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【學術精選】深入剖析電力安全!多角度對比幾大國標中橡膠絕緣電纜的絕緣電阻測試方法

來源: 作者: 時間:2023-10-18
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導讀(du)



絕緣(yuan)電(dian)阻(zu)是(shi)表(biao)征電纜(lan)產(chan)品絕(jue)緣特性(xing)的重(zhong)要指標,它與(yu)電纜的電擊穿(chuan)能力(li)或熱(re)擊(ji)穿的能力、絕緣中的介(jie)質損(sun)耗(hao),以及絕緣材(cai)料在工(gong)作狀(zhuang)態下逐(zhu)步劣(lie)化(hua)等,均(jun)存(cun)在(zai)密(mi)切(qie)聯係。橡膠絕緣電纜由(you)於(yu)其(qi)柔軟(ruan)性、耐(nai)扭曲性等(deng)優點被廣泛(fan)應(ying)用(yong)於需要移(yi)動、彎(wan)曲(qu)和(he)扭轉的場合。相關(guan)產品標準對(dui)產品(pin)絕緣電阻均有明確(que)的要(yao)求(qiu)。目(mu)前,絕緣電阻的測試(shi)標準有(you)GB/T 3048.5—2007、GB/T 20637—2006,IEC 60092-350:2001、IEC 60092-350:2020、MT 818.1—2009、GB/T 29631—2013。


本(ben)工作(zuo)對不同測(ce)試標(biao)準(zhun)的測試方法進行(xing)對比(bi),分析其測試原理和方法(fa),能更(geng)加清(qing)楚地理(li)解測試標準的意(yi)義(yi),保(bao)證(zheng)橡膠絕緣電纜在使(shi)用過程(cheng)中安全(quan)可靠。


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精讀

相關產品標準

目前廣泛應用於市(shi)場(chang)的橡膠(jiao)絕緣電纜主要有通用橡套軟電纜、煤(mei)礦(kuang)用電纜、船(chuan)用電纜和風(feng)能電纜等,其中通用橡套(tao)軟電纜對絕緣電阻沒(mei)有要求。這些(xie)電纜的相(xiang)關標準分(fen)別(bie)是GB/T 5013—2008,JB/T 8735—2016、MT 818.1—2009,GB/T 20637—2006、IEC 60092-350:2020、GB/T 29631—2013等6個標準。其中,MT 818.1—2009、GB/T 29631—2013等標準的測試方法均引(yin)用了GB/T 3048.5—2007。而GB/T 20637—2006、IEC 60092-350:2020等兩(liang)個(ge)標準均規(gui)定(ding)了絕緣電阻的測試方法。另外(wai),需(xu)注意的是 GB/T 20637—2006、IEC 60092-350:2020兩個標準中,例(li)行試驗和抽樣試驗(yan)的測試方法也(ye)與型(xing)式試驗的測試方法不同。本工作對這(zhe)些標準的測試方法進行對比,結(jie)果(guo)見表1。


表1 相關標準的測試方(fang)法對比


由表1可知(zhi):


①GB/T 3048.5—2007中(zhong)規定了每一(yi)線芯導(dao)體對其餘線(xian)芯(xin)和金屬層(ceng)(若(ruo)有)進行測試時(shi),對於單芯無金屬(shu)層電纜,應浸(jin)入(ru)水中,測量導體與水的絕緣電阻;


②GB/T 20637—2006、IEC 60092-350:2020的型式試驗方法均規定了去除(chu)電纜所有外護(hu)層,至(zhi)少(shao)浸入恒(heng)溫(wen)水1h後(hou),對導體(ti)與水進行測試。再(zai)將絕緣電阻換(huan)算成絕緣電阻常(chang)數(shu);


③GB/T 20637—2006,IEC 60092-350:2020的非(fei)型式(shi)試驗方法規定了每(mei)一線芯導體對其餘線芯和金(jin)屬層(若有)進(jin)行測試時,對於單芯無(wu)金屬層電纜,應浸入水中,測量導體與水的絕緣電阻。若電纜芯數超(chao)過(guo)5芯,可針(zhen)對奇數層與偶數層進行測量,並(bing)對奇(qi)數線芯與偶(ou)數線芯進行測量;如(ru)有需要,可(ke)對每一層的奇數線芯的第(di)一芯和最(zui)後一芯進行測量,再將(jiang)絕緣電阻換算(suan)成絕緣電阻常數。

