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陕西华纳机电产品质量检测有限公司

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老化及高温性能       



绝缘和护套热冲击试验

一、检验目的
    热冲击试验是考核电线电缆的绝缘和护套材料在运行过程中抗开裂性能的一种检验方法,故又称抗开裂试验。
    热缩材料在机械应力条件下(如弯曲),温度急剧变化时所能承受热应力变化而不破裂的能力称为热冲击性能。
    电线电缆产品在使用和运行过程中,都会有弯曲和温度急剧变化情况发生,由于导体和绝缘、护套材料的热膨胀系数不同,在温度骤然变化的情况下,容易使绝缘和护套破裂,可能导致短路事故。 
二、适用范围
本试验方法适用于电线电缆产品的绝缘和护套的热冲击试验。
三、检验依据
    GB/T 2951.31—2008/IEC60811-3-1:1985 
四、试验设备及器具
   空气烘箱、卷绕装置
五、取样及试样制备 
  1、在每个被试样品上切取两根适当长度的试样,试样取自两处, 间隔至少1m,若有外护层的话,应从绝缘和护层上除去。
  2、试样制备
       绝缘线芯  
       试样应按下列3种方法中的一种进行制备: 
a)对于外径不超过12.5mm绝缘线芯,每一试样是一段绝缘线芯。
b)对于外径超过12.5mm,绝缘厚度不超过5.0 mm的绝缘线芯和所有的扇形绝缘线芯,每个试样应取成绝缘窄条,其宽度至少是绝缘厚度的1.5倍,但不少于4mm。窄条应沿绝缘线芯的轴线方向切取,如果是扇形绝缘线芯,应在绝缘线芯的“背部”切取。
c)对于外径超过12.5 mm,绝缘厚度超过5.0 mm的绝缘线芯,每个试样应按 b)项规定切取窄条,然后窄条的外表面磨或削(避免过热)到4.0~5.0mm厚,该厚度应在窄条的较厚部分测得,窄条的宽度至少是厚度的1.5倍。 
护套试样应按下列4种方法中的一种进行制备:
   a)对于外径不超过12.5mm的护套,每个试样应是一段电缆,
   b)对于外径超过12.5mm,厚度不超过5.0 mm的护套,每个试样应是取自护套上的窄条,其宽度至少是护套厚度的1.5倍,但不少于4 mm,窄条应沿电缆的轴线方向切取。
   c)对于外径超过12.5 mm,厚度超过5.0 mm的护套,每个试样应是按b)项规定切取的窄条,然后窄条的外表面磨或削(避免过热)到4.0~5.0mm厚,该厚度应在窄条的较厚部分测得,窄条的宽度至少是厚度的1.5倍。
   d)对于扁电缆,如果电缆的宽度不超过12.5mm,每个试样应是一段完整的电缆。
   e)电缆的宽度超过12.5mm,则每个试样应是按b)项规定从护套上切取窄条。 


六、试验步骤
    1、每个试样在环境温度下紧密地在试棒上绕成螺旋形,将两段固定。试棒直径和卷绕圈数规定如下:
                                             表1
 试样外径 D(mm)      试棒直径(mm)               卷绕圈数
     D≤2.5                                   5                                       6
   2.5< D≤4.5                          9                                       6
  4.5< D≤6.5                          13                                      6
  6.5< D≤9.5                          19                                      4
  9.5<D≤12.5                         40                                      2


                                                 表 2
  试样厚度δ(mm)     试棒直径(mm)              卷绕圈数(mm)
        δ≤1                                  2                                            6
      1<δ≤2                                4                                            6
      2<δ≤3                                6                                            6
     3<δ≤4                                 8                                            4
     4<δ≤5                               10                                            2
上述表格中,试样外径或厚度应用游标卡尺或其他合适的测量工具进行测量。 
   1)表1适用于按(绝缘线芯、护套)条a项制备的试样;对于扁平电缆和软线,试棒直径应按其短轴尺寸选取,卷绕时使其短轴垂直于试棒。
   2)表2适用于外径大于12.5mm制备窄条的试样。在这种情况下,试样的内表面应与试棒接触。
2、将绕在试棒上的试样放入预热到(150±2)℃ 的空气烘箱中保持1h。
3、取出试样,当试样达到近似环境温度后,检查仍在试棒上的试样有无裂纹。
 七、试验结果的评定
    当用正常视力或校正后的视力而不用放大镜进行检查时,试样应无裂纹。

