额定电压1kV至30kV挤包绝缘电力电缆及附件绝缘屏蔽可剥离性检测说明
额定电压1kV(Um=1.2kV)到30kV(Um=36kV)的挤包绝缘电力电缆及附件是现代电力输配系统中的关键组件,广泛应用于城市电网、工业供电、新能源发电并网等领域。这类电缆通常采用三层共挤工艺制造,其结构包含导体、导体屏蔽、绝缘层、绝缘屏蔽(也称外屏蔽或半导电屏蔽)和金属护套等部分。绝缘屏蔽层的主要功能是均匀电场分布,防止局部放电,并保护绝缘层免受机械损伤和外界环境的影响。对绝缘屏蔽的可剥离性进行检测,是一项至关重要的质量控制环节。可剥离性特指在电缆安装过程中,尤其是在制作中间接头或终端头时,操作人员能够在不损伤主绝缘层的前提下,顺利、完整地将绝缘屏蔽层剥离下来的能力。这项检测的重要性在于,如果屏蔽层粘附过紧,剥离时极易划伤或残留半导电材料在绝缘表面,导致电场畸变,成为局部放电的起始点,严重威胁电缆系统的长期运行可靠性,甚至引发击穿故障;反之,如果粘附过松,则在运输、敷设或运行中可能发生屏蔽层移位或脱落,同样破坏电场均匀性。影响可剥离性的因素复杂多样,主要包括挤出工艺参数(如温度、压力、速度)、原材料配方(如基料聚乙烯或乙丙橡胶与导电炭黑的相容性)、界面状态以及冷却工艺等。因此,系统性地进行可剥离性检测,对于评估产品工艺稳定性、确保现场安装质量、最终保障电网安全稳定运行具有不可替代的价值。
具体的检测项目
绝缘屏蔽可剥离性检测的核心项目是评估剥离过程所需的力和剥离后界面的状态。具体可分为以下几项:
1. 剥离力测试:测量在规定宽度和速度下,将绝缘屏蔽层从绝缘层上剥离时所需的最大力、最小力和平均力。这是量化可剥离性的关键指标。
2. 剥离状态观察:定性或半定量地评估剥离后的界面。理想状态是屏蔽层被完整剥离,绝缘层表面光滑、清洁、无残留的半导电材料,同时屏蔽层本身无撕裂或内聚破坏。
3. 剥离角度与速度的影响评估:在某些更深入的研究或标准要求下,可能会考察不同剥离角度(如90度或180度)和不同拉伸速度对剥离力的影响。
完成检测所需的仪器设备
进行可剥离性检测通常需要以下专用仪器设备:
1. 电子万能材料试验机:这是核心设备,需具备精确的力值测量和位移控制功能,量程和精度需满足标准要求,通常配备数据采集系统以记录力-位移曲线。
2. 专用夹具:用于在试验机上固定电缆试样,并实现规定的剥离角度(如90°剥离夹具)。夹具的设计应确保剥离过程中力的作用线准确,避免产生附加弯矩。
3. 制样工具:包括用于沿着电缆轴向平行切开屏蔽层的切割刀(如手术刀),以及用于在试样上精确切割出规定宽度(例如10mm或20mm)剥离条的模板和刀具。
4. 测量工具:游标卡尺或测厚仪,用于精确测量试样尺寸和绝缘/屏蔽层厚度。
5. 观察设备:放大镜或体视显微镜,用于仔细检查剥离后的绝缘表面和屏蔽层内侧的状况。
执行检测所运用的方法
检测的基本操作流程遵循标准化步骤,以确保结果的可比性和重现性:
1. 试样制备:从成品电缆上截取一段长度适宜的样品。用切割刀沿电缆轴向轻轻划开绝缘屏蔽层,注意深度仅切入屏蔽层,绝对不能伤及主绝缘。然后,使用模板和刀具,在划开的区域切割出标准宽度的剥离条。
2. 设备校准与设置:启动电子万能试验机,进行力值和位移的归零校准。根据所选标准安装合适的夹具,并设置试验参数,如剥离速度(通常为250±50 mm/min)和采样频率。
3. 装夹与测试:将试样牢固地安装在夹具上,确保剥离条的自由端夹持在动夹头中,并使剥离角度符合规定(常见为90°)。启动试验机,开始匀速剥离,设备自动记录整个剥离过程中的力值变化,生成力-位移曲线。
4. 数据记录与分析:从力-位移曲线上计算平均剥离力、最大/最小剥离力。剥离长度应足够(例如至少100mm),剔除起始和结束段的异常值,取稳定剥离段的平均值作为结果。
5. 剥离面检查:测试完成后,立即用放大镜或显微镜仔细观察主绝缘表面是否有半导电材料残留、划痕或损伤,同时检查剥离下来的屏蔽层是否完整。
6. 结果判定:将测得的剥离力值与标准规定的限值进行比较,并结合剥离面的观察结果,综合判定该电缆绝缘屏蔽的可剥离性是否合格。
进行检测工作所需遵循的标准
为确保检测的权威性和一致性,此项工作必须严格依据国家、行业或国际标准进行。常用的标准规范包括:
1. GB/T 12706.1-2020 《额定电压1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)挤包绝缘电力电缆及附件 第1部分:额定电压1kV(Um=1.2kV)和3kV(Um=3.6kV)电缆》:该标准附录中包含了屏蔽可剥离性的试验方法和技术要求。
2. GB/T 12706.2-2020 《额定电压1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)挤包绝缘电力电缆及附件 第2部分:额定电压6kV(Um=7.2kV)到30kV(Um=36kV)电缆》:同样在其附录中对更高电压等级电缆的可剥离性测试做出了规定。
3. IEC 60502-2:2014 《额定电压1kV(Um=1.2kV)到30kV(Um=36kV)挤包绝缘电力电缆及附件 第2部分:额定电压6kV(Um=7.2kV)到30kV(Um=36kV)电缆》:国际电工委员会标准,是许多国家标准制定的基础。
4. IEEE 404-2012 《额定电压5kV至500kV挤压屏蔽电力电缆用电缆接头标准》:虽然主要针对附件,但也涉及对电缆屏蔽可剥离性的相关要求和测试方法。
这些标准详细规定了试样的制备方法、试验条件、剥离速度、评定准则以及剥离力的最大允许平均值等关键参数,是实验室进行检测和制造商控制质量的唯一法定依据。