IEC 608402020+AMD12023 CSV 额定电压30kV（Um=36kV）以上至150kV（Um=170kV）的挤压绝缘电力电缆及其附件.试验方法和要求标准立项发展报告

额定电压30kV（Um=36kV）以上至150kV（Um=170kV）的挤压绝缘电力电缆及其附件试验方法和要求标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:PowerCableswithExtrudedInsulationandTheirAccessoriesforRatedVoltagesAbove30kV(Um=36kV)upto150kV(Um=170kV)-TestMethodsandRequirements摘要关键词：挤压绝缘电力电缆；电缆附件；IEC60840；型式试验；高压电缆；标准化Keywords:Extrudedinsulatedpowercables;Cableaccessories;IEC60840;Typetests;High-voltagecables;Standardization一、引言1.1研究背景电力电缆作为电能传输的重要载体，在电力系统中承担着不可替代的角色。随着我国城市化进程的加快、大规模新能源基地的建设以及老旧电网改造升级的深入推进，额定电压30kV至150kV区间的电力电缆市场需求持续增长，应用场景不断拓展。与此同时，电缆及附件的运行可靠性问题日益受到业界的广泛关注。国内外运行经验表明，电缆系统的故障大多发生在附件部位，而电缆本体制造缺陷及安装工艺水平不高也是导致运行事故的重要原因。因此，建立科学、完善、与国际接轨的试验方法和验收要求体系，对于保障电缆线路长期安全运行具有重要意义。IEC60840作为国际电工委员会制定的针对该电压等级挤压绝缘电力电缆及其附件的专项标准，历来被世界各国广泛采用，是国际电缆贸易和技术交流的重要技术依据。2020年发布的第三版标准在技术内容上进行了全面修订，2023年发布的修订件AMD1进一步补充完善了相关技术要求。对该标准进行系统的解读与研究，有助于我国电缆制造企业深入理解国际先进技术要求，提升产品质量水平和国际竞争力。1.2标准基本信息本标准的完整名称为《额定电压30kV（Um=36kV）以上至150kV（Um=170kV）的挤压绝缘电力电缆及其附件——试验方法和要求》（Powercableswithextrudedinsulationandtheiraccessoriesforratedvoltagesabove30kV(Um=36kV)upto150kV(Um=170kV)-Testmethodsandrequirements），标准编号为IEC60840:2020+AMD1:2023CSV，由国际电工委员会（IEC）归口管理，具体由IEC第20技术委员会（TC20：电力电缆）负责制定。该标准的最新版本发布日期为2023年6月2日，整合了2020年第二版正文及2023年修订件的内容，标准状态为现行有效。二、标准技术内容解析2.1标准适用范围与电压等级划分本标准适用于额定电压30kV（Um=36kV）以上至150kV（Um=170kV）的挤压绝缘电力电缆及其附件。其中，Um表示设备的最高运行电压，即系统正常运行中任意时刻可承受的最高电压有效值。标准覆盖的电压等级范围属于我国电力系统中的高压配电和高压输电的过渡区间，在GB/T156-2017《标准电压》中被划分为多个具体的电压等级层级。该电压等级区间的电缆产品在城市电网入地改造、水电站及风电场送出工程、大型工业企业供配电等场景中应用广泛。标准明确规定，其适用于单芯和三芯电缆，绝缘材料包括交联聚乙烯（XLPE）、乙丙橡胶（EPR）及其混合物等热固性绝缘材料。对于附件部分，标准涵盖与该类电缆配套使用的终端、接头等产品的试验方法和要求。2.2标准的结构框架IEC60840:2020+AMD1:2023CSV在结构上延续了IEC高压电缆标准的一贯体例，主要包括以下章节：-范围（Scope）-规范性引用文件（Normativereferences）-术语和定义（Termsanddefinitions）-电压标识和材料（Voltagedesignationandmaterials）-导体（Conductors）-绝缘（Insulation）-金属屏蔽（Metallicscreen）-同心导体（Concentricconductor）-电缆的包覆层和保护层（Sheathsandprotectivecoverings）-特定电缆结构的特殊要求（Specialrequirementsforparticulartypesofcables）-例行试验（Routinetests）-抽样试验（Sampletests）-型式试验（Typetests）-安装后电气试验（Electricaltestsafterinstallation）-附件的型式试验（Typetestsforaccessories）2.3关键技术指标要求2.3.1绝缘偏心度绝缘偏心度是衡量电缆绝缘挤出均匀性的重要指标，直接反映电缆制造工艺水平。