挤压后,检漏继电器不动作,则认为试样通过了此项试验。3. 对于反映电线电缆老化性能的检测项目,例如耐老化、耐油性等对高分子材料十分重要的性能 检测项目;其试验方法通常是从成品上取下试样,置于一种加速老

39、化的环境中保持一定时间;然后取出 与未经过老化的样品做某些指标的对比试验;判别的标准是老化后试验的测试值限定在未老化试样测试 值(称为原始值)的某一范围内,作为合格。由于高分子材料性能的差异性较大,因此通常要取 510 个试样同时进行老化试验,试验后进行性能测试(如抗拉强度、断裂伸长率),再取其平均值作为试验结 果。在1997年版的GB5013和GB5023标准中,对试验后的判别标准作了更为明确的修改,即规定了测 试数据的最小中间值和最大变化率。表 55 列出了几种产品的绝缘、护套老化试验条件作为实例。表 55 电线电缆绝缘与护套老化试验条件举例品种系列结构件导体最高 温度。C老化试验条件判别

40、标准(与原始值对比)温度C时间(小时)聚氯乙烯 绝缘、护 套电线、软线绝缘708027X24抗张强度与断裂生长率均应满足最小中间值:70 C 级为土 20%90 C 级为土 25%90135 210X24护套8027X24橡皮绝缘 电线电缆绝缘608027X24抗张强度为原始状态的84%(最小中间值),最 大变化率25%断裂伸长率的最小中间值同原始状态,最大变化 率为25%110150 土27X24抗张强度和断裂伸长率的最大变化率为土 3%, 无最小中间值要求。180200 土210X24抗张强度和断裂伸长率为原始值的80%(最小 中间值),最大变化率无要求。护套70土210X24天然胶等混合

41、物:抗张强度和断裂伸长率的最 大变化率为原始值的土 20 %。抗张强度无最小中 间值要求,断裂伸长率的最小中间值为250%氯丁胶和相当的弹性体:抗张强度的最大变化 率为原始值的一15%,无最小中间值要求。断裂 伸长率最小中间值为250%,最大变化率与原始 值相比为一25 %。聚氯乙 烯绝缘70100 土27X24抗张强度和断裂伸长率的最小值与原始值相等,最大变化率为25%交联聚 乙烯绝 缘90135 土27X24抗张强度和断裂伸长率与原始值相比的最大变 化率应为25%最小值无规定聚氯乙 烯护套100 土27X24与原始值相比,抗张强度与断裂伸长率相等,最 大变化率应为25%聚乙烯 护套100

42、土210X24断裂伸长率的最小值应与原始值相等,最大变化 率无要求。抗张强度的最小值与最大变化率均为 要求。塑料绝缘 电力电缆检查规则中的实验类型1. 在产品技术标准中除了列出了所有技术要求、性能检测项目指标外,还必须规定检查规则。检 查规则一般采用列表的方式,这是制造厂质量监督检测部门必须严格执行和控制的内容。 检测规则中依次列出检测试验的项目、技术要求(即该表中的条文号)、试验类型和试验方法。其中的 试验方法只需说明线缆产品专门试验标准号或其中的条文号;对于没有通用试验方法的项目,则说明该 标准条文中的或附录中的规定方法。2. 检查规则中的试验类型指的是对所有的检测项目各以产品总量的何种比

43、例进行检测。所有电线 电缆产品性能检测项目的试验类型分为例行试验(代号R)、抽样试验(S)和形式试验(T)三种,现将 这些试验类型的定义、选定原则列于表56 中。目前有个产品标准、所GB/T13849 93 “聚烯烃绝缘聚烯烃护套市内通信电缆”中,将“中间控制” 也作为检查规则中的一种试验类型;主要是要求中间检测控制个关键工序的结构尺寸。其原因是结构尺 寸对通信电缆的传输性能影响非常直接。此外,有些企业为了以优质产品与市场竞争,对某些产品也在 企业内的“产品检测过程中”中做出相应规定,即称为“质量监测点”。这与线缆制造必须特别重视中间 控制的要求是一致的。表 56 检测规则中的试验类型试验类型

44、代号定义说明检测项目举例出 厂 试 验例 行 试 验R制造厂应对全部电线电缆成品 进行的试验的项目对保证产品安全运行起主要 影响的项目与经济合同有关的项目如制 造长度等外观检查长度、标志、包 装;耐电压试验,中压以上电 力电缆的局部放电试验。抽 样 试S制造厂按制造的批量比例,抽取 完整的电线电缆并从其上切取 试样或元件进行的试验。对保证产品安全运行起重要 影响,或对产品主要特性、使 用寿命等有影响的项目。结构尺寸检查;导线电阻、 绝缘电阻、电容;绝缘和 护套的物理机械性能试按标准中规定比例的数量测试 如有不合格,应加倍数量抽样重 新测试。如再有不合格,该批产 品应全部测试该项目。这些项目检测

