【doc】低压交联聚乙烯电缆热老化试验及寿命评定

1、低压交联聚乙烯电缆热老化试验及寿命评定1999年第2期电线电缆1999年4月年2,冬f!低压交联聚乙烯电缆热老化试验及寿命评定弋fv1,106(国家电线电缆质t-监督检验中心,上海20.0093)摘要:本文夼绍低压交联聚乙烯绝缘电力电缆热老化评定的基本原理和试验方法,以厦使用寿命的推算厦评定关键词:交联聚乙烯;低压电力电缆前言;殓;评定交联聚乙烯电线电缆已有4o多年的发展史,大多数电缆的长期工作温度定为90口c,虽然极少数电缆发生过绝缘开裂,分析其原因是工艺问题所致,并非热老化因素造成,当前无论是制造者或使用者,均认为电缆线芯长期在90.c温度下使用是可靠的.近年来核电站建设的增加.希望核电站

2、用iek.级电缆尽量实现国产化.我国核电站规范(hf)规定电缆应进行热老化试验并提出寿命评定报告,为此国家电线电缆质量监督检验中心,对交联聚乙烯(或交联聚烯烃)绝缘进行了长期热老化试验.以证明该类电缆绝缘的热寿命评定可以超过4o年热老化评定的基本原理几十年来,根据国际上对电线电缆用高分子材料的试验研究和运行经验,得出这样的结论,即电线电缆在一定工作温度范围内,热寿命的化学反应,大多数情况符合下面的经验公式lnrd+(1)式中r一产品在温度t条件下工作的寿命(h),一工作温度(k)n,6一待定系数此公式已应用了几十年,很多情况下验4,未豫;,证有效.在设定的工作温度下,通过试验和推导,可计算出待

3、定系数d和6,利用式(1)可算出寿命r,若r的数值大于期望值,也就满足了设计寿命要求.核电站用1e级电缆寿命试验方案1.试验方案设计本试验方案参考iec216标准确定热老化试验程序和评定试验结果的一般规程和ebasco火力发电站设计规范等文件制订.交联聚乙烯电缆的加速老化试验温度为135.c168h,可取135.c为最低试验温度,以后每级增温15.c.实际试验时,先投入晟高试验温度试样,观察变化趋势,调整取样时间(表l1.衰】(h)2.试样试样制取是影响试验结果的主要因素之一,结合国内试验标准,本试验采用电缆绝缘线芯为试验对象,绝缘线芯的制造工艺与生产电缆工艺完全一致,具有实际代表性,从绝缘线

4、芯上剥取管状试样,管壁厚约1mib.外径约3mm.在进行热老化试验之前.先进行999年第2期电线电缆其他有关试验,如热延伸试验等,以确认试样的工艺和性能正常,这样才能保证热老化试验的正确性.3.寿帝终止参数的选择?绝缘材料热老化过程中有个特征参数.即抗张强度和断裂伸长率.在本试验过程中,断裂伸长率的下降速率比抗张强度快,因此取断裂伸长率作为寿命评定参数.核电站用1ek3级电缆为固定敷设运行.电缆处于静弯曲状态.故绝缘的伸长状态稳定,按照敷设弯曲半径计算.实际伸长率数值不超过10.本试验的试样原始断裂伸长率为260.通常取断裂伸长率保留率5o作为寿命终止点.此时断裂伸长率仍有130,有足够的安全

5、系数数据处理及寿命推算按iec2161导则及相关数学原理进行处理首先应用作图法.分别绘出4个温度的断裂伸长率保留率与时间的关系.并根据假设的寿命终止点标出时间.其结果见表2.裹2试验温度/o(】8n165jt35终止时间/h7538010004o0o裹3设x=i/t.5,=logr并代人式(1j得方程式一d+(2)用最小二乘法计算系数(见表3)计算出l一一()z/4=21.682一(9.3057),/43?10一0.033?10一l:一()z/432.t464一(.0570)/41.5821,_一()()/4=r25.95039.3057?11.0570/4?10.一0.2270?10热寿命方

6、程式=dbxblfi一6858.0n一妇p一一13.1902得方程式一一13.19026858.0x当温度为90.c一2.7548?10一5.70222即logt=5.70222t:503756(h)57.5(y)相关性检验(简便法)riftl?lz一0.2270/0.22880.992当等于4时,r>o.95说明有明显相关性(下转第48页)t999年第2期电线电缆1999年4月比较稳了.图4是缆芯扎纱软件控制的流程图,图中x和x=是输入信号+它们状态决定着显示不同的扎纱节距和电机转速.图4控制系统软件流程图结束语电缆生产线的控制系统中采样了可编程控制器.使得控制系统简单可靠性高,体积小

7、,维护方便+并且也能很方便地修改控制过程此控制系统被应用于电缆成缆设备的缆芯扎纱系统中,收到了良好的效果,事实证明此方法是很成功的,它使性能价格比达到了最优.参考文献1朱善君等.可缩程序控制系统原理应用和维护.北京:清华学出版社,19922钟肇新彭侃编译.可编程控制器原理盈应用(第二版).广州:华南理工尢学出版社,i鲫13耻文学华熔编着微机可编程序控制器原理.使用l髓应用宴倒.北京;电子工业出版杜19934聿晓明陈万国.可编程序控制器在火电厂翻车机卸煤系统中的应用.基础自动化.1995年(5)5ip1612plc应用盈编程拄巧美国ip可编程控夤i器中国技术报般务中心出版,1991(上接第43页)结论本文虽只列举了一种交联聚乙烯的试验数据,实际上检验中心对国内外几种交联聚乙烯(或交联聚烯烃)绝缘线芯进行了长期热老化试验,结果是推算的寿命评定均在4060y(年)范围内.核电站用1ek3电缆主要种类有电力电缆