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文檔簡(jiǎn)介
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額定電壓6kV(Um=7.2kV)到35kV(Um=40.5kV)
熱塑性聚丙烯絕緣電力電纜絕緣料
1范圍
本文件規(guī)定了額定電壓6kV(Um=7.2kV)到35kV(Um=40.5kV)熱塑性聚丙烯絕緣電力電纜用
絕緣料的使用特性、分類(lèi)和命名、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、包裝、標(biāo)志、運(yùn)輸和貯存。
本文件適用于通過(guò)聚合反應(yīng)釜制備的或以聚丙烯為基料經(jīng)改性熔融塑化擠出造粒制備的額定電壓
6kV(Um=7.2kV)到35kV(Um=40.5kV)熱塑性聚丙烯絕緣電力電纜用絕緣料。
2規(guī)范性引用文件
下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,
僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本
文件。
GB/T1033.1塑料非泡沫塑料密度的測(cè)定第1部分:浸漬法、液體比重瓶法和滴定法(GB/T
1033.1-2008,ISO1183-1:2004,IDT)
GB/T1040.1塑料拉伸性能的測(cè)定第1部分:總則(GB/T1040.1-2018,ISO527-1:2012,IDT)
GB/T1040.3塑料拉伸性能的測(cè)定第3部分:薄膜和薄片的試驗(yàn)條件(GB/T1040.3-2006,ISO
527-2:1995,IDT)
GB/T1408.1絕緣材料電氣強(qiáng)度試驗(yàn)方法第1部分:工頻下試驗(yàn)(GB/T1408.1-2016,IEC
60243-1:2013,IDT)
GB/T1409測(cè)量電氣絕緣材料在工頻、音頻、高頻(包括米波波長(zhǎng)在內(nèi))下電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)
的推薦方法(GB/T1409-2006,IEC60250:1969,MOD)
GB/T2918塑料試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境
GB/T2951.12電纜和光纜絕緣和護(hù)套材料通用試驗(yàn)方法第12部分:通用試驗(yàn)方法-熱老化試
驗(yàn)方法
GB/T2951.13電纜和光纜絕緣和護(hù)套材料通用試驗(yàn)方法第13部分:通用試驗(yàn)方法密度測(cè)定方
法吸水試驗(yàn)收縮試驗(yàn)
GB/T3682.1-2018熱塑性塑料熱塑性塑料熔體質(zhì)量流動(dòng)速率(MFR)和熔體體積流動(dòng)速率(MVR)
的測(cè)定第1部分:標(biāo)準(zhǔn)方法
GB/T5470塑料沖擊法脆化溫度的測(cè)定(GB/T5470-2008,ISO974:2000,MOD)
GB/T8815-2008電線電纜用軟聚氯乙烯塑料
GB/T9341塑料彎曲性能的測(cè)定(GB/T9341-2008,ISO178:2001,IDT)
GB/T9352塑料熱塑性塑料材料試樣的壓塑(GB/T9352-2008,ISO293:2004,IDT)
GB/T19466.3塑料差示掃描量熱法(DSC)第3部分:熔融和結(jié)晶溫度及熱焓的測(cè)定(GB/T
19466.3-2004,ISO11357-3:1997,IDT)
GB/T31838.2—2019固體絕緣材料介電和電阻特性第2部分:電阻特性(DC方法)體積電阻和
體積電阻率
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3術(shù)語(yǔ)和定義
下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。
3.1
