电线电缆绝缘高温压力试验研究

电线电缆绝缘高温压力试验研究
发布时间：2021-09-28T07:33:57.766Z 来源：《工程管理前沿》2021年15期作者：张蕾张澜[导读] 电线及电缆作为电力过程中的基础材料，其整体包括了核心的绝缘材料以及外部起保护作用的保护套两部分。

张蕾张澜
陕西省产品质量监督检验研究院摘要：电线及电缆作为电力过程中的基础材料，其整体包括了核心的绝缘材料以及外部起保护作用的保护套两部分。

电线电缆本身的状态和质量对于整体运电的效率和质量有着关键影响，加上电线电缆很多需要布置在室外露天较高的地方以及内部强大电流经过的因素，对于绝缘以及耐高温两方面性能的要求较高，因此进行电线电缆绝缘高温压力试验有着其现实性意义。

关键词：电线电缆；绝缘；高温压力试验；引言
对电线电缆进行高温压力试验是其质量评判的常用项目和指标之一，一般是将电线电缆放置在一定高温环境下，加以外力干扰，观察其变形情况以及将高温环境调整至正常后，电线电缆的整体恢复的情况，从而考察电线电缆整体在高温下抗压性能的优劣。

本文对该项目的具体操作要点等进一步加以分析，以期为相关工作人员提供一定程度的帮助。

1.高温压力试验标准方法的操作要点 1.1试验方法标准目前国内该项试验主要采用的标准方法是：GB/T 2951.31-2008/IEC 60811-3-1:1985。

1.2关键的试验装置（1）精确的投影仪/读数显微镜。

试验装置作为试验的基础条件，其精准性是做好试验的基础。

因此要把控仪器的精确性，将投影仪/读数显微镜精准到0.01毫米，进而测量三个有效数据，以保证试验样品的厚度和外径以及经过烘箱的高温压力处理后的试片厚度测量的准确。

（2）空气烘箱。

空气烘箱是作为高温压力试验的必要条件，因此在准备空气烘箱的过程中一定要注意温度的偏差和设置，保证能够满足温度偏差的要求及标准，另外需要注意烘箱必须具有自然的通风的功能。

因为自然通风状态下的烘箱在操作时不会像带有空气搅拌设施的强制通风的烘箱一样引起烘箱振动。

另外应该在实际的操作过程中严格按照相关标准规范中的要求范围来控制烘箱温度。

（3）施压装置。

施压装置自身是直接去给样品加压的，因此会直接接触到样品，施压的准确性把控就离不开施压装置的施压范围，因此在实验时需要选用0.7±0.01毫米的装置进行具体操作。

1.3操作过程的具体要求电线电缆绝缘高温压力的整个试验过程相对复杂，但究其本质，整个过程其实细化之后可以将其完整分成6部分：（1）试验样品的制作和准备首先在准备试验样品时要注意电线电缆的特殊性，绝缘取样应从每个长度为（250～500）mm样段上截取3个相邻的试样，试样长度应为（50～100）mm,护套应沿着电缆轴线方向，从每个护套样品上切取宽为圆周长三分之一的窄条。

（2）计算压力在对样品施加压力时并不是随机施压，随意去操作的，为了确保试验的准确性，在施加之前应当进行计算，计算公式如下：F=102?K?√2Dδ-δ
2.
算之后压力的单位是g，另外注意计算公式中δ表示绝缘材料或护套材料的平均厚度；D表示样品的平均外径，单位都是毫米，K为电缆产品标准中规定的系数，若无规定，应按以下规定: 软线和软电缆，K=0.6；当平均外径≤15mm时，K=0.6；当平均外径＞15mm时，K=0.7。

（3）试验样品的放置。

在正式操作时，将样品放到合适的位置上对于试验的顺利进行也十分关键，因此在放置的时候一定要注意压痕装置里的压刀，其位置需要和样品的轴线相垂直。

压痕装置压在线芯上的不同位置进行试验的结果也会有所不同，所以在这里要关注位置的干扰。

具体可以根据圆整外形的绝缘线芯的样品作为分析依据，首先我们可以假设绝缘线芯的整个截面就是圆整的外形，不去考虑椭圆度的干扰情况下，绝缘线芯在进行测量时最薄地方的厚度（t1）为0.95毫米，最厚地方的厚度（t2）为1.12毫米，平均厚度为1.03毫米，外径D=4.22毫米，可计算施加压力F值为169g，相同压力，同一材料试验样品，相同的接触面积，在相同的烘箱中同时处理相同的时间，理论上压痕的深度应相同，假定为0.23毫米（δ），毫米压痕深度结果值见表1。

