电缆绝缘电阻温度校正系数的确定方法.pdf

2 0 1 1 年第 1 期 No 1 2 01l 电 线 电 缆 El e c t r i c Wi r e Ca b l e 2 0 1 1年 2月 Fe b 2 01 1 电缆绝缘电阻温度校正系数的确定方法 顾文娟 刘剑华 程 江 上海藤仓橡塑电缆有限公司 上海 2 0 0 0 9 3 摘要 采用 U L 1 5 8 1 2 0 0 8标准提供 的 确定绝缘 电阻校正用乘法 因数 的试验方法 试验 方法 确定不同材 料在 不同温度下的温度校 正 系数 通过 对聚氯 乙烯 P V C 氯磺化 聚 乙烯 C S M 绝缘进行试验 和数据 分析 来确 定 P V C C S M 绝缘材料 的温度校正 系数 关 键 词 绝缘 电 阻 温度 校 正 系数 试验 方 法 中图分类号 T M2 0 6 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 2 6 9 0 1 2 0 1 1 0 1 0 0 3 4 0 4 De t e r m i n at i on o f t he Te m p e r a t u r e Cor r e c t i o n Fa c t o r f o r I n s ul a t i o n Re s i s t an c e o f El e c t r i c Ca b l e s GU We n j u a n e t a l S h a n g h a i F u j i k u r a P l a s t i c Ro b b e r C a b l e Co L t d S h a n s h a i 2 0 0 0 9 3 C h i n a Abs t r ac t Th e t e mpe r a t u r e c o r r e c t i o n f a c t o r s f o r di ffe r e n t ma t e ria l s a t d i f f e r e n t t e mp e r a t u r e s we r e d e t e r mi ne d b y t he Te s t Me t h o d t o De t e r mi n e t h e Mu l t i p l i c a t i o n F ac t o r f o r I ns u l a t i o n Re s i s t a n c e Co r r e c t i o n s p e c i f i e d i n UL 1 5 81 2 0 08 T h e t e mp e r a t u r e c o r r e c t i o n f a c t o r s f o r p o l y v i n y l c h l o r i d e P VC a n d c h l o r o s u l f o n a t e d p o l y e t h y l e n e C P i n s u l a t i o n we r e d e t e r mi n e d b y t e s t i ng a n d da t a a n a l y s i s O il P VC a nd CP i n s ul a t i o n Ke y wor ds i n s u l a t i o n r e s i s t a nc e t e mpe r a t ur e e o r r c t i o n f a c t o r t e s t me t h o d O 引 言 绝缘电阻 也就是我们通常情况下所说 的绝缘 材料在没有被击穿前 的电阻值 是 电线电缆最基本 的电气性能 它是反映电线电缆产品绝缘特性的主 要指标 绝缘电阻与温度的关系较大 因此 正确确 定绝缘电阻温度校正系数很重要 我们选择聚氯 乙 烯 P V C 绝缘线芯 氯磺化聚乙烯 C S M 绝缘线芯 采用 U L 1 5 8 1 2 0 0 8标准 中第 9 1 9条 试验 方法 来 确定 P V C C S M 