额定电压1kV(U=1,2kV)到30kV(U=36kV)挤包绝缘电力电缆及附件EPR、HEPR和XLPE绝缘和弹性体护套的热延伸试验检测

发布时间:2026-05-20 阅读量:6 作者:生物检测中心

在电力系统的稳定运行中,电力电缆及其附件扮演着至关重要的角色。对于额定电压从1kV(标称电压U=1.2kV)到30kV(最高电压U=36kV)这一广泛使用的电压等级范围内的挤包绝缘电力电缆及附件,其绝缘和护套材料的性能至关重要。其中,采用乙丙橡胶、硬质乙丙橡胶和交联聚乙烯作为绝缘材料,并搭配弹性体护套的电缆,因其优良的电气和机械性能而被广泛应用。为了确保这些电缆在长期运行,尤其是在可能遭遇短时过载或高温环境时仍能保持结构完整性与绝缘可靠性,对其绝缘和护套材料进行热性能评估是必不可少的质量控制环节。热延伸试验正是评估交联聚烯烃绝缘材料和弹性体护套材料热机械性能的关键检测项目之一,它模拟材料在高温和负重条件下的变形与恢复能力,直接反映了材料的交联度、热稳定性及抗永久变形能力,是判断其是否符合长期安全运行要求的重要依据。

检测项目

本次检测的核心项目为热延伸试验。该试验主要评估EPR、HEPR、XLPE绝缘层以及弹性体护套在规定的温度、负重和时间条件下的性能,具体包含两个关键指标:
1. 载荷下的伸长率:试样在高温下承受规定负重时,其标线间长度的增加百分比。此指标用于衡量材料在热和机械应力共同作用下的短期抗延伸变形能力。
2. 冷却后的永久变形率:移除负重并让试样在室温下冷却后,其标线间残留的伸长量与原始标距的百分比。此指标用于评估材料在经历热应力后的弹性恢复能力,即抗永久形变能力。

检测仪器

进行热延伸试验需要一套精密的专用设备,主要包括:
1. 热延伸试验箱:一个能够精确控制并保持规定试验温度(通常为200℃±3℃或根据特定标准要求)的恒温空气烘箱,内部应有足够的空间悬挂试样且温度均匀。
2. 砝码与加载装置:提供精确的负重,通常通过夹持装置将砝码的力垂直施加于试样的下端。负重根据试样的截面积和标准规定的应力值计算得出。
3. 标线装置:用于在试样上精确标记出初始测量标距(通常为20mm)。
4. 测量尺或变形测量仪:精度至少为0.1mm的长度测量工具,用于测量试样在试验前后标线间的距离。
5. 试样制备工具:冲刀、裁刀等,用于从绝缘层或护套上制取标准尺寸的哑铃状试片。

检测方法

试验需严格按照标准程序操作:
1. 试样制备:从成品电缆的绝缘层或护套上,沿纵向或横向切取哑铃状试片,或采用管状试样。精确测量试样的截面积,并在其工作部分标记出初始标距。
2. 加载与加热:将试样垂直悬挂在已预热至规定温度的试验箱中,下端施加根据标准应力(如对于绝缘材料常为20 N/cm²)计算出的相应砝码负重。
3. 测量与记录:试样在负重下置于规定温度中保持一定时间(通常为15分钟)后,立即测量标线间的伸长长度,计算载荷下的伸长率。
4. 冷却与再测量:随后,在不移除试样的情况下,从烘箱中取出试样(或移开热源),使其在负重下冷却至室温。然后移除负重,让试样自由恢复一段时间(通常为5分钟),再次测量标线间距离,计算永久变形率。

检测标准

该检测项目主要遵循以下国际、国家及行业标准,这些标准对试验条件、试样制备、性能要求作出了明确规定:
1. IEC 60811-507:电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法 - 第507部分:机械性能试验 - 热延伸试验。这是国际上广泛采纳的基础方法标准。
2. GB/T 2951.21:电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法 第21部分:弹性体混合料专用试验方法 - 热延伸试验。我国等同采用IEC标准的国家级标准。
3. 产品标准引用:具体的性能合格判据需依据对应的电缆产品标准,例如:
- GB/T 12706(额定电压1kV到35kV挤包绝缘电力电缆及附件)
- IEC 60502(同类产品的国际标准)
这些产品标准会规定绝缘和护套材料热延伸试验的合格指标,例如通常要求载荷下伸长率不超过175%,冷却后永久变形率不超过15%。