額定電壓6kV(Um=7.2kV)到30kV(Um=36kV)鋁合金芯擠包絕緣電力電纜護套厚度檢測

一、檢測原理
護套厚度檢測基于機械測量與無損測厚原理，其科學依據在于確保護套在機械防護、耐環(huán)境應力與電氣絕緣連續(xù)性方面的功能性。

1. 機械接觸式測厚原理：采用恒定壓力測頭與參考砧座夾持樣品，通過位移傳感器精確測量兩接觸面間的垂直距離。該原理遵循幾何尺寸測量基礎，其精度取決于測頭壓力控制（避免護套變形引入誤差）、測頭與砧座的平行度以及傳感器分辨率。

2. 超聲波測厚原理（無損）：利用超聲波脈沖在材料中的傳播特性。探頭發(fā)射的超聲波脈沖穿過護套到達內層界面或護套內表面后反射回探頭，通過測量脈沖往返時間，結合超聲波在護套材料（通常為聚氯乙烯PVC、無鹵低煙阻燃聚烯烴、聚乙烯PE等）中的已知傳播聲速，計算得出厚度。其依據為聲波在不同介質界面反射的物理特性，精度受聲速校準準確性、材料均勻性、耦合狀態(tài)及表面曲率影響。

二、檢測項目
護套檢測項目系統(tǒng)分為尺寸性能、機械性能與環(huán)境性能三類，厚度為核心尺寸指標。

1. 尺寸性能檢測：

   • 平均厚度：在指定圓周及軸向位置測量值的算術平均值，評估材料分布的均勻性。

   • 薄點厚度：所有測量點中的小值，直接關系到電纜薄弱處的機械與防護能力。

   • 厚度均勻性：通過計算標準偏差或大小值差評估，反映擠出工藝的穩(wěn)定性。

2. 機械性能檢測（與厚度強相關）：

   • 護套抗張強度與斷裂伸長率：厚度不足可能導致機械性能不達標。

   • 護套撕裂試驗：評估其抗撕裂擴展能力，厚度是關鍵影響因素。

3. 環(huán)境性能檢測（與厚度強相關）：

   • 熱老化、耐臭氧、耐油、耐化學品等：足夠厚度是保證在惡劣環(huán)境下性能維持的基礎。

三、檢測范圍
該電壓等級鋁合金芯電纜廣泛應用于：

1. 電力系統(tǒng)：城市配電網、變電站站用電、輸電線路，要求護套具備優(yōu)良的耐候性及一定機械沖擊抗力。

2. 工業(yè)領域：礦山、港口、石化、冶金等，環(huán)境苛刻，護套需滿足阻燃、耐油、耐腐蝕、抗碾壓等特殊要求，厚度是基礎保障。

3. 軌道交通：地鐵、鐵路供電，強調阻燃、低煙無鹵、機械韌性，護套厚度需確保長期運行可靠性。

4. 建筑與市政：高層建筑、醫(yī)院、學校等主干供電，對阻燃等級與火災安全性要求高。

5. 新能源：風電場、光伏電站集電線路，常處惡劣戶外環(huán)境，要求護套耐紫外線、耐高低溫、耐潮濕。

四、檢測標準
國內外標準對護套厚度有明確規(guī)定，但具體指標存在差異。

1. 中國標準：

   • GB/T 12706.2-2020 (對應電壓范圍1kV到30kV)：明確規(guī)定護套標稱厚度值及薄點厚度要求（通常不低于標稱厚度的85%減去0.1mm）。對擠包內襯層亦有類似要求。

