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文档简介
ICS
备案号:
中华人民共和国电力行业标准
DL/T××××—201×
电力工程接地用铜覆钢技术条件
Specificationsforcopper-cladsteelinpowerengineeringgrounding
(征求意见稿)
201×-××-××发布201×-××-××实施
国家能源局发布
DL/T××××—201×
前言
本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》给出的
规则起草。
本文件代替《电力工程接地用铜覆钢技术条件》DL/T1312-2013。
本文件与原标准相比主要变化如下:
——规定禁止使用套管类铜覆钢作为电力工程接地材料
——增加0.6mm、0.8mm铜层厚度及自定义产品规格;
——修订铜层均匀性要求,规定不同厚度规格产品最小铜层厚度要求;
——修订作为垂直接地极的抗拉强度要求;
——修订作为接地导体和水平接地极的弯折性能要求;
——增加铜层厚度与环境适应性要求;
——修订热稳定系数C值计算时Tm取值;
——修订不同腐蚀等级土壤铜层腐蚀速率,并放入正文;
——增加附录:铜覆钢连接器的要求。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利,本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。
本文件由中国电力企业联合会提出。
本文件由能源行业电力接地技术标准化技术委员会归口。
本标准起草单位:
本标准主要起草人:
本文件代替标准的历次版本发布情况为:
DL/T1312-2013
1
DL/T××××—201×
电力工程接地用铜覆钢技术条件
1范围
本文件规定了电力工程接地用铜覆钢的标记、技术要求、检测及试验方法、检验、标志、包装、
运输、贮存和质量证书等。
本文件适用于发电、输变电、配电等电力工程接地用铜覆钢。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用
文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)
适用于本文件。
GB/T228.1金属材料拉伸试验第一部分:室温试验方法
GB/T239金属线材扭转试验方法
GB/T467阴极铜
GB/T699优质碳素结构钢
GB/T700碳素结构钢
GB/T3048.2电线电缆电性能试验方法第二部分:金属导体材料电阻率试验
GB/T3048.4电线电缆电性能试验方法第四部分:导体直流电阻试验
GB/T4956磁性金属基体上非磁性覆盖层厚度测定磁性方法
GB/T6462金属和氧化物覆盖层横断面厚度显微镜测量方法
GB/T8888重有色金属加工产品的包装、标志、运输和贮存
GB/T10125人造气氛腐蚀试验盐雾试验
GB/T20302阳极磷铜材
HG/T3592电镀用硫酸铜
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
铜覆钢copper-cladsteel
钢芯体的表面被铜均匀包覆的材料,包括铜覆钢棒材、铜覆钢板材以及铜覆钢线材(包括圆线
及绞线)。
3.2
连铸工艺continuouscastingprocess
将处理干净并加热到一定温度的钢芯快速通过加热熔化的铜液,铜液在钢芯表面结晶的加工工
艺。
3.3
电镀工艺electroplatingprocess
采用电解方法在处理干净的钢芯表面镀上铜层的加工工艺。
3.4
套管冷拉工艺colddrawinginpipeprocess
将处理干净的的钢芯套入一定厚度的铜管,通过拉拔讲铜层覆在钢芯上的加工工艺。
2
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4总则
4.1铜覆钢中的铜应连续、均匀、牢固地覆盖在钢芯上。
4.2铜覆钢生产工艺宜使用连铸工艺、电镀工艺,不应使用套管工艺;铜覆钢状态分为退火态和非
退火态,水平接地体宜采用退火态。
4.3铜覆钢用钢材化学成分及性能要求应符合GB/T699或GB/T700的规定,特殊用钢可由供需双方
