对于K3类电缆热寿命的评定

当前对于K3类电缆热寿命（温度单因子）评定存在不同的看法，有的认为不必进行试验，也有认为只需提出有依据的证明即可，另一种则强调应进行完整的试验和推算，寿命推算结果应当符合设计期望值。电缆热寿命评定是一个概念，不宜定为判定产品合格与否的具体指标，若是推测的寿命与期望寿命差距悬殊（如差5倍甚至10倍），则需要探究原因，也许是试验技术不当，也许是材料不能适合规定的工作温度等级。电缆的运行寿命和评定寿命是国内电缆行业的惯用术语，与美国IEEE 383-1974（1980年重新确认）核电站用IE级电缆、现场接头和连接件型式试验标准的术语略有差异，该标准命名为安装寿命和验证寿命。安装寿命定义为：设备从安装到拆除，设备可以符合设计和系统要求的期限。验证寿命的定义为：设计一套特殊工作条件方案，该方案的试验时限能证实设备符合要求的性能，因此验证寿命也可理解为资质寿命。为验证寿命所拟订的各种试验方案，它们的条件和时间不一定相同，但是从逻辑上讲，验证寿命应当能证明符合安装寿命的期望值。验证寿命有一定的抽象含义，阿累尼乌斯公式是常用的手段。另外美国EBASCO火力发电规范中命名为服务寿命和推算寿命。这些名称虽不同，但要说清楚的是同一个问题，就是电缆究竟可使用多长时间。IE级电缆运行寿命要求为40年，现在又倾向提高到60年，对于一种新材料在未取得实际40或60年运行经验前，只能用加速老化试验数据推算出寿命。新材料寿命评定试验是一项研究工作，40或60年时间很长，用相对较短时间加速老化试验，推算结果也不会刚好等于40年，可能为20～80年之间，这也不能轻易判定20年不可取，80年一定很安全。这一解释可参考EBASCO规范对于物理寿命试验的结论中得到证实。该结论内容如下：《在电缆设计寿命期间，电缆工作中所出现情况，在实验室内找不到完全等效施加物理条件的加速试验方法，所以只得应用阿累尼乌斯技术或其他实验室技术。加速热寿命试验只能提供材料的相对热寿命数据，进一步看，由丁基橡胶绝缘电缆推测的结果说明，采用阿累尼乌斯技术的加速寿命试验数据，外推法所导出的寿命时间，比实际寿命低。虽然这样的数据，作为许可的概括性原则是不充分的。然而看来似乎可以说明这样一点：一种新型绝缘加速热寿命情况，与这种新绝缘已经得到充分确认具有优越的长期服务记录，二者的对比是这种新绝缘能够长期使用的有利的证明》。从这个结论得到启发，用于低压电缆的正常质量的非阻燃交联聚乙烯绝缘，自发明至今最长的辐照交联已超过50年，化学交联和硅烷交联也超过40年，从长期90℃热寿命来看，达到40年的运行寿命国际上已没有怀疑。但是用于低压电缆的正常质量的高填充物无卤阻燃交联聚乙烯绝缘，自发明至今最长的材料未超过30年，要证明达到40年运行寿命的理由还不够充分。由此主张无卤阻燃绝缘料进行寿命评定试验和推算的观点也不能算过分，但是否可应用相对温度指数对比试验，需要进一步验证。此处也需要说明，并不是所有常见的电缆材料均能适应阿累尼乌斯技术推算寿命，交联聚乙烯、无卤低烟阻燃交联型聚烯烃、乙丙橡胶和无卤低烟阻燃乙丙橡胶可适应的，而无卤低烟阻燃热塑型聚烯烃不一定能顺利完成试验和推算结果

继续追问：谢谢你的回答,但还没说10KV干包电缆头的运行寿命是多长.

补充回答：试验温度取三点，即121℃ 136℃ 150℃，寿命终止点取试样断裂伸长率下到40%（绝对值）和断裂伸长率的保留率下降到原始值的40%（相对值），试验结果得到较好的相关性，但是推算寿命与期望值相差甚大。表1～4为试验数据汇总，寿命推算结果均未超过10年，但根据经验，电缆的实际使用寿命一

定在10年以上

表1 高压EPR电线管状试样试验结果及其寿命外推

试验温度断裂伸长率下降到40% 断裂伸长率保留率下降到40%

℃时间 h 外推寿命γ计算值时间 h 外推寿命γ计算值

121 2844 4.38年0.99 1536 1.6年0.98 136 1018 864

150 356 280

表2 高压EPR哑铃片试样试验结果及其寿命外推

试验温度断裂伸长率下降到40% 断裂伸长率保留率下降到40%

℃时间 h 外推寿命γ计算值时间 h 外推寿命γ计算

值

121 324０ 6.1年0.99 1884 2.4年 0.99

136 930 754

150 335 270

表3 含卤阻燃EPR电线管状试样试验结果及其寿命外推

试验温度断裂伸长率下降到40% 断裂伸长率保留率下降到40%

℃时间 h外推寿命γ计算值时间 h 外推寿命γ计算值

121 2736 4.58年0.99 1728 2.3年 0.99

136 860 648

150 314 242

表4 含卤阻燃哑铃片试样试验结果及其寿命外推

试验温度断裂伸长率下降到40% 断裂伸长率保留率下降到40%

℃时间 h 外推寿命γ计算值时间 h 外推寿命γ计算值

121 3000 7.8年 0.99 1632 2.6年0.99

136 835 700

150 254 204