IEC60840规定，绝缘偏心度的测量值应不超过以下两值中的较大者：0.5mm或（平均绝缘厚度的）5%。这一要求较以往标准更为严格，体现了行业对电缆绝缘质量精细化控制的趋势。2.3.2绝缘屏蔽绝缘屏蔽是电缆电场分布控制的关键结构，其材料通常为可剥离或粘接型半导电材料。标准要求绝缘屏蔽层应紧密包裹在绝缘表面，与绝缘层界面应光滑无缺陷。绝缘屏蔽与绝缘层之间的界面状态直接关系到电缆长期运行时的局部放电水平。2.3.3金属屏蔽金属屏蔽的作用是在正常运行条件下承载电容电流，并在故障条件下为短路电流提供通路。IEC60840对金属屏蔽的结构形式（铜带屏蔽、铜丝屏蔽等）、截面积、电气连续性等方面均有明确规定。标准要求金属屏蔽的电阻值应满足设计规定，以保证电缆系统在各种工况下的电磁兼容性能和故障电流疏通能力。2.3.4半导电屏蔽电阻率半导电屏蔽层的体积电阻率是影响电缆电场分布的关键参数。标准对导体屏蔽和绝缘屏蔽的体积电阻率提出了明确的限值要求，并要求在电缆制造过程中进行验证。导体屏蔽的体积电阻率在室温下应不大于1000Ω·m，绝缘屏蔽在室温下应不大于500Ω·m（不同材料体系下的具体限值参见标准正文）。2.4试验方法体系IEC60840将电缆及附件的试验分为以下四个类别：2.4.1例行试验（Routinetests）例行试验是对每一根制造完成的电缆线段进行的试验，目的是剔除在制造过程中可能产生的不合格品。主要内容包括：导体电阻测量、绝缘厚度测量、绝缘偏心度测量、金属屏蔽电阻测量、局部放电试验、电压试验等。其中局部放电试验在1.5U₀至2U₀的电压下进行，要求局部放电量不超过10pC（具体限值根据电压等级确定）。2.4.2抽样试验（Sampletests）抽样试验是按照规定的抽样方案，从一批产品中随机抽取样品进行的试验，用以验证产品制造质量的稳定性。主要包括绝缘和外护套的热延伸试验、绝缘和半导电屏蔽层的微孔/杂质检查、绝缘老化前后的机械性能试验等。2.4.3型式试验（Typetests）型式试验是对具有代表性的电缆及附件产品进行的全面性能验证试验，目的是证明产品的设计和制造工艺满足标准要求。型式试验的项目覆盖电气性能、机械性能和热性能等多个维度，主要包括：-电气性能试验：局部放电试验、弯曲试验及随后的局部放电试验、tanδ（介质损耗角正切）测量、加热循环电压试验、雷电冲击电压试验、耐压试验（交流或直流）、冲击电压后的局部放电试验等；-机械性能试验：弯曲试验、耐磨试验、纵向水密性试验（如有要求）等；-附件试验项目还包括：终端和接头的热循环试验、密封性能试验等。需要特别指出的是，型式试验所包含的加热循环电压试验和雷电冲击电压试验是检验电缆系统在热-机械应力和过电压作用下的耐受能力的关键试验项目。试验时电缆试样需经历多个加热-冷却循环，并在规定电压值下经受规定次数的正负极性雷电冲击电压的作用。2.4.4安装后电气试验（Electricaltestsafterinstallation）电缆线路安装完成后，需要进行现场交接试验。IEC60840推荐采用交流电压试验方式，试验电压值和时间应符合标准规定。该标准还提供了直流试验作为替代方案的适用条件说明，并在此基础上引入了局部放电测量作为可选的状态评估手段。安装后电气试验是确保电缆系统安装质量的重要环节。2.5附件试验的特殊要求电缆附件（终端和接头）是电缆线路中最容易出现质量薄弱环节的部位。IEC60840对附件的型式试验有专门的章节规定，要求附件与电缆组成完整的试验回路进行试验，试验项目包括：-安装说明书规定的安装工艺确认；-热循环电压试验；-雷电冲击电压试验；-交流耐压试验；-密封性能试验；-局部放电测量（如适用）。附件型式试验的样品数量、试验循环次数、试验电压值等均有明确规定，确保附件与电缆的匹配性和系统整体可靠性。三、标准主要修订内容分析3.12020版主要技术变化相较于前一版本（IEC60840:2011），2020版在以下方面进行了重要修订：1.结构调整：标准的章节结构进行了重新编排，使其与IEC60811系列（电缆绝缘和护套材料通用试验方法）、IEC60228（电缆导体）等配套标准更好的协调一致；2.术语更新：部分术语和定义进行了更新，增加了新出现的专业术语，与国际电工词汇（IEV）保持同步；3.技术指标更新：对绝缘偏心度、半导电屏蔽电阻率等部分技术指标进行了优化调整；4.试验方法细化：对部分试验方法的操作细节和判定准则进行了细化，提高了试验结果的可比性和可重复性；5.环境适应性要求：增加了对电缆材料在环保和有害物质限制方面的新要求，与欧盟RoHS指令等法规相衔接。