【doc】低壓交聯(lián)聚乙烯電纜熱老化試驗(yàn)及壽命評(píng)定

1、低壓交聯(lián)聚乙烯電纜熱老化試驗(yàn)及壽命評(píng)定1999年第2期電線電纜1999年4月年2,冬f!低壓交聯(lián)聚乙烯電纜熱老化試驗(yàn)及壽命評(píng)定弋fv1,106(國(guó)家電線電纜質(zhì)t-監(jiān)督檢驗(yàn)中心,上海20.0093)摘要:本文夼紹低壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜熱老化評(píng)定的基本原理和試驗(yàn)方法,以廈使用壽命的推算廈評(píng)定關(guān)鍵詞:交聯(lián)聚乙烯;低壓電力電纜前言;殮;評(píng)定交聯(lián)聚乙烯電線電纜已有4o多年的發(fā)展史,大多數(shù)電纜的長(zhǎng)期工作溫度定為90口c,雖然極少數(shù)電纜發(fā)生過(guò)絕緣開裂,分析其原因是工藝問(wèn)題所致,并非熱老化因素造成,當(dāng)前無(wú)論是制造者或使用者,均認(rèn)為電纜線芯長(zhǎng)期在90.c溫度下使用是可靠的.近年來(lái)核電站建設(shè)的增加.希望核電站

2、用iek.級(jí)電纜盡量實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化.我國(guó)核電站規(guī)范(hf)規(guī)定電纜應(yīng)進(jìn)行熱老化試驗(yàn)并提出壽命評(píng)定報(bào)告,為此國(guó)家電線電纜質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心,對(duì)交聯(lián)聚乙烯(或交聯(lián)聚烯烴)絕緣進(jìn)行了長(zhǎng)期熱老化試驗(yàn).以證明該類電纜絕緣的熱壽命評(píng)定可以超過(guò)4o年熱老化評(píng)定的基本原理幾十年來(lái),根據(jù)國(guó)際上對(duì)電線電纜用高分子材料的試驗(yàn)研究和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),得出這樣的結(jié)論,即電線電纜在一定工作溫度范圍內(nèi),熱壽命的化學(xué)反應(yīng),大多數(shù)情況符合下面的經(jīng)驗(yàn)公式lnrd+(1)式中r一產(chǎn)品在溫度t條件下工作的壽命(h),一工作溫度(k)n,6一待定系數(shù)此公式已應(yīng)用了幾十年,很多情況下驗(yàn)4,未豫;,證有效.在設(shè)定的工作溫度下,通過(guò)試驗(yàn)和推導(dǎo),可計(jì)算出待

3、定系數(shù)d和6,利用式(1)可算出壽命r,若r的數(shù)值大于期望值,也就滿足了設(shè)計(jì)壽命要求.核電站用1e級(jí)電纜壽命試驗(yàn)方案1.試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)本試驗(yàn)方案參考iec216標(biāo)準(zhǔn)確定熱老化試驗(yàn)程序和評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果的一般規(guī)程和ebasco火力發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范等文件制訂.交聯(lián)聚乙烯電纜的加速老化試驗(yàn)溫度為135.c168h,可取135.c為最低試驗(yàn)溫度,以后每級(jí)增溫15.c.實(shí)際試驗(yàn)時(shí),先投入晟高試驗(yàn)溫度試樣,觀察變化趨勢(shì),調(diào)整取樣時(shí)間(表l1.衰】(h)2.試樣試樣制取是影響試驗(yàn)結(jié)果的主要因素之一,結(jié)合國(guó)內(nèi)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),本試驗(yàn)采用電纜絕緣線芯為試驗(yàn)對(duì)象,絕緣線芯的制造工藝與生產(chǎn)電纜工藝完全一致,具有實(shí)際代表性,從絕緣線