拉伸斷裂應(yīng)力tensilestressatbreak
σb
試樣破壞時(shí)的拉伸應(yīng)力。單位以兆帕(MPa)表示。
[來(lái)源:GB/T1040.1-2018,定義3.6.4]
3.2
拉伸斷裂應(yīng)變tensilestrainatbreak
εb
試樣破壞時(shí)的拉伸應(yīng)變。單位以無(wú)量綱的比值或百分?jǐn)?shù)(%)表示。
4使用特性
適用電纜導(dǎo)體長(zhǎng)期正常運(yùn)行允許的最高工作溫度為90℃,短路(最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間5秒)時(shí)最高工作
溫度為250℃。
5分類(lèi)與命名
5.1分類(lèi)
按生產(chǎn)工藝方式不同,分為裝置合成和共混改性再造粒兩類(lèi)。
5.2命名
熱塑性聚丙烯絕緣電力電纜用絕緣料命名以2個(gè)字符組表示,字符組之間用一個(gè)連字符“-”隔開(kāi)。
其中:
字符組1:以代號(hào)“PP”表示熱塑性聚丙烯;
字符組2:以代號(hào)“RJ”表示通過(guò)聚合反應(yīng)釜制備的聚丙烯電線電纜絕緣料;以代號(hào)“CJ”表示以
共聚型聚丙烯為基料經(jīng)改性熔融塑化擠出造粒制備的聚丙烯電線電纜絕緣料。其中“J”表示產(chǎn)品的用
途為“電線電纜絕緣”,與GB/T2546.1的4.4字符組3位置1給出的要求相一致;“R”表示共聚;“C”
表示共混。
示例1:聚合反應(yīng)釜制備的熱塑性聚丙烯絕緣電力電纜用絕緣料(PP—RJ),命名為:
PP—RJ
字符組1:聚丙烯代號(hào)
字符組2:絕緣料工藝代號(hào)
命名:PP—RJ
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示例2:以聚丙烯為基料經(jīng)改性熔融塑化擠出造粒制備的聚丙烯電線電纜絕緣料(PP—CJ),命
名為:
PP—CJ
字符組1:聚丙烯代號(hào)
字符組2:絕緣料工藝代號(hào)
命名:PP—CJ
6技術(shù)要求
6.1外觀及顆粒尺寸
聚丙烯絕緣材料應(yīng)呈顆粒狀,色澤和顆粒大小應(yīng)均勻,顆粒間不應(yīng)有可見(jiàn)粉末狀物質(zhì),測(cè)試方法按
照7.1規(guī)定執(zhí)行。
6.2物理性能和電氣性能
聚丙烯絕緣電力電纜絕緣料的物理性能和電氣性能應(yīng)符合表1的規(guī)定。
表1絕緣料的物理性能和電氣性能
技術(shù)要求
序號(hào)性能指標(biāo)單位試驗(yàn)方法
PP-RJPP-CJ
熔體質(zhì)量流動(dòng)速率,MFRg/10min報(bào)告a
1.見(jiàn)7.4
一次擠出后MFR變化率%≤10-
2.密度g/cm30.890±0.020見(jiàn)7.5
3.拉伸斷裂應(yīng)力,23℃MPa≥20見(jiàn)7.6
4.拉伸斷裂應(yīng)變,23℃%≥500見(jiàn)7.6
空氣熱老化試驗(yàn)(135±3℃,240h)
拉伸斷裂應(yīng)力,23℃MPa≥15
5.拉伸斷裂應(yīng)變,23℃%≥450見(jiàn)7.7
拉伸斷裂應(yīng)力變化率,23℃%≤±30
拉伸斷裂應(yīng)變變化率,23℃%≤±30
6.彎曲模量MPa≤700≤800見(jiàn)7.8
7.交流電氣強(qiáng)度,23℃±3℃(50Hz)kV/mm≥35見(jiàn)7.9
8.體積電阻率,23℃(1kV/mm)Ω·m≥1×1014見(jiàn)7.10
9.體積電阻率,90℃(1kV/mm)Ω·m≥1×1011見(jiàn)7.10
10.50Hz相對(duì)介電常數(shù),23℃-≤2.35
11.50Hz介質(zhì)損耗因數(shù),23℃-≤5×10-4見(jiàn)7.11
12.50Hz介質(zhì)損耗因數(shù),90℃-≤10×10-4≤20×10-4
13.氧化誘導(dǎo)時(shí)間(210℃,AL)min≥20≥10見(jiàn)7.12
低溫沖擊脆化試驗(yàn)b(-25℃)
14.