协商。
4.4连铸用铜应符合GB/T467的规定,电镀用硫酸铜应符合HG/T3592,电镀用磷铜应符合GB/T
20302的规定。
4.5铜覆钢应满足接地工程的设计使用年限要求,设计寿命周期内应避免更换。
4.6铜覆钢应根据当地土壤环境进行耐腐蚀设计选型,宜根据土壤腐蚀数据进行铜层厚度设计,亦
可按表1中铜的土壤腐蚀数据进行设计;当接地环境pH≤4.5时,应适当加大设计截面和铜层厚度。
4.7铜覆钢热稳定系数按附录A选取。
4.8垂直接地体用铜覆钢的连接器性能要求及试验方法见附录B。
4.9铜覆钢和连接器应满足现行规范对环境保护的要求。
4.10铜覆钢使用导则见DL/TXXX《电力工程接地用铜覆钢使用导则》。
表1不同腐蚀等级土壤条件下铜的平均腐蚀速率
土壤腐蚀性微弱中强强(特殊地区)a
平均腐蚀速率
0.0010.0030.0070.0120.017
/mm/a
a:依据DL/T1554多因子评级定义为强级别的土壤,同时其pH>8.5或pH<4.5,且含盐量>1.5%,定
义为强(特殊地区)。
5标记
不同型号的铜覆钢产品以下面方式进行标记。
CCS□-□-□-□
尺寸:棒线材ΦX(直径mm);板材X×X(宽×厚mm);绞线X(等效截面积mm2)。
铜层最小厚度H,mm,常用规格0.25mm、0.60mm、0.80mm,如有需求可定制。
相对导电率,%IACS。
EP(电镀)、CC(连铸)。
铜覆钢
a)示例1:相对导电率15%、铜层最小厚度0.25mm、直径Φ16mm的电镀铜覆钢棒材:CCSEP
15-0.25-Φ16。
b)示例2:相对导电率20%、铜层最小厚度0.60mm、50×5mm的连铸铜覆钢板材:CCSCC
20-0.6-50×5。
c)示例3:相对导电率40%、铜层最小厚度0.25mm、185mm2的连铸铜覆钢板材:CCSEP
40-0.25-185。
6技术要求
6.1尺寸及允差
铜覆钢的尺寸及允差要求见表2。试验方法见7.1。
表2铜覆钢的尺寸及允差单位:mm
3
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棒线材板材绞线
标称直径d允许偏差宽度(或厚度)允许偏差单股标称直径d允许偏差
8<d≤20+0.354~10+0.101.00≤d≤1.70+0.05
20<d≤30+0.40>10~18+0.141.70<d≤2.40+0.06
30<d≤50+0.50>18~30+0.212.40<d≤3.20+0.08
——>30~50+0.303.20<d≤4.00+0.10
——>50~80+0.35——
6.2表面质量
铜层表面应结晶细密、颜色均匀、光滑洁净、无明显的针孔、凹坑、麻点、鼓泡、剥皮、结疤、
裂纹、烧灼及共沉积杂质和表面污染物,不应有漏覆、浮铜和黑斑。试验方法见7.2。
6.3铜层厚度
各类型的单根(股)铜覆钢铜层厚度,任意测试点最小值不应小于表3要求,其他厚度规格,
铜层最小厚度不应低于其标称厚度,标称厚度不应低于0.25mm。试验方法见7.3。
表3铜层厚度最小值
产品型号铜层最小厚度/mm
CCS-0.250.25
CCS-0.600.60
CCS-0.800.80
其他厚度规格标称厚度
6.4拉伸性能
用于水平接地体和接地导体(线)的铜覆钢抗拉强度不应低于300N/mm2;用于垂直接地体的
铜覆钢抗拉强度不应低于550N/mm2。试验方法见7.4。
6.5弯折性能
6.5.1用于水平接地体和接地导体(线)的铜覆钢应进行90°弯折试验,用于垂直接地体的铜覆钢
应进行30°弯折试验。试验方法见7.5。
6.5.2试样经弯折试验后铜层不应出现裂纹、裂缝、凹坑和其他有碍于材料腐蚀性能的缺陷。试验
方法见7.5。
6.6结合性能
6.6.1铜覆钢绞线经扭转试验,铜层表面不应出现裂纹、裂缝、碎片、孔洞等缺陷,铜层与钢芯不
应出现分离现象。试验方法见7.6.1。
6.6.2其他类型铜覆钢经结合性能试验后,铜层与钢芯不应出现分离现象,允许表面的铜被试验器
具所剥落。试验方法见7.6.2。
6.7电阻率和相对导电率
6.7.1不同型号铜覆钢的电阻率和相对导电率应符合表4规定,其中电阻率为轴向的体积电阻率,
相对导电率为退火铜标准规定的体积电阻率(1.7241×10-8Ω·m)对相同单位的试样电阻率之比乘以