   • GB/T 31840-2015 (鋁合金芯擠包絕緣電纜)：在12706基礎上，針對鋁合金導體特性補充要求。

2. 標準：

   • IEC 60502-2:2014：與GB/T 12706系列基本協(xié)調一致，規(guī)定了護套標稱厚度及薄點厚度（同樣為85%-0.1mm原則）。

   • IEEE/ANSI 標準：如IEEE 1210，在某些應用領域（如北美）可能有更嚴格的厚度或性能要求。

3. 標準對比分析：

   • 一致性：中標GB/T 12706與IEC 60502在核心厚度要求上高度統(tǒng)一，體現(xiàn)了接軌。

   • 差異性：部分行業(yè)標準（如阻燃A類、耐油等特殊電纜）或特定用戶技術規(guī)范可能提出高于國標/ IEC標準的厚度要求。測試方法細節(jié)（如測量點選取、測量頻率）在不同標準中可能略有差異。

五、檢測方法

1. 取樣：從成品電纜上截取至少一段長約1m的樣品，端頭應平整。

2. 試樣制備：小心剝除護套外可能附著的隔離層、包裝物等。對于機械法，需沿軸向切開護套并展平（確保平整無變形）；對于超聲波法，需清潔測量點表面以保證良好聲學耦合。

3. 測量操作要點：

   • 機械法（基準方法）：
     a. 圓周布點：至少在電纜圓周上等間隔測量6點。
     b. 軸向測量：沿電纜軸向，每隔一定距離（如50cm）進行一組圓周測量，以評估軸向均勻性。
     c. 壓力控制：確保測頭施加的壓力符合標準規(guī)定（如ISO標準常規(guī)定位力），避免壓損或測量不實。
     d. 讀數：待測頭穩(wěn)定后讀取厚度值，精確至0.01mm。

   • 超聲波法（快速、無損）：
     a. 聲速校準：必須使用與待測護套同材質、已知精確厚度的標準塊進行聲速校準。
     b. 耦合劑：在探頭與電纜表面間施加足量耦合劑以排除空氣。
     c. 曲率補償：對于小直徑電纜，需使用小直徑探頭或具有曲面補償功能的探頭。
     d. 測量點選擇：同機械法，需覆蓋圓周與軸向代表性位置。

4. 測量頻率：依據產品標準與質量控制計劃，通常執(zhí)行型式試驗、例行試驗與抽樣試驗。

六、檢測儀器

1. 機械式測厚儀：

   • 臺式測厚儀：高精度，帶恒定壓力控制，分辨率可達0.001mm，適用于實驗室精確測量。

   • 指針/數顯千分尺：便攜，適用于現(xiàn)場快速檢測，需確保砧座與測頭適合電纜曲率。

2. 超聲波測厚儀：

   • 通用型：測量范圍覆蓋電纜護套常見厚度（如1.0-10.0mm），分辨率0.01mm，具備聲速校準功能。

   • 專用型：可能配備微型探頭用于狹窄空間，或帶曲面自動補償、數據存儲與導出功能。

3. 儀器技術特點對比：

   • 機械式：精度高，被視為基準方法；但屬有損檢測，效率較低，對樣品制備要求高。

   • 超聲波式：無損、快速、可在線應用；精度受操作技術與材料特性影響，需定期校準。

七、結果分析

1. 數據處理：

   • 計算所有測量點的算術平均值（平均厚度）。

   • 找出所有測量點中的小值（薄點厚度）。

   • 計算厚度偏差（測量值 - 標稱值）與厚度偏差率（(測量值 - 標稱值)/標稱值 *）。

2. 評判標準：

   • 核心指標：薄點厚度 ≥ (標稱厚度 × 85% - 0.1mm)。此為主要否決項。

   • 平均厚度：通常要求不低于標稱值，但允許一定負偏差（具體見產品標準），若平均厚度顯著偏低，反映工藝控制或材料消耗問題。

   • 均勻性：厚度值波動過大（標準偏差大）表明擠出工藝不穩(wěn)定，如偏心、溫度波動、牽引速度不均等。

3. 不合格品處理：若薄點厚度不達標，則判該批次電纜護套厚度不合格。需追溯生產環(huán)節(jié)，檢查模具設計、擠出溫度、冷卻工藝、原材料性能等。

4. 報告與記錄：檢測報告應清晰記錄電纜標識、測量儀器、測量位置、所有原始數據、計算結果及結論，并附評判標準依據。