绝缘和护套热延伸试验
一、试验目的
    热延伸是考核橡皮绝缘和护套绝缘材料在热和负荷作用下塑性变形和永久变形的一种检验方法,采用比使用温度高得多的试验温度和一定负重的条件下,经过绞短时间的热老化的伸长率的变化来体现塑性变形和永久变形的一种试验。如果热和负载作用下变形大,会丧失机械性能,直至导致短路,电缆无法正常使用。 
二、适用范围
    本试验方法适用于额定电压450/750V及以下橡皮绝缘电缆的国家标准和额定电压450/750V及以下橡皮绝缘软线和软电缆的行业标准中所有产品及其他电线电缆产品的绝缘和护套热延伸试验。
三、 检验依据 
      GB/T 5013—2008
      JB/T 8735—2011
      GB/T 2951.21—2008/IEC60811-2-1:2001
四、试验设备及器具
    1、热延伸试验仪、砝码
    2、钢尺 
五、取样及试样制备
    1、从每一被测试样上切取两个绝缘样段和护套样段。
    2、哑铃试件应在除去所有凸脊和/或半导电层后从绝缘和护套
         内层制取。
    3、按哑铃试件和管状试样的制备方法(见试件的制备)切取2
        个绝缘和护套试样。
    4、计算截面积(见截面积的测量)。
六、试验步骤
1、将热延伸仪加热到200±3℃。
2、将两个试件和钢尺夹持在试验架上,在试件的下端挂上按机械应力为 0.20N/mm 2计算得出的重物。
3、用夹头固定管状试件时,不应使试件两端紧密封闭。如在试件一端插入 一小段金属针管,其尺寸略小于试件内径。
4、试件放入烘箱后达到规定温度开始计时,15分钟后立即测量标志线间的 距离。如果烘箱没有观察窗而必须把门打开进行测量,则应在打开门后30秒内测量完毕。(如有争议,试验应在带观察窗的烘箱内进行,并且不打箱门测量)。
5、测量后应立即从试件上解除重物(在下夹头处把试样剪断),并使试件在规定的温度下恢复5分钟。然后从烘箱内取出试件,慢慢冷却至室温,再次测量标记线间的距离。
6、计算伸长率及中间值。
   伸长率计算公式如下:
  伸长率 = (拉伸后的标记间距离-原始标记距离 )÷原始标记距离 ×100%
 七、试验结果的评定
   1、在规定温度下负重15分钟后,伸长率的中间值不大于相关标
         准规定。
   2、试件从烘箱内取出冷却后标记线间距离的增加量的中间值对

        试件放入烘箱前该距离的百分比应不大于相关标准规定。


绝缘和护套的失重试验 
一、检验目的  
    绝缘和护套的失重试验是考核绝缘材料和护套材料热老化性能的一种检验方法,聚氯乙烯高分子材料在其促使老化的氧、热的条件下,材料的裂解或聚合,材料的个别组份的迁移和挥发,而导致失去部分重量,久而久之失去机械性能、电气性能,直至不能使用,因此聚氯乙烯绝缘和护套的产品均要作失重试验。 
二、适用范围
    适用于额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆电线和软线及其他相关标准。
三、检验依据
    相关产品标准。
    GB/T 2951.32—2008/IEC60811-3-2:1985
四、试验设备及器具 
    1、老化箱:自然通风或压力通风。如有争议,采用自然式。
    2、分析天平:感量0.1 mg
    3、干燥器:使用硅胶或类似材料的干燥剂
五、取样及试样制备
1、取样
      从电缆上取三段绝缘、护套试样,每段长100mm,如果失重试验与热老化试验的结合进行时,则可从热老化试验的试样中取三个,每个绝缘线芯、护套取一组试件。
2、试样制备
   除按“哑铃试件和管状试件的制备”规定制备试件外,还必须符合下列规定:
   1)绝缘上的半导电层(若有的话)应采用机械方法而不用溶剂除去。   
   2)尽可能制取大哑铃试件,如果绝缘线芯尺寸太小而不能制取大哑铃试件,则可制取小哑铃试件。哑铃试件两个表面应平行,其厚度为1.0±0.2 mm。
   3)对于内径不超过12.5mm的试样,只要绝缘内不粘附半导电层,可以用管状试件代替哑铃试件。     
   4)管状试件两端不应封闭,每个试件的总表面积应不小于5cm2。
   5)管状试件、哑铃试件不要求加标记线。
   6)双芯扁平软线线芯之间两边有凹槽,试验时不应将绝缘线芯分开。 
六、试验步骤
1、将制备好的试件编号,测量厚度、外径,计算试样的挥发表面积。
1)管状试件
表面积A=外表面积+内表面积+断面面积 A=2∏(D – δ)×(L+ δ)/100


式中:
        A—管状试件表面积,以cm2为单位。
        δ—试件平均厚度,mm。若δ≤0.4 mm,到两位小数,若δ>0.4 mm,则到一位小数;
        D—试件平均外径,mm。若D≤2 mm,到两位小数,若D>2  mm,则到一位小数; L—试件长度,mm。到一位小数。
a)δ和D均按“绝缘厚度的测量”和“外形尺寸测量”的规定,在每个管状试件端部切取的薄片上测得。
b)这个公式也适用于内表面锯齿形状的管状试件。
c)双芯扁平软线挥发表面积的计算,可将其认为是两个分开的管状试件。
2)哑铃试件
小哑铃试件  A=624+(118 δ) / 100
大哑铃试件A=1256+(180 δ) / 100
式中:
              A—哑铃试件表面积,以cm2为单位。
              δ—试件平均厚度,按“绝缘和护套老化前后拉力试验“中的哑铃厚度的测量方法进行测量,以mm计,计到两位小数。
2、将试件放在环境温度下的干燥器中存放至少20h。每一试件从干燥器中取出后立即精确地称重,以mg计,精确到一位小数。
3、下列产品的三个试件应按下述条件在大气压力下,根据标准规定的温度和时间下保存。
       a.组份明显不同的材料不应在同一烘箱 内同时进行试验。
       b.试件应垂直悬挂于烘箱的中部,试样之间的距离至少20 mm。
       c.试件所占体积应不超过烘箱体积0.5%。               
4、热处理完毕后,试件应重新放入环境温度下的干燥器中存放24h,然后用分析天平再准确称重每一试件,以mg计,精确到一位小数。
5、失重的计算
每个试件的失重 = 试件的原始重量-试件热处理后的重量 /挥发表面积         
         — 每个试件的失重单位为mg/cm2;
         — 试件的原始重量以mg为单位;
         — 试件热处理后的重量以mg为单位。
 七、试验结果的评定 
    将取自3个试件的测量结果的中间值作为该绝缘或护套的失重,以mg/cm2为单位,所有产品的失重最大值不应超过2.0mg/cm2。


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