沖擊脆化性能失效數(shù)≤15/30見(jiàn)7.13
15.熱變形(140℃,1h)見(jiàn)7.14
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技術(shù)要求
序號(hào)性能指標(biāo)單位試驗(yàn)方法
PP-RJPP-CJ
變形率%≤10
16.水分含量(含潮量)ppm≤200見(jiàn)7.15
a根據(jù)用戶要求提供物料的加工溫度等工藝參數(shù)以及流變特性值(MFR)。
b考慮到氣候因素,供需雙方可協(xié)商采用其他溫度。
-表示不適用。
7試驗(yàn)方法
7.1外觀檢查
應(yīng)在自然光線下用正常目力檢查絕緣料外觀。
7.2試樣制備
7.2.1壓塑
壓塑按GB/T9352規(guī)定的方法進(jìn)行,厚度1mm和2mm的試片,采用溢料式模具。采用沖切或機(jī)加工方
法制備試樣。
PP-RJ類(lèi)產(chǎn)品的壓塑溫度210℃,PP-CJ類(lèi)產(chǎn)品的壓塑溫度200℃,預(yù)熱壓力為接觸,預(yù)熱時(shí)間10min,
在不小于15MPa的壓力下加壓5min,平均冷卻速率15±5℃/min,脫模溫度不大于40℃。
7.2.2注塑
彎曲模量試樣采用注塑制備。
按GB/T17037.1或GB/T17037.3規(guī)定進(jìn)行。PP-RJ類(lèi)產(chǎn)品的注塑溫度230℃,PP-CJ類(lèi)產(chǎn)品的注塑溫
度200℃,模具溫度40℃,平均注射速率200±20mm/s,保壓時(shí)間40s,總循環(huán)時(shí)間60s。
7.3試樣的狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境
應(yīng)按GB/T2918的規(guī)定進(jìn)行。狀態(tài)調(diào)節(jié)的條件為溫度(23±2)℃,相對(duì)濕度(50±10)%,時(shí)間至少
40h,不超過(guò)96h。
7.4熔體質(zhì)量流動(dòng)速率
應(yīng)按照GB/T3682.1規(guī)定執(zhí)行。
一次擠出后的樣品再次測(cè)試,得到變化率。
7.5密度
應(yīng)按GB/T1033.1規(guī)定執(zhí)行。試樣采用壓塑制備。試樣厚度2mm。。
7.6拉伸斷裂應(yīng)力和拉伸斷裂應(yīng)變
應(yīng)按GB/T1040.1和GB/T1040.3規(guī)定執(zhí)行,試樣為5型試樣,厚度為1mm,拉伸試驗(yàn)的夾頭移動(dòng)
速度應(yīng)為(50±5)mm/min,當(dāng)有疑問(wèn)時(shí),移動(dòng)速度應(yīng)為(25±5)mm/min。
7.7空氣熱老化
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應(yīng)按GB/T2951.12規(guī)定執(zhí)行。試驗(yàn)溫度135℃,老化時(shí)間240h。
空氣熱老化后試樣拉伸斷裂應(yīng)力和拉伸斷裂應(yīng)變應(yīng)按7.6規(guī)定執(zhí)行。
7.8彎曲模量
應(yīng)按GB/T9341規(guī)定執(zhí)行。試樣制備采用注塑,試樣尺寸:80×10×4,試驗(yàn)速度2mm/min。
7.9交流電氣強(qiáng)度
應(yīng)按GB/T1408.1規(guī)定執(zhí)行,試驗(yàn)溫度為23±2℃,電極直徑為20mm,應(yīng)采用對(duì)稱電極,電極直
徑為25mm,電極邊緣的圓弧半徑為2.5mm,試片厚度為(1±0.1)mm,試驗(yàn)用絕緣油的相對(duì)介電常數(shù)應(yīng)接近
2.3并有足夠的介電強(qiáng)度。起始試驗(yàn)電壓為零,從0到6kV可用較快的速率升壓,從6k起直至擊穿升壓速
率應(yīng)不大于3kV/s。
7.10體積電阻率
按GB/T31838.2-2019規(guī)定執(zhí)行,在23±2℃和90±3℃兩個(gè)試驗(yàn)溫度條件下測(cè)定。試片厚度為1.0
±0.1mm。
7.11相對(duì)介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因數(shù)
按GB/T1409規(guī)定執(zhí)行,相對(duì)介電常數(shù)在23±2℃試驗(yàn)溫度條件下測(cè)定,介質(zhì)損耗因數(shù)在23±2℃
和90±3℃兩個(gè)試驗(yàn)溫度條件下測(cè)定。試片厚度為1.0±0.1mm。
7.12氧化誘導(dǎo)時(shí)間