表1压痕深度结果
压力施加位置
对比厚度（mm）
压痕深度（%）
绝缘最薄处（t1）
0.95
24.2
绝缘最大厚度（t2）
1.12
20.5
平均厚度 1.0322.3
由表1可以清楚地看见，在对三个样品施加压力时候，位置选择不同，具体的操作下来结果互相之间偏差还比较大，因此进行具体实验的样品自己首先要圆整，之后能力验证提供者在厚度均匀外形圆整的绝缘线芯样品上进行能力验证均匀性验证试验时，推荐采用标记施加压力位置和测量位置的措施，以便得出相对均匀稳定的数据以验证材料的均匀性。

另一方面，在实际操作中样品的均匀度不均匀在所难免，因此方法标准中规定我们在取值时取样品的平均值，要求测量3个有效值，最终以中间值作为测量结果的方法减少了此偏差对结果的影响。

（4）试验样品的热处理
在具体对样品进行高温下处理时，高温处理的时间得严格按照要求的D≤15毫米，处理时间4h；D＞15，处理时间6h规范进行，同时要格外关注把控样品的外径在临界范围内时间的选择和调控。

严格按照要求把控好烘箱的温度之后，要注意保证稳定性，试验过程中不能出现振动现象。

（5）试验样品冷却
先对高温处理后的样品加以外在压力，促使其在压力的作用下保持4h或者6h,当加热时间结束后，样品应在压力作用下迅速冷却，可用冷水喷射在刀口，等形状固定之后再取出来进行进一步的辅助冷却操作。

（6）压痕的测量
切取最接近压痕最深地方的试片关系着整个测量结果是否足够精确，因此要注意测量的选取和技术，这项技术一般来说需要长期实践，且一般要在冷却之后就立刻进行压痕的深度测量。

注意当外径≤6mm时，测量应为压痕处和压痕附近横向切取两个试片，压痕深度应为测量值之差，其余则为在垂直于压痕上切取的窄条上直接测量。

2. 现存方法的不足之处
2.1 受限于实验人员的操作水平
（1）在利用切片的方法时须先基于压痕位置进行切割，形状尽量为一个完整的圆片，但是压痕刀口的宽度只有（0.70±0.01）毫米，所以限制该位置只能切出一个圆片。

因此，试验人员在两次下刀时须尽量首尾相接的切出一个完整的圆片，切不能发生任何偏离，需要一次性完成，避免失败。

（2）试验人员基于电线电缆等产品多为圆的，所以在进行切取窄条时要刚好对准压痕中心的窄条，切的难度较大。

因此基于以上陈述，压痕的最深位置要保持在中央位置，逐渐向两边延伸减少的情况，其具体操作精确度，压痕深度是否有效，都受实验人员操作水平的限制。

2.2 压痕测量的选点比较困难
实际试验中，对于窄条上压痕测量点的选择本身受到试验人员外力进行切割之后变形或者其自身受压力导致翘起等情况的制约，在这种情况下，投影本身会形成比较明显的曲面展现在投影仪上，因此在后续进行测量点的选择就会比较困难。

2.3 箱内冷水喷淋样品会损伤设备
基于具体规范标准的操作要求，试验的时间在结束后就要用冷水喷淋样品，且样品不出烘箱，因此在这一步操作时对于烘箱自身的要求较高一些：（1）烘箱的内胆应为不锈钢材质制成，尽量防止生锈；（2）良好的排水系统来预防喷淋后水分无法及时排出现象，以免水积压时间较长而导致烘箱中零件受潮，设备的老化速度因此加剧。

3、结束语
本文结合电线电缆的高温压力试验进行了整理分析，就其标准方法及里面需要注意到的操作要点进行了具体整合，另外也结合不同情况进行了对比分析，希望能为后续相关研究人员提供一点参考。

参考文献
[1]GB/T 2951.31?2008,电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法第31部分：聚氯乙烯混合料专用试验方法—高温压力试验—抗开裂试验[S].
[2]IEC60811-508:2012,Electricand optical fibre cables—testmethods for non-metallic materials—Part 508: mechanical tests—Pressure test at high temperature forinsulation and sheaths[S].
[3] GB/T 2951.11-2008/IEC60811-1-1 ： 2001 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 [S].
[4]GB/T 5023. 3—2008 额定电压 450/750 V 及以下聚氯乙烯绝缘电缆第 3 部分:固定布线用无护套电缆［S］．。