二种绝缘材料 的温度校正 系数 1 试验准备 1 1取样 选取 P V C绝缘线 芯 C S M 绝 缘线芯 进行试 验 验 证 选取样 品规 格 数量 按表 1 表 1 样 品规格 规格 ram 绝缘材料 数量 2 5 P V C 7 O P V C国产绝缘料 6 0m 2根 2 5 C S M 公司 自制绝缘型配方 7 0 m 2根 1 2测试 仪器 1 Z C 9 0 E高绝缘电阻测量仪 上海太欧电子 收稿 日期 2 0 0 1 05 2 0 作者简介 顾文娟 1 9 6 9一 女 助理工程师 作者地址 上海市军工路 1 0 7 6号 2 0 0 0 9 3 有限 公 司生 产 其 大屏 带 背光 液 晶显 示 采用 3 1 2 位数字显示 读数方便准确 表 2为 Z C 9 0高绝缘 电阻测量仪基本参数 表2 Z C 9 0 E高绝缘电阻测 仪基本参数 型号 电阻测量范围 1 2 额定电压 V I 测量定时 m i n Z C 9 O E 0 2 1 0 6 1 0 0 2 5 0 5 0 0 1 0 0 0 l 7 2 水浴恒温槽 金坛市岸头国瑞实验仪器厂 生产 采 用数控 温度液 晶显示 精 度 高 表 3为水 浴 恒温槽基本参数 表 3 水浴恒温槽基本参数 型 号 温度范围 温度波动 度 工作尺寸 c m 7 6 1 B 室温 一1 0 0 0 O 5 6 3 o 3 0 3 水银 温度 计 0 5 0 0 1 级 上 海 医用 仪表厂生产 二等标准 1 3 测试 环境温 度 室温 5 1 0 c I 冬季 2 试验过程 1 2 1 水浴槽的恒温和样品温度的确定 通过水浴恒温槽温度设定 将水温设定为需要 测试的温度 当水温达到设定温度后 恒定 奎 0 然后采用水银温度计测量水浴恒温槽的中心位置及 随机几个位置的水温 当水银温度计显示温度与设 2 0 1 1年第 1 期 No 1 2 01 1 电 线 电 缆 El e c t r i c W i r e Ca b l e 2 0 1 1年 2月 Fe b 2 011 定的温度一致时 认为水温 已经达到要 测量 的温度 点 然后恒定时间 1 5 m i n 将样品成圈盘绕放置在已达到测试温度 已恒定 的水 浴 中 当水 银 温度计 温 度恒定 在设 置 的测试 温 度 时 进 行 绝 缘 电 阻 的测 量 并 每 隔 1 5 mi n测 量 样 品绝 缘 电阻一 次 当连续 二 次测量 的绝 缘 电阻读数 误差小 于 1 时 可认 为 该 样 品 的温 度 已达 到 预设 置的测试温度 并将最后一次测试值作为测试结果 图 1 试验 连接图 1 一 绝缘电阻测晕仪2 一 水浴恒温槽3一 电缆样品 2 2测试 电缆取 样后 放 置在 室温水 中 1 6 h 然后 把样 品 成圈盘绕放置在 l 0 水浴恒温槽 中心位 置 按 图 1 方法把样 品与绝缘 电阻测量仪连接起来 为了防 止漏电 试样的末端伸出水面至少 6 0 0 m m 温度计 然后进行升温或降温至测试温度 把样 品放置在恒 温槽 中 水温逐步上升 为 l 0 1 6 1 o 2 2 2 2 7 8 及 3 5 并读取在每 一 温度达到平衡后的绝缘 电阻值 然后将水温逐步 下 降为 2 7 8 2 2 2 1 6 1 和 1 0 用 同样 的 方 法读 取绝缘 电阻值 求 出 同组 样 品 在 同 一 温度 下 获得的绝缘电阻的平均值 并 画出绝缘电阻与温度 的曲线图 然后再求出同一温度下的绝缘 电阻 的平 均值的对数 画出绝缘电阻平均值对数与温度 的曲 线 图 从 绝缘 电阻 与温 度 的 曲线 图 中取 得 1 5 6 时 的绝 缘 电 阻 用 1 5 6 o C的绝 缘 电 阻值 除 以 1 6 1 的绝缘 电阻值 求 出温度改为华 氏 1 摄 氏 0 5 5 时的电阻率系数 c 并代入式 1 中 求出绝 缘 电阻 温度 校正 系数 k k C 1 式 中 k为温 度校 正 系数 C为 电 阻率 系 数 t 为测 量 时 的华 氏温度 3绝缘 电阻测量值及 其 曲线图 3 1 绝缘 电阻测量 值 根据试验方法 对绝缘线芯进行绝缘电阻测量 