試驗部分


1



主要儀(yi)器(qi)及(ji)儀器的工作條件(jian)


ZC-90E型高(gao)絕緣電阻測量儀,測試電壓(ya)為(wei)500V。


2



不同(tong)標準樣品製(zhi)備的對比


根據(ju)GB/T 3048.5—2007,GB/T 20637—2006、IEC 60092-350:2001、IEC 60092-350:2020、MT 818.1—2009、GB/T 29631—2013的相關規定,本工作對比了5個標準的樣品製備方法,具體見(jian)表2。


由表2可以(yi)看出(chu),在絕緣電阻試樣(yang)製備(bei)方麵(mian),MT 818.1—2009引用GB/T 3048.5—2007,GB/T 29631—2013引用GB/T 3048.5—2007,目前(qian)GB/T 3048.5—2007為最新(xin)版本標準,故(gu)沒有區(qu)別。在IEC 60092-350:2020抽(chou)樣試驗中,相對於GB/T 20637—2006和IEC 60092-350:2001,對試驗順(shun)序(xu)作出了明確的補(bu)充說(shuo)明(ming),應在交(jiao)流(AC)高壓試驗後進行抽樣試驗,且(qie)不能進行任(ren)何(he)直(zhi)流(DC)高壓試驗。


表2 不同標準樣品製備的對比


3

不同標準試驗方法的對比


根(gen)據GB/T 3048.5—2007、GB/T 20637—2006、IEC 60092-350:2001、IEC 60092-350:2020、MT 818.1—2009、GB/T 29631—2013的相關規定,本工作對比了5個標準對不同試樣的規定,具(ju)體情況(kuang)見表 3。


表3 不同標準試驗方法的對比


由表3中可以看(kan)出,根據GB/T 3048.5—2007、GB/T 20637—2006、IEC 60092-350:2001,IEC 60092-350:2020、MT 818.1—2009,GB/T 29631—2013,對於不同類(lei)型的樣品,試驗方法也不同,其主要不同點(dian)為:①是否(fou)需要進行浸水試驗;②接(jie)線方式不同。


而GB/T 20637—2006例行試驗要求與IEC 60092-350:2020抽樣試驗要求基(ji)本一致(zhi),GB/T 20637—2006型式試驗要求與IEC 60092-350:2020型式試驗要求基本一致。


4



不同標準的試驗結果對比


根據表3中不同標準試驗方法的區別,分別選(xuan)取(qu)長(zhang)度(du)為120m的YCP 450/750V 1×240;長度為380m的JEP J85/SC 0.6/1kV 3x25;長度為125m的MY 0.38/0.66kV 1×25;長度為250m的CEFR 0.6/1kV 24×1電纜作為試樣。分別按(an)照(zhao)GB/T 3048.5—2007、GB/T 20637—2006例行試驗(IEC 60092-350:2020抽樣試驗)、GB/T 20637—2006型式試驗(IEC 60092-350:2020型式試驗)進行試驗,測試不同樣品的絕緣電阻,測試結果見表4。


表4 采(cai)用不同標準測試不同樣品的絕緣電阻

ΜΩ·km


由表4可以看出,不同標準的試驗方法的測試結果略有不同:


①對於單(dan)芯有金屬層電纜:按照GB/T 3048.5—2007的測試結果最大,按照GB/T 20637—2006型式試驗(IEC 60092-350:2020型式試驗)的測試結果最小;


②對於2~5 芯有金屬層電纜:按照GB/T 3048.5—2007的測試結果最大,按照GB/T 20637—2006型式試驗(IEC 60092-350:2020型式試驗)的測試結果最小;


③對於單芯無金屬層電纜:按照GB/T 20637—2006型式試驗(IEC 60092-350:2020型式試驗)的測試結果最大,按照GB/T 3048.5—2007的測試結果最小;