100%。试验方法见7.7。
表4铜覆钢电阻率及相对导电率(20℃)规定
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电阻率(不大于)相对导电率(不小于)
型号
/×10-8Ω·m/%IACS
CCS-1511.5015
CCS-208.6220
CCS-256.9025
CCS-305.7530
CCS-404.3140
6.7.2如有特殊需求,特殊导电率规格产品,其相对导电率不应低于其标称导电率,且不应低于
15%IACS。
6.8工频大电流耐受能力
试样经工频大电流试验后,表面不应有鼓泡、裂纹、熔化等缺陷,电阻变化不应超过10%。试
验方法见7.8.5。
6.9电气与腐蚀性能
试样经电气与腐蚀试验后,最终电阻增加不应超过30%,中间过程每个试验环节电阻增加不应
超过10%。试验过程中及试验结束后试样表面不应有鼓泡、裂纹、熔化等有碍于材料腐蚀性能的缺
陷。试验方法见7.8。
7检测及试验方法
7.1尺寸
7.1.1直径、宽度及厚度测量应使用分度值不大于0.02mm的游标卡尺,在三个任意位置测量,取
平均值。
7.1.2长度测量应使用分度值不大于1.0mm的钢卷尺。
7.2表面质量
表面质量可采用目视进行检测,必要时采用放大镜。
7.3铜层厚度
7.3.1单股绞线宜采用GB/T6462规定的方法测量,其他规格可按GB/T4956或GB/T6462中规定的
方法测量。
7.3.2棒线材和绞线铜覆钢铜层厚度测试时,距端面50mm(若有螺纹,则距离螺纹50mm)以上任
选3个位置,每个位置沿圆周间隔约120°取3点测量,见图1。9个测量点测量值均应满足标称值要求,
平均值为9点平均值。
图1棒线材和绞线铜覆钢测量点位置
7.3.3板材铜覆钢铜层厚度测试时,距端面50mm以上任选3个位置,每个位置取2点,在宽度面的
中间进行测量,见图2。6个测量点均应满足标称值要求,平均值为6点平均值。
5
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图2板材铜覆钢测量点位置
7.4拉伸试验
拉伸试验应按GB/T228.1的规定进行试验。夹具之间的样品长度不宜小于500mm。
7.5弯折试验
7.5.130°弯折试验
将试样的一端夹紧在夹具或虎钳钳口上,板材夹于宽度面,在距夹具40倍试样直径或等效直径
处,施加一个垂直于试样的力,弯折(30±5)°(见图3),弯折20次,观察试样弯折处内、外缘的
铜层。
7.5.290°弯折试验
采用7.5.1方法弯折(90±5)°,或利用万能试验机采用三点弯曲法弯折(90±5)°,弯折3次,
观察试样弯折处内、外缘的铜层。
d-试样直径;F-力;θ-弯折角度
图3弯折试验示意图
7.6结合性试验
7.6.1铜覆钢绞线
铜覆钢绞线取单线按GB/T239的规定进行扭转试验,试验至试样断裂。
7.6.2其他类型铜覆钢
其他类型铜覆钢,取不大于200mm长的试样,一端切成45°锥形,将被切一端置于夹具或虎钳
钳口之间,间距小于试样钢芯直径或厚度,按图示方向锤击试样端部,削去足够的铜层(见图4、
图5),充分露出钢芯,取出观察。
6
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d-钢芯直径(mm);w-虎钳钳口距离(mm)
图4铜覆钢棒材、圆线结合性试验示意图
s-钢芯厚度(mm);w-虎钳钳口距离(mm)
图5铜覆钢板结合性试验示意图
7.7电阻、电阻率及相对导电率
电阻及电阻率测试分别按GB/T3048.2和GB/T3048.4规定的要求执行。计算电阻率及相对导电
率时电阻测试长度为1m,其他试验中电阻测试长度不低于200mm。电阻测量同时记录环境温度,
按公式(1)校正到20℃时的电阻值,并按公式(2)计算相应的电阻率。
R
m()
R201
10(Am20)
式中:
R
m——测量电阻值,Ω;
0——电阻温度系数,/℃,铜覆钢取0.00378/℃;
A
m——环境温度,℃。
电阻率公式:
RS
20(2)
20L
R
20——20℃电阻值,Ω;
S——截面积,m2;
L——测试长度,m。
7
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将(2)式代入(3)式,计算相应的相对导电率。