在测试过程中 在样 品线芯中心位置放置水银 其测量值的平均值 见表 4 表 4绝缘电阻测量值的平均值 单位 Mn k m 测量时温度 项 目 1 0 1 6 1 oC 2 2 2 2 7 8 3 5 升温 1 3 5 6 0 5 5 9 3 2 4 3 2 1 l 3 3 4 2 4 1 降温 l 3 9 5 0 5 8 0 1 2 5 2 6 l 1 7 7 4 2 4 P VC 升温 1 4 5 2 3 5 9 0 0 2 5 9 2 1 2 1 9 4 6 2 2 降温 1 3 3 5 0 5 9 0 8 2 6 2 7 1 2 4 8 4 6 2 绝缘 电阻平均值 天 1 3 8 4 6 5 8 O 0 2 5 4 4 1 1 9 4 4 4 3 升温 6 2 1 3 1 9 8 4 7 2 2 2 8 6 8 7 l 降温 5 6 2 4 1 9 2 5 7 2 4 2 9 5 8 7 C S M 升温 5 5 3 4 l 9 8 1 7 3 4 2 9 5 9 1 2 降温 5 l 5 8 1 9 8 4 7 6 2 3 1 6 9 1 绝缘电阻平均值 灵 5 6 3 2 1 9 6 9 7 3 6 2 9 8 8 9 3 2绝缘 电 阻对数值 根据测得的绝缘 电阻平均值 计算 出其在不 同 温度下的对数值 l g R 见表 5 表 5 绝缘电阻对数值 l g 项 目 1 0 1 6 1 2 2 2 2 7 8 3 5 P V C线芯 3 1 4 2 7 6 2 4 1 2 0 8 1 6 5 C S M线芯 2 7 5 2 2 9 1 8 7 1 4 7 0 9 5 3 3绘制 曲线图 根 据表 4 表 5中的数 据 绘 制 绝 缘 电阻 平均 值 与温度曲线图和绝缘 电阻对数值与温度曲线图 见 图2一图 5 并进行分析 图2 图 5中 表示趋势 的估计值与对应的实际数据之间的拟合程度 越接 近 1则表示 拟合度越高 4绝缘 电阻温度校正 系数 4 1 理论计算值 从 图2 图4中分别 取 得 P V C线 芯 C S M线芯 35 2 0 1 1 年第 1 期 No 1 2 011 电 线 电 缆 El e c t r i c Wi r e Ca b l e 2 0 1 1年 2月 Fe b 2 011 辜 图 2 P V C线 芯绝缘 电阻平均值与温度曲线 图 3 P V C线 芯绝缘 电阻对数值与温度曲线 图 4 C S M线芯绝缘 电阻平均值与温度曲线 寰 6 绝缘 电阻沮度校正系数 项 目 温度校正系数 以 1 5 6 为基准 温度 1 0 l 6 1 2 2 2 2 7 8 3 5 P V C线芯 0 4 6 1 O 8 2 5 1 5 4 5 1 4 7 9 C S M线 芯 0 3 9 1 1 O 3 1 3 8 1 7 2 8 1 0 4 2实际测量后的换算值 用 1 5 6 a I 的绝缘 电阻值除 以不同温度下测得 的电阻值 求出绝缘电阻温度校正系数 见表 7 表 7 绝缘电阻噩度校正系数 项 目 温度校正系数 以 l 5 6 为基准 温度 C l O 1 6 1 2 2 2 2 7 8 3 5 P V C线芯 0 4 6 LI O 2 5 O 3 3 l 4 3 9 C S M线芯 O 3 9 1 I 2 3 o o 7 4 1 2 4 8 l 4 3 绝缘电阻温度校正系数参考值 综合测试 数据和 U L 1 5 8 1 2 0 0 8标准 的试验方 法 把电阻率系数 c 代入式 1 中 理论计算 出二 种材料的绝缘电阻温度校正系数 见表 8 表中的 数据可以作为今后实际出厂测试参考O 裹 8 绝缘 电阻疆度校正系数 七 温度校正系数 沮度校正系数 温度 C 温度 P VC CS M P VC CS M l 0 O 0 4 6 0 3 9 2 2 0 2 4 4 3 O 2 1 1 0 O 5 3 0 4 6 2 3 O 2 8 O 3 5 9 1 2 O O 6l O 5 4 2 4 0 3 2 2 4 2 6 1 3 O 0 7 0 0 6 5 2 5 O 3 7 0 5 0 5 1 4 0 0 8 l 0 7 7 2 6 