3.22023修订件（AMD1）的主要内容2023年发布的AMD1修订件补充了以下技术内容：-对部分章节的编辑性修正和技术性澄清；-更新了规范性引用文件的版本信息；-对特定条款的试验条件进行了补充说明；-在安装后电气试验部分增加了基于状态评估的试验方法选择指南。-修订了附件型式试验中部分试验循环次数的规定。四、主要起草与归口单位介绍4.1国际电工委员会TC20技术委员会IEC60840标准由国际电工委员会第20技术委员会（IECTC20：电力电缆）负责制定和维护。IECTC20成立于1934年，是IEC中历史最悠久的技术委员会之一，其工作范围涵盖额定电压1kV以上至超高压交直流电力电缆及其附件的标准化工作。TC20目前设有多个工作组（WorkingGroups）和维护组（MaintenanceTeams），分别负责不同电压等级和不同技术领域的标准制修订工作。TC20的成员包括来自全球各主要工业国家的标准化专家，涵盖电缆制造企业、电力公司、检测机构、科研院所和高校等各方代表。该委员会在电缆标准领域的工作成果为全球电力电缆行业的健康发展提供了坚实的技术支撑。TC20与IECTC7（架空导体）、TC21（蓄电池）、TC99（系统接地）等委员会保持着密切的技术协调关系。4.2国内技术归口单位——上海电缆研究所有限公司在我国，IECTC20的国内技术对口单位设在上海电缆研究所有限公司（以下简称"上缆所"）。上缆所创建于1957年，是原机械工业部直属的综合性电线电缆科研机构，现隶属于中国机械工业集团有限公司。作为全国电线电缆标准化技术委员会（SAC/TC213）的秘书处挂靠单位和国际电工委员会IEC/TC20国内技术归口单位，上缆所长期承担着我国电线电缆领域国家标准、行业标准的制修订组织工作以及国际标准的跟踪、转化和投票工作。在IEC60840标准的转化方面，上缆所组织国内相关单位对该标准进行了系统的研究和翻译，推动其转化为我国国家标准GB/T11017系列《额定电压110kV交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件》和GB/T31840系列标准。同时，上缆所还依托其所属的国家级电线电缆质量检验检测中心，为国内电缆制造企业提供依据该标准开展的型式试验和产品认证等技术服务。在标准研究方面，上缆所积极参与IECTC20的各项工作，多次派出专家参加国际工作组会议，在国际电缆标准化领域中发挥越来越重要的作用。五、标准应用价值与现实意义5.1对我国电缆行业的影响IEC60840作为国际上该电压等级电缆最权威的标准文件，对我国高压电缆产品的设计制造、检验检测和市场准入具有重要的指导意义。我国现行的GB/T11017.1~.3-2014《额定电压110kV（Um=126kV）交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件》和GB/T31840.1~.3-2015《额定电压150kV（Um=170kV）交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件》等国家标准在技术内容上均参照采用了IEC60840的相关规定。标准的持续更新引领着我国电缆制造企业在产品设计理念、工艺控制水平、质量管理体系等方面不断提升。5.2对电力工程建设的支撑作用额定电压30kV至150kV电力电缆广泛应用于城市电网、轨道交通、大型工业企业供配电及新能源送出工程等领域。IEC60840所规定的完善的试验方法和质量要求，为电缆线路的设计选型、设备招标、质量验收和运行维护提供了统一的技术依据。特别是在新型电力系统建设加速推进的背景下，大容量、高可靠性电缆线路的需求日益增长，该标准的技术支撑价值愈发凸显。六、发展趋势与展望随着全球能源转型战略的深入实施和电力系统技术的快速发展，高压电缆标准化工作面临新的机遇和挑战。第一，环保型绝缘材料的应用趋势日益明显。热塑性环保绝缘材料（如TPE）等新型绝缘体系的研发取得积极进展，相应的试验方法和评价体系需要配套完善。第二，在线监测与状态检修技术的发展对传统的定期试验模式提出了变革要求。分布式光纤测温、局部放电在线监测等技术的成熟应用，推动标准向基于状态评估的试验方法方向拓展。第三，直流电缆技术的快速发展对IEC60840所覆盖的交流电缆标准体系形成了有益补充。高压直流电缆标准（IEC62895等）与交流电缆标准共同构建了更加完整的标准化体系。第四，数字化与智能制造技术的应用为电缆制造过程的质量控制提供了新手段，未来标准可能在过程控制、数字化检测数据交互等方面提出新要求。七、结论参考文献[1]IEC60840:2020+AMD1:2023CSV,Powercableswithextrudedinsulationandtheiraccessoriesforratedvoltagesabove30kV(Um=36kV)