1.7241108
C100%
20(3)
式中:
C——相对导电率,%IACS;
20——接地体在20℃时的电阻率,Ω·m;
7.8电气与腐蚀试验
7.8.1一般规定
7.8.1.1电气与腐蚀试验应按电流-温度循环试验、冰冻-融化试验、中性盐雾腐蚀试验、工频大电
流试验四个环节顺序进行,每个环节试验前后应测量试样电阻值,具体流程应符合图6规定。
图6电气与腐蚀试验流程图
7.8.1.2每个试样在循环试验过程中不允许更换,试样长度不应小于600mm。每个试验环节结束
后将样品冷却到环境温度后,按7.7的规定测量电阻。
7.8.1.3中性盐雾试验过程中及结束后应观察材料形貌,并记录。
7.8.1.4全部试验结束后对材料的表面形貌进行观察并记录,必要时剖开横截面,对影响材料性能
的损伤进行观察并记录。
7.8.2电流-温度循环试验
7.8.2.1将试样布置成回路,施加电流使样品温度逐渐升至350℃±10℃,保温1h后冷却至室温再
进行下一个循环,至少进行25次电流-温度循环。
7.8.2.2在电流-温度循环试验过程中应及时调整电流,使25次循环样品温度保持在350℃±10℃。
7.8.2.3试验结束后将样品冷却到环境温度后,测量电阻,并校正到20℃时的电阻值。
7.8.3冰冻-融化试验
7.8.3.1将电流-温度循环试验后的试样放入盛水的容器,水面应高出试样25mm。
8
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7.8.3.2将试样冷却到-10℃以下保温,然后升温至20℃以上保温。每次循环时试样在低温和高温
下保持2h,共进行10次冰冻-融化循环。
7.8.3.3试验结束后测量电阻值,测试前将试样干燥并恢复到环境温度,并校正到20℃时的电阻
值。
7.8.4中性盐雾腐蚀试验
将冰冻-融化试验后的试样,按GB/T10125的规定进行试验,试验介质为去离子水或蒸馏水配
置的5%NaCl溶液,试验时间不应低于500h。试验后用清水对试样进行冲洗,冲洗后烘干,冷却至
环境温度后测量电阻值,并校正到20℃时的电阻值。试验过程中及试验结束后观察试样形貌,并记
录。
7.8.5工频大电流试验
将中性盐雾腐蚀试验后的试样连接组成试验回路,试验所用的电流是试样4s或10s(可选)持
续时间熔化电流值的90%,试验电流按附录C计算。试验时,每次试验电流持续4s或10s(可选),
共进行三次试验。每次试验后,导体冷却到100℃以下后再重复下一次试验。
8检验
8.1铜覆钢产品试验分为型式试验、出厂试验和验收试验,试验要求及试验项目按表5执行,取样
规定按表6执行。
8.2型式试验应按产品型号进行,试验项目见表5。在下列情况之一时,应进行型式试验:
a)新产品投产前;
b)材料或工艺发生变化时;
c)停产半年及以上重新恢复生产线;
d)从上一次进行型式试验后满3年;
e)用户提出要求时。
8.3出厂试验应按组批检验,试验项目见表5。供方应具备表5出厂试验能力,应经供方质检部门
检验合格后才能出厂。
8.4验收试验应按组批依检验,试验项目见表5。供方供货时应提供出型式试验报告及原材料质检
报告,需方在检查供方型式试验报告和原材料质检报告后,应按组批进行验收试验,合格后才可进
入施工环节。
表5试验要求及试验项目
试验要求
序号试验项目试验方法
型式试验出厂试验验收试验
1尺寸√√√7.1
2表面质量√√√7.2
3铜层厚度√√√7.3
4拉伸试验√√-7.4
5弯折试验√√√7.5
6结合性试验√√-7.6
7电阻率及相对导电率√√√7.7
8工频大电流试验-√√7.8.5
9
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9电气与腐蚀试验√--7.8
注:“√”表示必须进行的项目,“—”表示不进行项目。
表6铜覆钢产品取样规定
检验项目型式试验出厂试验验收试验试验方法的章节号
表面质量逐根(盘)逐根(盘)7.2
铜层厚度逐根(盘)逐根(盘)7.3
尺寸7.1
拉伸性能每种型号任意抽取7.4
3根,每根取1个试每批产品,任意抽每批产品,任意
弯折性能样。取3根,每根取1抽取3根,每根7.5
个试样。取1个试样。
结合性能7.6
电阻率及相对导电率7.7
