額定電壓450/750V及以下聚氯乙烯絕緣電纜電線和軟線屏蔽電纜全參數(shù)檢測技術

一、 檢測原理

電纜檢測基于電學、材料學、熱學和力學原理，通過模擬實際工況與極端條件，驗證其結構完整性、電氣安全性與材料耐久性。

1. 電氣性能原理：基于麥克斯韋電磁場理論，絕緣電阻檢測反映絕緣材料對泄漏電流的阻礙能力，采用高阻計施加直流電壓測量微小電流。耐壓試驗依據(jù)電流擊穿原理，施加遠高于額定值的交流或直流高壓，檢驗絕緣介電強度是否足以承受瞬時過電壓而不發(fā)生擊穿。電容與電感測量則基于交流阻抗譜原理，評估電纜在高頻信號傳輸下的特性。

2. 結構性能原理：導體電阻檢測遵循歐姆定律，通過四端法或凱爾文電橋法精確測量直流電阻，消除接觸電阻影響。結構尺寸檢測采用幾何測量學，使用光學或機械量具驗證導體截面、絕緣與護套厚度是否符合設計，確保電流承載能力與機械保護功能。

3. 材料性能原理：熱老化試驗基于阿倫尼烏斯方程，通過升高溫度加速材料內部氧化、交聯(lián)等化學反應，模擬長期使用后的性能衰減。低溫試驗檢驗材料在低溫下的分子鏈段活動性，評估其抗脆化能力。力學性能測試依據(jù)胡克定律與材料斷裂力學，測量拉伸強度、斷裂伸長率以判斷材料的韌性與耐久性。

4. 屏蔽效能原理：采用三同軸法、線注入法或混響室法，通過對比施加干擾場強與電纜芯線感應電壓，計算轉移阻抗或屏蔽衰減，評估屏蔽層對電磁干擾的抑制能力。

二、 檢測項目

檢測項目系統(tǒng)分為以下幾類：

1. 電氣性能試驗

   • 導體直流電阻：核心項目，直接關系到線路壓降與發(fā)熱。

   • 絕緣電阻：衡量絕緣材料在直流電壓下阻止泄漏電流的能力。

   • 電壓試驗：包括工頻交流耐壓試驗和直流耐壓試驗，檢驗絕緣介電強度。

   • 電容測量：對于通信或信號電纜尤為重要。

   • 電感測量：評估電纜對交流電流的阻礙能力。

2. 結構尺寸檢查

   • 導體結構：單絲直徑、根數(shù)、絞合節(jié)距。

   • 絕緣厚度：薄點厚度、平均厚度。

   • 護套厚度：薄點厚度、平均厚度。

   • 外形尺寸：電纜外徑、扁形電纜的短軸與長軸尺寸。

   • 編織/纏繞屏蔽密度：計算覆蓋率。

3. 絕緣和護套材料性能試驗

   • 熱老化試驗：包括空氣烘箱老化后的力學性能保留率。

   • 熱失重試驗：評估增塑劑揮發(fā)等導致的質量損失。

   • 低溫性能：低溫拉伸、低溫沖擊、低溫彎曲。

   • 力學性能：原始狀態(tài)的抗張強度與斷裂伸長率。

   • 抗開裂性能：熱沖擊試驗。

   • 失重試驗：檢測材料在特定液體或環(huán)境中的穩(wěn)定性。

   • 阻燃性能：單根垂直燃燒、成束電纜燃燒。

   • 煙密度測定：電纜燃燒時產生的煙霧透光率。

   • 鹵酸氣體含量：燃燒時釋放的鹵化氫總量。

   • pH值和電導率：測定燃燒氣體生成物的腐蝕性。

   • 氧指數(shù)：材料維持燃燒所需的低氧氣濃度。

4. 屏蔽效能試驗

   • 轉移阻抗：單位長度屏蔽層上的電壓與內外導體間電流之比，頻率范圍通常從低頻至數(shù)百MHz。

   • 屏蔽衰減：衡量屏蔽層對電磁波的衰減能力，適用于更高頻率。

5. 軟線專項試驗

   • 曲撓試驗：模擬實際使用中的反復彎曲，檢測導體斷裂、絕緣破損情況。

   • 扭轉試驗：評估電纜承受扭轉變形的能力。

三、 檢測范圍

此類電纜廣泛應用于：

• 建筑布線：固定敷設的電力分配（BV, BVV）、照明線路。

• 電器連接：家用電器、辦公設備的電源軟線（RVV, RVVP）。

• 工業(yè)控制：機床、自動化設備內部的控制、信號傳輸電纜（KVVP）。

• 信息系統(tǒng)：數(shù)據(jù)傳輸、音頻視頻連接用屏蔽電纜（RVSP）。

• 安全系統(tǒng)：火災報警、安保系統(tǒng)用電纜，強調阻燃、低煙無鹵特性。
  各應用領域對電纜的阻燃等級、屏蔽性能、柔軟度、耐油性、耐候性等有特定要求。

