美标特种中压电缆的特殊试验要求.doc

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美标特种中压电缆的特殊试验要求

王振国

UL1072《中压电缆》、ICEAS-93-639《5-46kV输配电用屏蔽电力电缆》、ICEAS-94-649《5-46kV同心中性电缆》和ICEAS-97-682《5-46kV公共设施用屏蔽电力电缆》标准都规定了导体最高工作温度为105℃的中压电缆和耐放电中压电缆的要求。

这些电缆不仅要满足对常规电缆的要求,还要满足一些特殊的试验要求,包括干电气试验（DryElectricalTest）和绝缘的耐放电试验（DischargeResistanceTest）的要求。

因此，与常规电缆比较而言，可以认为导体最高工作温度为105℃的中压电缆和耐放电中压电缆为特种中压电缆。

一、有关术语

为便于理解和辨析耐放电电缆的概念，下面给出ICEAS-94-649和ICEAS-97-682标准中有关术语的定义：

无放电电缆设计（Discharge-FreeCableDesign）：

一电缆设计得在正常工作电压下能消除绝缘中的电气放电，在规定的局部放电试验电压下按本标准规定的方法测量符合本标准最大局部放电量值要求。

耐放电电缆设计（Discharge-ResistantCableDesign）：

能耐受电气放电的电缆设计。

二、电缆的绝缘

耐放电中压电缆，UL1072采用DREP（耐放电EP，适用导体最高温度90℃和105℃）。

ICEA标准采用Ⅲ类（class）EP（适用导体最高温度105℃耐放电EP）和Ⅳ类EP（适用导体最高温度90℃的耐放电EP）。

导体最高工作温度为105℃的中压电缆，UL1072采用适用导体最高温度105℃的XLPE、EP和DREP。

ICEA标准采用Ⅲ类XLPE（适用导体最高温度105℃的XLPE）、Ⅲ类TRXLPE（适用导体最高温度105℃的耐水树XLPE）和Ⅲ类EP（适用导体最高温度105℃无放电或耐放电EP）。

UL标准和ICEA标准对相应绝缘材料性能要求基本相同。

三、电缆及其绝缘材料的特殊试验

（一）干电气试验（DryElectricalTest）

UL1072第42章、ICEAS-93-639第10.3节、ICEAS-94-649第10.5.5节和ICEAS-97-682第10.5.5节规定导体最高工作温度为105℃的中压电缆应进行干电气试验并符合要求。

UL标准和ICEA标准对干电气试验的相应规定基本一致。

下面译录ICEAS-93-639第10.3节的规定如下供参考。

10.3仅适用于Ⅲ类绝缘的干电气试验

10.3.1试样

至少试验三个试样。

每个试样由绝缘水平为100％的带有导体屏蔽的和带有包含任何适当的金属屏蔽的外绝缘屏蔽的1/0AWG铝或铜的15kV电缆组成。

这些试样长30英呎（9.1m）。

10.3.2试样步骤

试样电缆在3英吋（76.2mm）的塑料管中进行试验。

终端间的有效长度至少为20英呎（6.1m）。

试样在140±2℃在额定的相对地电压下连续施加电流负荷最少3周。

施加电流负荷需要时可中断，但总时间必须达到。

10.3.3电气测量

试验之初在室温、105℃和140℃（在所有情况下温度波动±5℃）测量电容和介质损耗因数。

三周试验完成后在三个温度下测量相同的性能（也可每周测量一次）。

在每个温度下介质损耗因数增加不超过10％则结束试验。

如在三周后介质损耗因数增加大于10％则试验应继续，并每隔一周在每个温度下测量并记录介质损耗因数。

一旦在同一时间周期时在所有三个温度下下式被满足则试样就通过了试验。

DFn/DFn-3≤1.1

其中

DFn=最终一次的介质损耗因数测量值（三个试样平均值）。

DFn-3=n≥3周时第n-3周时介质损耗因数测量值（三个试样平均值）。

当试验总时间为三周时则试验开始时的介质损耗因数测量值被用作DFn-3。

三周时和此后延长的任何一周末上述要求均应满足。

试验时任何时候室温下的介质损耗因数应不超过规定的最大极限值。

应在原始试样上以及在电流负荷试验完成后测量局部放电。

测量值应满足本标准第4部分规定的极限值并报告之。

如果规定的极限值被超过，则试验终止，该电缆设计拒收。

（二）耐放电中压电缆绝缘材料的耐放电试验（DischargeResistanceTest）

UL和ICEA标准都规定耐放电的中压电缆不需要进行局部放电试验，即在规定的局部放电试验电压下测量局部放电量值。

但是，UL和ICEA标准都规定必须对用于耐放电中压电缆的绝缘料的混炼过程进行鉴定，必须定期（ICEA标准规定每月一次）从每一条混炼生产线取一欲鉴定绝缘的样品进行耐放电试验。

UL1072第58章、ICEAS-93-639第4.3.2.2节和第10.4节、ICEAS-94-649第4.3.2.2节和第10.5.6节和ICEAS-97-682第4.3.2.2节和第10.5.6节规定了耐放电中压电缆的绝缘材料应进行的耐放电试验的方法和要求。

UL标准和ICEA标准对耐放电中压电缆的绝缘的耐放电试验的相应规定基本一致。

下面译录UL1072第58章的规定如下供参考。

58DREP绝缘耐局部放电（电晕）

58.1要求

DREP绝缘应能经受48-62Hz21000V电压250h,当用15倍放大镜检查时应无表面腐蚀。

本试验不适用于EP和XLPE绝缘。

本试验按58.2.1-58.2.4之描述进行。

58.2方法和设备

58.2.1本试验采用ASTMD2275《经受表面局部放电（电晕）的固体绝缘材料的耐电压试验方法》标准中描述的方法，目的为评价一绝缘在标准化条件下耐受电晕放电的能力。

58.2.2取3个试品，每个试品直径至少4英吋或102mm,厚0.060±0.004英吋或1.5±0.1mm,试品经模压并适当硫化。

所准备的试品在室温下最少停留72h,然后在与放电试验相同的环境下至少停留16h。

58.2.3本放电试验在这样一个地方进行,其中空气被调节到维持所需的相对湿度和温度,空气的流通受控,并能排气以除去臭氧和其他气体。

58.2.4试验电极为309或310型不锈钢，表面光洁度为16微英吋或0.4μm。

上电极，施加试验电压的电极，为一个圆柱杆，直径为0.250±0.010英吋或6.35±0.25mm，长度调节到当垂直放置在绝缘试品中央时结果接触重量为30±3g。

接触端是扁的,其边缘圆角半径为0.035±0.005英吋或0.89±0.13mm。

下电极接地，或由一块在下的共用的平板构成并至少延伸到上电极组外2英吋或51mm，或由单独的对中在每一个上电极下的直径至少为1.25英吋或32mm扁的圆盘构成。