电气与腐蚀试验--7.8
每批产品,任意抽每批产品,任意
工频大电流试验-取3根,每根取1抽取3根,每根7.8.5
个试样取1个试样。
注:拉伸性能、弯折性能、结合性能、电气与腐蚀试验、工频大电流试验等检验项目是在尺寸、表面质量、铜层
厚度和电阻率检测合格后进行。
8.5组批
出厂试验和验收试验每个组批由同一型号、规格及热处理态组成,每组批长度不应大于5000m。
8.4检验结果的判定
8.4.1型式试验:任一项试验结果不合格,则判定该型号产品型式试验不合格。
8.4.2出厂试验:铜层厚度及均匀性、表面质量逐根(盘)检查,合格者交货;其他试验项目有一
项不合格者,从该批产品中抽取双倍数量的试样进行重复试验,重复试验结果全部合格,则判定该
批次产品合格,若重复试验结果仍有试样不合格,则判定该批次产品不合格。
8.4.3验收试验:铜层厚度及均匀性、表面质量逐根(盘)检查,合格者交货;其他试验项目有一
项不合格者,从该批产品中抽取双倍数量的试样进行重复试验,重复试验结果全部合格,则判定该
批次产品合格,若重复试验结果仍有试样不合格,则判定该批次产品不合格。
9标志、包装、运输、贮存和质量证书
9.1标志
在检验合格的每件产品上,应贴上个如下内容的标签:
a)供方质量检验部门的检印;
b)牌号;
c)状态;
d)批号。
9.2包装、运输、贮存
产品包装、运输和贮存应符合GB/T8888的规定。
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9.3质量证明书
每批铜覆钢产品应附有产品质量证明书,注明:
a)供方名称;
b)产品名称;
c)规格;
d)批号;
e)净重和件数;
f)供方质量检验部门印记;
g)本文件编号、年代号;
h)包装日期。
11
DL/T××××—201×
附录A
(规范性)
铜覆钢材料热稳定系数
铜覆钢进行热稳定性校验时,其稳定系数取值见表A.1。
表A.1铜覆钢热稳定系数C
最大允许温度15%相对导电20%相对导电25%相对导电30%相对导电40%相对导电
℃率铜覆钢率铜覆钢率铜覆钢率铜覆钢率铜覆钢
700103119133144167
800107124138150173
900110128143155179
1084117135151165191
注:可根据工程土壤微/弱、中、强腐蚀情况选取900℃、800℃、700℃热稳定系数,宜根据土壤腐蚀
数据计算获得腐蚀余量条件下选取1084℃热稳定系数。
热稳定系数按公式A.1计算得出。计算公式如下:
TCAPK0Tm
C10ln(A.1)
rrK0T
式中:
T
m——最大允许温度,℃;
T
——环境温度,℃,一般取40℃;
r——参考温度Tr时电阻温度系数,取20℃的电阻温度系数,铜覆钢取0.00378,/℃;
——参考温度Tr时电阻率,取电阻率,;
r20℃μΩ·cm
K0——,-1,铜覆钢取;
1/0℃245
TCAP——热熔系数,J/(cm3·℃),铜覆钢取3.846J/(cm3·℃)。
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附录B
(资料性)
铜覆钢连接器的要求
B.1机械压力试验
每个试样由2根长度分别为500mm的铜覆钢接地极和连接器装配组成。按制造商或供应商的
产品说明书,选用合适的驱动头和驱动工具进行。试样的顶部按以下参数要求用振动锤持续击打2
分钟,连接器应无裂纹、掉块、变形等缺陷。试验布置见图B.1,单位:毫米。
a)击打频率(2000±1000)min-1;
b)单行程冲击能量(50±10)N·m。
1—试样;2—金属板(200mm×200mm×20mm);3—轴承;4—驱动头;5—试验支架;
6—振动锤
图B.1机械压力试验布置图
B.2腐蚀试验
B.2.1试验要求
试样满足B.1要求后,需进行GB10125进行盐雾试验。
B.2.2电气性能测试
B.2.1试验后直流电阻值增加不应超过15%,且不能大于1.0mΩ。
B.2.3拉力测试
通过B.2.2测试的样品,按机械拉力(1000±10)N进行测试。试验收试样组件保持完整,连接
器无裂纹、掉块和变形等缺陷。
13
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