絕緣和護套的熱老化試驗要求與測試方法

1. 引言

電線電纜的絕緣和護套材料在實際應用中常常受到高溫的影響，長期使用后可能會出現老化、性能下降甚至失效。為了確保電纜材料在高溫環境中的可靠性，通常采用多種熱老化試驗對其進行評估。這些試驗模擬了電纜在高溫、氧氣、壓力等環境下的長期使用情況，幫助預測材料的使用壽命和耐久性。本文詳細介紹了幾種常見的熱老化測試方法及其適用范圍。

2. 熱老化試驗方法

2.1 空氣老化試驗

空氣老化試驗是將電纜的絕緣和護套材料置于高溫的空氣環境中，觀察其在一段時間內的性能變化。這種試驗主要模擬電纜在通風的高溫條件下的老化過程。

2.1.1 試驗步驟

• 樣品準備：從待測電纜上截取一定長度的絕緣或護套材料樣品。

• 高溫處理：將樣品置于空氣老化箱中，維持在設定的高溫（如80℃、100℃、120℃等）下處理一定時間（如100h、168h或更長）。

• 性能測試：老化處理后，取出樣品，測定其機械性能（如拉伸強度、伸長率）和電氣性能（如介電強度、電阻率）。

2.1.2 適用范圍

空氣老化試驗適用于對電纜絕緣材料和護套在空氣環境下的老化特性進行測試，可評估材料在使用過程中耐熱性能的變化。

2.2 空氣彈老化試驗

空氣彈老化試驗是一種通過增加壓力來加速老化的試驗方法。此方法是在密閉的空氣彈中進行，通過施加更高的壓力使樣品加速老化，進而更快速地評估材料的性能變化。

2.2.1 試驗步驟

• 樣品準備：從待測電纜上截取絕緣或護套材料。

• 加壓處理：將樣品置于空氣彈中，加熱并在設定壓力（如2MPa、5MPa等）下保持一定時間。

• 性能測試：在老化后取出樣品，檢測其機械和電氣性能，常用的指標包括拉伸強度、延展性和電阻率等。

2.2.2 適用范圍

空氣彈老化試驗適用于模擬在高溫高壓下工作環境中，材料耐老化特性的變化。它加速了老化過程，可更快得到老化后的材料性能。

2.3 氧彈老化試驗

氧彈老化試驗用于模擬材料在高溫高氧環境下的老化過程，通過在高壓氧氣環境中加速老化，評估材料的氧化穩定性。這種試驗對氧化敏感的材料尤為重要。

2.3.1 試驗步驟

• 樣品準備：從電纜上取樣，并將樣品裝入氧彈中。

• 氧化處理：在氧彈中加入氧氣，并施加一定的壓力（如2MPa或更高），同時加熱至設定溫度（如100℃、120℃）。保持一段時間后，取出樣品。

• 性能測試：測量材料的機械性能和電氣性能變化，重點關注材料的抗氧化性、拉伸強度及電氣絕緣性能。

2.3.2 適用范圍

氧彈老化試驗常用于評估材料的耐氧化性，適用于需要長時間暴露在氧氣中的絕緣和護套材料，尤其是那些可能在高溫高氧環境下使用的電纜材料。

2.4 非污染試驗

非污染試驗主要用于評估材料在高溫條件下揮發物或分解產物對周圍環境和其他材料的影響，特別是在電纜中，絕緣和護套材料的揮發物可能會污染導體或其他部件，從而影響整個系統的性能。

2.4.1 試驗步驟

• 樣品準備：準備好絕緣或護套材料樣品，將其置于密閉的環境中進行高溫加熱處理。

• 檢測揮發物：加熱過程中，通過氣體分析儀檢測樣品揮發出的物質成分及其濃度，評估其是否會對環境或相鄰材料造成污染。

• 性能測試：除了檢測揮發物外，還可同時測定樣品在處理前后的物理和電氣性能變化。