O 4 2 5 6 0 o 1 5 O O 9 3 0 9 1 2 7 O 4 8 8 7 I 2 1 5 6 1 0 0 1 o o 2 8 0 5 6 l 8 4 6 l 6 1 1 0 8 1 1 0 2 9 O 6 4 4 1 0 0 4 1 6 O 1 0 6 1 0 8 3 0 0 7 4 0 l 1 9 2 1 7 O 1 2 2 1 2 8 3 1 0 8 5 0 1 4 1 5 1 8 0 1 4 0 I 5 2 3 2 0 9 7 6 l 6 8 O 1 9 0 1 6l 1 8 l 3 3 O l 1 2 l 1 9 9 4 2 0 O 1 8 5 2 1 4 3 4 0 1 2 8 7 2 3 6 7 2 1 O 2 1 3 2 5 4 3 5 0 1 4 7 9 2 8 1 O 5 结 论 1 从图3 图5可知 P V C和 C S M线芯绝缘电 图 c s M线芯绝缘电阻对数值与温度曲线 阻值对数值与温度 的关系曲线基本 为 一 条直线 在摄 氏1 5 6 o C时 的绝 缘 电阻 求 出 c 分 别 为 性关系较好 与 U L l 5 8 1 2 o o 8标准 中对试验内容 1 0 8 1 1 0 用式 1 计算出绝缘 电阻温度校正系数 要求相一 致 表 明采用试验方 法是 可 以用 来确定 值 见表 6 P V C C S M绝缘电阻的温度校正系数的 下转第3 9 页 2 0 1 1 年第 1期 No 1 2 Ol 1 电 线 电 缆 El e c t r i c Wi r e Ca b l e 2 0 1 1年 2月 F e b 201 l 2 3火 势 延燃 火势延燃不是引起火灾的直接原因 但却为电 缆火灾 的发 生和扩 大起 着助 推作用 引起 火势 延燃 的原 因有 四方 面 孔 洞未封 堵 电 缆材 质差 未设 置 防 火 墙 和未 刷 防火 涂 料 等 对 于 通往主控室 集控室 网控室 电缆夹层 以及电缆穿 越墙壁 楼板 进出开关柜 控制室 保护盘的孔洞均 没用防火堵料进行封堵 且 电缆本身材质不阻燃 也 没有防火墙 防火涂料等防火措施 无疑会导致在火 灾发生 时 因 电 缆 无 阻 燃 特 性 而 造 成 火 势 蔓 延 和 扩 大 甚 至危及 周 围的 电缆 并 一起燃 烧 如 纽约某 大厦 楼层 突然 起火 烧着 通信 电缆 火 势经由未封堵的孔洞延燃并波及动力电缆 大火又 沿着 电缆竖 井从 9层 直 达 1 9层 燃着 的 1 1层 楼着 火面积达 8 3 6 m 损失巨大 又如某 电厂高位油箱 喷油 起火 由于 没有 对 电缆采取 防 火措施 火焰 随着 油流沿电缆及孔洞迅速扩大燃烧 尽管全厂消防器 材都用 完 也未能 阻止 火势 的蔓延 损 失严重 3 电缆 火灾防范措 施 依据电缆火灾的起因 制定如下防范措施 1 针对 电缆 头 爆 炸 引 起 电缆 火 灾 这 一 原 因 应对 电缆接头制作工艺严格要求 清晰工艺流程 降 低接头的故障率 其次对 电缆沟道及隧道 中的中间 接头 经质 量验 收合格 后 再用 耐火 防爆槽 盒将 其封 闭 同时要做好线路 的负荷监测 防止 电缆长期过 负荷 而引起 电缆 接头发 热 2 为防止电缆接地系统受到破坏 应加强电 缆线路的巡视工作力度 防止接地附件被不法分子 偷 盗 同时做 好接 地系 统监 测工作 保 证 电缆 接地 的 完好 此 外 做 好接 地 系统 的安装 培训 加强 现场监 护 防止 接地 系统 安装错 误 3 对 于 防 止 电 缆 绝 缘 击 穿 产 生 电弧 引 燃 电 缆 首先要避免运行电缆的过负荷运行 以防引起 电 缆严重发热 其次 对外护套有破损 的高压单芯 电 缆 投运前对外护套进行修补完好 防止因护套破损 产 生环 流 造 成 电 缆局 部 发 热 对 电缆 线路 重 点 区 域及有施工作业的区段做好监护工作 防止 电缆因 车辆侧翻砸伤或是 因重车压塌沟道造成绝缘损伤 还要在进行电缆预试或是故障测 寻时 多关注故障 点的放电情况 以防止电弧引燃 电缆 4 加强电缆线路的巡视 以防止有人在电缆 的沟 道 隧道盖 板上 堆 积 杂 物