4、芯上剝?nèi)」軤钤嚇?管壁厚約1mib.外徑約3mm.在進(jìn)行熱老化試驗(yàn)之前.先進(jìn)行999年第2期電線電纜其他有關(guān)試驗(yàn),如熱延伸試驗(yàn)等,以確認(rèn)試樣的工藝和性能正常,這樣才能保證熱老化試驗(yàn)的正確性.3.壽帝終止參數(shù)的選擇?絕緣材料熱老化過(guò)程中有個(gè)特征參數(shù).即抗張強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率.在本試驗(yàn)過(guò)程中,斷裂伸長(zhǎng)率的下降速率比抗張強(qiáng)度快,因此取斷裂伸長(zhǎng)率作為壽命評(píng)定參數(shù).核電站用1ek3級(jí)電纜為固定敷設(shè)運(yùn)行.電纜處于靜彎曲狀態(tài).故絕緣的伸長(zhǎng)狀態(tài)穩(wěn)定,按照敷設(shè)彎曲半徑計(jì)算.實(shí)際伸長(zhǎng)率數(shù)值不超過(guò)10.本試驗(yàn)的試樣原始斷裂伸長(zhǎng)率為260.通常取斷裂伸長(zhǎng)率保留率5o作為壽命終止點(diǎn).此時(shí)斷裂伸長(zhǎng)率仍有130,有足夠的安全

5、系數(shù)數(shù)據(jù)處理及壽命推算按iec2161導(dǎo)則及相關(guān)數(shù)學(xué)原理進(jìn)行處理首先應(yīng)用作圖法.分別繪出4個(gè)溫度的斷裂伸長(zhǎng)率保留率與時(shí)間的關(guān)系.并根據(jù)假設(shè)的壽命終止點(diǎn)標(biāo)出時(shí)間.其結(jié)果見表2.裹2試驗(yàn)溫度/o(】8n165jt35終止時(shí)間/h7538010004o0o裹3設(shè)x=i/t.5,=logr并代人式(1j得方程式一d+(2)用最小二乘法計(jì)算系數(shù)(見表3)計(jì)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熱壽命方

6、程式=dbxblfi一6858.0n一婦p一一13.1902得方程式一一13.19026858.0x當(dāng)溫度為90.c一2.7548?10一5.70222即logt=5.70222t:503756(h)57.5(y)相關(guān)性檢驗(yàn)(簡(jiǎn)便法)riftl?lz一0.2270/0.22880.992當(dāng)?shù)扔?時(shí),r>o.95說(shuō)明有明顯相關(guān)性(下轉(zhuǎn)第48頁(yè))t999年第2期電線電纜1999年4月比較穩(wěn)了.圖4是纜芯扎紗軟件控制的流程圖,圖中x和x=是輸入信號(hào)+它們狀態(tài)決定著顯示不同的扎紗節(jié)距和電機(jī)轉(zhuǎn)速.圖4控制系統(tǒng)軟件流程圖結(jié)束語(yǔ)電纜生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)中采樣了可編程控制器.使得控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠性高,體積小

7、,維護(hù)方便+并且也能很方便地修改控制過(guò)程此控制系統(tǒng)被應(yīng)用于電纜成纜設(shè)備的纜芯扎紗系統(tǒng)中,收到了良好的效果,事實(shí)證明此方法是很成功的,它使性能價(jià)格比達(dá)到了最優(yōu).參考文獻(xiàn)1朱善君等.可縮程序控制系統(tǒng)原理應(yīng)用和維護(hù).北京:清華學(xué)出版社,19922鐘肇新彭侃編譯.可編程控制器原理盈應(yīng)用(第二版).廣州:華南理工尢學(xué)出版社,i鯽13恥文學(xué)華熔編著微機(jī)可編程序控制器原理.使用l髓應(yīng)用宴倒.北京;電子工業(yè)出版杜19934聿曉明陳萬(wàn)國(guó).可編程序控制器在火電廠翻車機(jī)卸煤系統(tǒng)中的應(yīng)用.基礎(chǔ)自動(dòng)化.1995年(5)5ip1612plc應(yīng)用盈編程拄巧美國(guó)ip可編程控夤i器中國(guó)技術(shù)報(bào)般務(wù)中心出版,1991(上接第43頁(yè))結(jié)論本文雖只列舉了一種交聯(lián)聚乙烯的試驗(yàn)數(shù)據(jù),實(shí)際上檢驗(yàn)中心對(duì)國(guó)內(nèi)外幾種交聯(lián)聚乙烯(或交聯(lián)聚烯烴)絕緣線芯進(jìn)行了長(zhǎng)期熱老化試驗(yàn),結(jié)果是推算的壽命評(píng)定均在4060y(年)范圍內(nèi).核電站用1ek3電纜主要種類有電力電纜