2023电动汽车充电电缆抗热老化性能检测方法热重分析法

电动汽车充电电缆抗热老化性能检测方法热重分析法目 次前言 II范围 1规范性引用文件 1术语和定义 1代号表示方法 2试验方法 2试验报告 4附录A 5IPAGEPAGE1PAGEPAGE2电动汽车充电电缆抗热老化性能检测方法热重分析法范围本文件适用于电动汽车传导充电连接装置用额定电压交流450/750V及以下、直流1.0kV及以下充电用电缆。规范性引用文件（包括所有的修改单适用于本文件。GB/T2900.10-2013 电工术语 电缆GB/T2951.11-2008电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法第11部分：通用试验方法——厚度和外形尺寸测量——机械性能试验（IEC60811-1-1:2001，IDT）GB/T2951.12-2008电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法第12部分：通用试验方法——热老化试验方法（IEC60811-1-2:1985，IDT）GB/T2951.32-2008电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法第32部分：聚氯乙烯混合料专用试验方法——失重试验——热稳定性试验（IEC60811-3-2:1985，IDT）GB/T2951.41-2008电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法第41部分：聚乙烯和聚丙烯混合料专用试验方法——耐环境应力开裂试验——熔体指数测量方法——直接燃烧法测量聚乙烯中碳黑和（或）矿物质填料含量——热重分析法（TGA）测量碳黑含量——显微镜法评估聚乙烯中碳黑分散度（IEC60811-4-1:2004，IDT）GB/T18487.1-2015电动汽车传导充电系统第1部分：通用要求GB/T19596-2017 电动汽车术语GB/T27761-2011热重分析仪失重和剩余量的试验方法GB/T33594-2017 电动汽车充电用电缆术语和定义GB/T19596-2017GB/T2900.10-2013热老化thermalaging由热引起的聚合物老化现象。热重分析试验thermogravimetricanalysis在程序控温和一定气氛下，测量试样的质量与温度或时间关系的技术。热重曲线（TG曲线）thermogravimetriccurve（TGcurve）由热重法测得的数据以质量（或质量分数）随温度或时间变化的形式表示的曲线。曲线或质量分数t，自左向右表示温度升高或时间增长。失重平台masslossplateau热重曲线上质量相对稳定的区域（即质量对时间的一阶导数最小极值处）。代号表示方法绝缘材料代号S 连续工作温度70℃热塑性弹性体S90 连续工作温度90℃热塑性弹性体E 连续工作温度90℃的乙丙橡胶或类似的合成橡胶EY 硬乙丙橡胶或类似的无卤合成材料YJ 无卤交联聚烯烃或类似材料G 硅橡胶护套（内护层）材料代号S连续工作温度70℃热塑性弹性体（TPE）S90连续工作温度90℃热塑性弹性体（TPE）F热固性弹性体合成材料U聚氨酯弹性体材料G硅橡胶试验方法试验条件在热重分析仪中加入已称重的空气老化前后的试样，从室温开始加热到900℃，升温速率为10K/min，并用纯度不小于99.9%的干燥氮气吹洗试样，载气流速为20mL/min。试剂与材料——失重试样。——纯度≥99.9%的干燥氮气。——陶瓷坩埚或者Al2O3坩埚。试验设备——热重分析仪（TGA）；精度≥0.01g；——热老化试验箱（0~300℃）。注：空气进入热老化试验箱的方式应使空气流过试件表面，然后从热老化试验箱顶部附近排出。在规定的老化温度下，热老化试验箱内全部空气更换次数每小时应不少于8次，也不多于20次。除在产品标准中另有规定外，橡皮材料老化试验时允许使用带有旋转鼓风机的热老化试验箱。对于其他材料，热老化试验箱不允许带有鼓风机。有疑问时，橡皮材料也应在鼓风机不工作的状态下进行试验。试验预处理电缆绝缘材料和护套材料的老化应在环境空气组分和压力的大气中进行。按GB/T2951.12-2008第9章规定准备的试样应垂直悬挂在热老化试验箱的中部，每一试件与其他任何试件之间的间距至少为20mm。GB/T33594-20171绝缘老化预处理条件绝缘材料SS90EEYYJG偏差±2（）100135135135130200持续时间（h）1681681681681682402护套老化预处理条件护套材料SS90FUG温度（偏差±2℃）（℃）100135100110200持续时间（h）168168168168240组分明显不同的材料不应同时在同一热老化试验箱中进行试验。老化试验结束后，应从烘箱中取出试件，并在环境温度下放置至少16h，避免阳光直接照射。热重试验试验参数设置起始温度：室温；加热速率：10K/min；终止温度：900℃；称重试样：10mg~15mg；吹洗气体：纯度≥99.9%的氮气。操作开始加热前用纯度≥99.9%5.4M05.5.1T1，T2M1M2。试验结果评定低，说明起始分解温度低，材料抗老化性能较差。空气老化前后，若失重起始温度降低，残余质量减少，说明老化后的热稳定性下降。试验报告a)本部分的编号；b)样品的说明；cde)所用仪器型号；试验结果；本部分或引用标准中未包括的任何自选操作；h)试验日期。附录A(资料性附录)常用三种充电电缆护套材料热失重试验数据对比不同材料的充电电缆外护套试样的热失重曲线如下图A.1所示。从测试曲线可以看出，硅橡胶开始失重时的温度为397℃，TPU开始失重的温度为282℃，TPE开始失重的温度为206℃。起始分解温度低，表明材料抗氧化性能较差，易出现氧化降解，同时表明硅橡胶的TPU＜TPE，测试结束之后，硅橡胶的残余质量分数为30%，TPU和TPE的残余质量分数几乎可以忽略不计。由硅橡SiTPE和TPU的主要成分均为高分子有机图A.1三种电缆外护套的失重曲线经空气老化后的护套热失重曲线与未老化之前的热失重曲线对比如下图A.2。图A.2空气老化前后护套材料的热失重曲线图1-空气老化前2-空气老化后表A.1空气老化处理前后三种材料的失重起始温度始失重温度T1、终止失重温度T2和失重比例材料T1（℃）（℃）失重比例TPU预处理前28250790预处理后25249894%TPE预处理前20648399预处理后17447899%硅橡胶预处理前39767068预处理后30757073%由