四、 檢測標準

• 標準：

  • IEC 60227：額定電壓450/750V及以下聚氯乙烯絕緣電纜。

  • IEC 60245：額定電壓450/750V及以下橡膠絕緣電纜（部分軟線參考）。

  • IEC 61156：數(shù)字通信用對絞或星絞多芯對稱電纜。

  • EN 50525系列：歐盟標準，基本繼承IEC但增加特定要求。

• 中國標準：

  • GB/T 5023系列：等效采用IEC 60227。

  • GB/T 8734：額定電壓450/750V及以下聚氯乙烯絕緣電纜電線和軟線。

  • JB/T 8734：補充了更多型號和結構。

  • GB/T 19666：阻燃和耐火電線電纜通則，對阻燃、耐火、低煙無鹵等性能做出統(tǒng)一規(guī)定。

• 對比分析：

  • 一致性：GB/T 5023與IEC 60227在電氣性能、結構尺寸等核心要求上高度一致，便于貿易。

  • 差異性：中國標準（如GB/T 19666, JB/T 8734）通常包含更廣泛的電纜型號，并對阻燃等級劃分（A、B、C、D級）及附加性能（如煙密度、毒性）有更具體和嚴格的規(guī)定，以適應中國建筑安全規(guī)范。歐美標準可能更注重環(huán)保指令（如RoHS）的符合性。

五、 檢測方法

1. 導體直流電阻：試樣置于恒溫環(huán)境，采用雙臂電橋或低阻歐姆表，在指定長度上測量，并校正至20℃標準值。

2. 絕緣電阻：將導體與水浸入水中，施加80-500V直流電壓于導體與水之間，測量1分鐘后的穩(wěn)定值。

3. 電壓試驗：工頻試驗在導體與屏蔽/水之間施加2000-2500V交流電壓（依據(jù)標準），保持5分鐘不擊穿。直流試驗電壓為交流峰值的2.4倍。

4. 結構尺寸：絕緣和護套厚度用讀數(shù)顯微鏡或投影儀測量切片樣品，至少6點取平均值和薄點。外徑用π尺或精密卡尺測量。

5. 熱老化：將啞鈴片或管狀試樣懸掛于強制通風老化箱，在特定溫度（如80℃±2℃, 100℃±2℃）下持續(xù)7天（168h），取出后在室溫下調節(jié)至少16h，再進行力學性能測試。

6. 屏蔽轉移阻抗：使用矢量網(wǎng)絡分析儀，基于三同軸法，通過測量散射參數(shù)（S參數(shù)）計算得出。

六、 檢測儀器

1. 導體電阻測試儀：高精度恒流源與納伏表結合，分辨率達0.1μΩ。

2. 高壓試驗裝置：由調壓器、試驗變壓器、分壓器、保護電阻和擊穿檢測器組成，容量需滿足充電電流要求。

3. 絕緣電阻測試儀：高阻計，測量范圍可達10^15 Ω，測試電壓穩(wěn)定。

4. 測厚儀：數(shù)字式光學測厚儀或激光測厚儀，精度達1μm。

5. 萬能材料試驗機：用于拉伸、撕裂測試，配備高精度力值傳感器和伸長跟蹤裝置（如非接觸式引伸計）。

6. 熱老化試驗箱：強制空氣循環(huán)，溫度均勻性±2℃，配有超溫保護。

7. 燃燒試驗裝置：包括單根垂直燃燒儀、成束電纜燃燒試驗機，符合標準規(guī)定的火焰高度、燃氣、風速等要求。

8. 矢量網(wǎng)絡分析儀：用于高頻屏蔽性能測試，頻率范圍覆蓋至數(shù)GHz。

9. 低溫試驗箱：可達-55℃或更低，溫度波動±2℃。

七、 結果分析

1. 導體直流電阻：測量值經(jīng)溫度校正后，不得大于標準規(guī)定的大值。超標意味著導體截面不足、材料不純或絞合不緊，導致過熱風險。

2. 絕緣電阻：通常要求不低于標準規(guī)定的小值（如0.0067 MΩ·km @ 20℃）。值過低表明絕緣受潮、污染或材料劣化。

3. 電壓試驗：無擊穿、無閃絡為合格。任何擊穿均判為不合格，表明絕緣存在嚴重缺陷或厚度不足。

4. 結構尺寸：平均厚度不低于標稱值，薄點厚度不低于標稱值的90% - δ（δ為公差）。外徑在規(guī)定公差范圍內。

5. 熱老化后力學性能：抗張強度和斷裂伸長率的變化率（老化前后中間值之差與老化前中間值的百分比）不得超過標準規(guī)定（如±25%）?？箯垙姸扰c斷裂伸長率保留率是衡量材料耐熱壽命的關鍵指標。

6. 屏蔽效能：轉移阻抗值越低，屏蔽效果越好。結果需與標準或產品規(guī)格書要求的頻率-阻抗曲線進行比對。

7. 阻燃性能：單根垂直燃燒試驗，撤源后火焰自熄，燒焦距離不超過規(guī)定值。成束燃燒試驗，炭化高度不超過規(guī)定值（如2.5m）。

8. 綜合判定：所有檢測項目均符合標準要求，方可判定該批次電纜合格。任一關鍵項目（如導體電阻、耐壓試驗）不合格，即整體不合格。材料性能項目不合格，反映配方或工藝存在缺陷。