④對於多(duo)芯無金屬層電纜:按照GB/T 3048.5—2007的測試結果最大(da),按照GB/T 20637—2006例行試驗(IEC 60092-350:2020抽樣試驗)的測試結果最小。

結論

當(dang)被測試樣品加上電壓後,會(hui)有充電電流、不可逆(ni)吸(xi)收(shou)電流、可逆吸(xi)收(shou)電流和泄(xie)漏(lou)電流(liu)(電導電流)等4種(zhong)電流流經(jing)絕緣材料(liao)。泄漏電流是通(tong)過絕緣材料中自(zi)由離(li)子和混(hun)雜的導電雜(za)質(zhi)所形成(cheng),與施(shi)加電壓時間無關,在電場強度不高的情(qing)況下符(fu)合歐姆定律(lv),是影(ying)響絕緣電阻的主(zhu)要因(yin)素(su)。另(ling)外,熱作用會使水(shui)分子滲(shen)透(tou)到(dao)聚合(he)物(wu)中,加(jia)大了聚(ju)合物內(nei)部(bu)導電離子(zi)的數量(liang),從(cong)而(er)使絕緣電阻降(jiang)低(di)。


由於橡(xiang)膠絕緣材料內含(han)有橡膠樹(shu)脂、硫(liu)化劑(ji)、增(zeng)塑(su)劑、補強劑、填充(chong)劑等,分子鏈(lian)之(zhi)間的間(jian)隙(xi)較大,水分子可以輕(qing)易地滲透進入絕緣材料中。在浸水初(chu)期(qi),會有一定數量的水分子進入絕緣材料中,故對於單芯有金屬層的電纜來(lai)說,在空氣中對金屬層測試的結果比浸水1h後的測試結果大。


在橡膠絕緣材料混煉(lian)均勻(yun)的情況下,自由離子或混雜的導電雜質會隨(sui)機(ji)分布(bu)在絕緣材料中,長度越長,出現(xian)自由離子的概(gai)率(lv)越大,故對於多芯有金屬層的電纜來說,取長度為10m的樣品,在空氣(qi)中測試的結果比整(zheng)盤(pan)電纜在空(kong)氣中測試的結果略(lve)大,且比長度為10m的樣品浸水1h後測試的結果大。對於單芯無護套電纜來說,取長度為10m樣品浸水1h後測量的結果比整盤電纜浸水1h後測量的結果大。


接觸(chu)麵越(yue)大、長度越長,出現自由離子及導電雜質的概率越大,因此(ci)對於5芯以上有金屬層電纜,在空氣中層對層的測試結果最小。


試驗結果證明,測量橡膠絕緣電纜的絕緣電阻時,采用的標準不同測得(de)絕緣電阻的結果也不同,應嚴(yan)格執行產品標準要求的試驗方法;另外對於船用電纜,如采用GB/T 20637—2006進行例行試驗(IEC 60092-350:2020抽樣試驗)測試結果餘(yu)量較(jiao)小時,應用GB/T 20637—2006型式試驗(IEC 60092-350:2020型式試驗),避(bi)免按照型式試驗方法測得的結果不合格(ge)。



《電線電纜》1958年(nian)由國家(jia)新聞(wen)出版署(shu)批(pi)準正(zheng)式創(chuang)刊(kan),上(shang)海(hai)市國(guo)有資產監(jian)督(du)管理委(wei)員(yuan)會主管,上海電纜研(yan)究(jiu)所有限(xian)公(gong)司(si)主辦(ban),是電線電纜行業(ye)應用類學(xue)術刊(kan)物。主要欄目有綜(zong)述、線纜產品、線纜材料、測試技(ji)術(shu)、敷設運(yun)行、工藝設(she)備和經驗交流等,報道(dao)國內外電線電纜行業的新理論(lun)、新方法、新技術、新成果,歡(huan)迎(ying)來稿(gao)!

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來源(yuan) | 上纜所(suo)傳(chuan)媒


編(bian)輯(ji) | 常   佳

審(shen)核(he) | 何曉(xiao)芳(fang)


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