45、时的特征是不 适宜连续测试;要破坏试样; 或测试比较麻烦而该性能不合 格的随机性小验。判 断 和 积 累 性 试 验型 式 试 验制造厂在做过一次之后,只有在 下列情况下,再重新进行试验Q产品所用材料、结构或主要工 艺发生变化时;Q客户要求供货前重复测试时;Q产品标准中规定要定期测试(一般为半年一次)时。考查电缆性能裕度的项目考查电缆在安装、使用时机 械承受能力的项目一些相对不太重要,但也反 映产品质量水平的项目需较长时间才能考察的性能一些特殊环境条件要求的检 测项目电线电缆4倍电压的耐压 试验弯曲试验、抗冲击性、耐 振动性、电缆护层中外被层浸渍剂 的滴流性架空电缆护套的耐气候老 化性阻燃、耐

46、火性能从表 56 中可见,抽样试验也是出厂试验的项目;这些项目对保证电线电缆产品的质量也十分重要; 所以要采用抽样检测的方式,其原因如表中说明所述。把型式试验这种类型称为“判断和积累性试验”是因为:在制造厂进行型式试验时,通常要求同时 进行全部的抽样检测项目,并加以积累;使对该产品的性能水平、裕度有较全面的掌握;对产品的结构、材料,以及制造工艺水平有一个综合性的评定。因此,每次型式试验之后,应有一个分析评估报告,并 不断积累。第四节 电线电缆的性能检测项目综上所述,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。本节将性能检测按特 性分类,尽可能全面地作些介绍。一. 结构尺寸及外观表

47、 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

48、(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,要控制最大外径外径、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漆膜针孔试验检查各种产品漆包线S.T绝缘连续性对薄绝缘有趣哦无断裂薄层挤包绝缘用活化试验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导线断裂伸长率测定通信电缆等 绝缘线芯细直径安装 连接线 通信电缆二. 电性能检测项目(一) 基本电性能坚持表 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

49、线直流电阻控制最大电阻值,减小线路损耗、电压降测定直流电阻金属导体的所有产品S或R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。测量最小绝缘电阻值各种产品S.T计算机绝缘层电导值测量最大漏泄电流通信电缆耐电压例行试验确保产品安全性的最 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介质损耗角正切(tg S)限定绝缘层(介质)的发

50、热、损耗测定在一定电压、一定频率下的tg 5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。表 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

51、检测目的试验类型U。为 3.6kv 及以下聚 氯乙烯电 缆室温下绝缘电阻测温(并 计算)最高额定温度时绝 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20C )的水中1小时后,加上直流电压(80500V) 15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TU0为6kv的聚氯乙烯 电缆U03.6kv 及 以上的交 联聚乙烯 电缆4U0,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U。、4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

52、1.5U。,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Q局部放电Q冲击电压试验(正负各10次)Q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最高温度高10C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

53、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4U0、4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4U。、4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tgS与电压关系试验tgS与温度关系试验U0为620kv的电缆应分别测定0.5U。、U。、 1.5U。、2U0交流电压的tg 8O然后通电流加热电缆,分别在室温和最高额 定温度下测定tg 值测试电压2kv。U021kv电缆仅测定在902C时的tg So 所测tgS值,及变化值应符合标准规定。介质损失角正切tg S 是中高压电缆绝缘的 重要性能参

54、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。0次参数;导线有效电阻R、工作电容C、电感L和绝缘电导G;Q二次传输参数;波阻抗Z、传输常数Y;Q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。表 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

55、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。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根R.T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对近端串音衰减远端串音防卫度固有衰减基本电性能参数100对以上抽测10根,200对及以上抽测20根T.T2 %线对,但不少于20对R.T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,见产品标准控制电缆传输中的电磁波率衰

56、减同上,抽样试验时抽取2%的线对,但不少于20 对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 511 特殊性能

57、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605C,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

58、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 电阻的最大值有相应 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,

59、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7075C 烘箱中干燥

60、2小时,取出后立即放入502C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 电晕的能力取1.2m长成盘电线,以受一定张力的方式将试样 绕在25mm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。最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;因此是最通 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

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