按GB/T19466.6進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)溫度為210℃,試驗(yàn)容器為鋁皿。
7.13沖擊脆化性能(-25℃)
按GB/T5470規(guī)定執(zhí)行,試驗(yàn)溫度-25℃,A型試樣。
7.14熱變形(變形率)
按GB/T8815-2008的6.4規(guī)定執(zhí)行。試驗(yàn)溫度140℃。試樣為直徑12mm的圓形片,或邊長(zhǎng)12mm的正
方形片,厚度為(1.25士0.15)mm。
7.15水分含量
應(yīng)按GB/T2951.13規(guī)定執(zhí)行。
8檢驗(yàn)規(guī)則
8.1檢驗(yàn)分類(lèi)
絕緣料產(chǎn)品分為出廠檢驗(yàn)(代號(hào)為S)和型式試驗(yàn)(代號(hào)為T(mén))兩類(lèi),第6章中所有項(xiàng)目均為型式試
驗(yàn)項(xiàng)目,出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目按表2的規(guī)定執(zhí)行。當(dāng)出現(xiàn)下列情況時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行型式試驗(yàn):
a)新產(chǎn)品或老產(chǎn)品轉(zhuǎn)廠生產(chǎn)的試制定型鑒定;
b)正式生產(chǎn)后,如材料、工藝有較大改變,可能影響產(chǎn)品性能時(shí);
c)正常生產(chǎn)時(shí),每隔12個(gè)月;
d)產(chǎn)品停產(chǎn)6個(gè)月后,恢復(fù)生產(chǎn)時(shí);
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e)出廠檢驗(yàn)結(jié)果與上次型式試驗(yàn)有較大差異時(shí)。
8.2試驗(yàn)項(xiàng)目
試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)類(lèi)別應(yīng)符合表2規(guī)定。
表2試驗(yàn)項(xiàng)目和類(lèi)別
序號(hào)試驗(yàn)項(xiàng)目試驗(yàn)類(lèi)別
1外觀檢查ST
熔體質(zhì)量流動(dòng)速率ST
2
一次擠出后MFR的變化率ST
3密度ST
4拉伸斷裂應(yīng)力ST
5拉伸斷裂應(yīng)變ST
6空氣熱老化-T
7交流電氣強(qiáng)度ST
8彎曲模量-T
體積電阻率ST
9
體積電阻率(90℃)-T
10相對(duì)介電常數(shù)(23℃)ST
11介質(zhì)損耗因數(shù)(23℃)ST
12介質(zhì)損耗因數(shù)(90℃)-T
13氧化誘導(dǎo)時(shí)間-T
14沖擊脆化性能,失效數(shù)-T
15熱變形ST
16水分含量-T
8.3組批和抽樣規(guī)則
PP-RJ產(chǎn)品:以同一生產(chǎn)線上、相同原料、相同工藝所生產(chǎn)的產(chǎn)品組批。以成品料倉(cāng)為組批單元,
在料倉(cāng)的取樣口取樣。
PP-CJ產(chǎn)品:同一批次基料產(chǎn)品的每一生產(chǎn)批量為一檢驗(yàn)單位,每一生產(chǎn)批量為連續(xù)生產(chǎn)日產(chǎn)量,
不足24小時(shí)產(chǎn)量應(yīng)作為一個(gè)批量,更換基料批次時(shí)應(yīng)按新批次處理。一組試驗(yàn)樣品應(yīng)從同一批量產(chǎn)品
的三個(gè)包裝單位中隨機(jī)抽取,經(jīng)混合后制備試樣。
8.4合格判定
所有試驗(yàn)項(xiàng)目的試驗(yàn)結(jié)果采用GB/T8170-2008的修約值比較法,均應(yīng)符合本文件第6章中的規(guī)定,
如有任何一項(xiàng)不合格,應(yīng)對(duì)不合格試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行加倍抽樣試驗(yàn),如仍不合格,則判定該批量產(chǎn)品為不合
格品。
8.5包裝
聚丙烯絕緣料應(yīng)采用防潮包裝,重包裝膜袋。噸包應(yīng)帶有托盤(pán),外面做防塵處理。
8.6標(biāo)志
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包裝表面應(yīng)標(biāo)明生產(chǎn)廠廠名、廠址、產(chǎn)品名稱、型號(hào)、批號(hào)或生產(chǎn)日期及防潮標(biāo)志。包裝袋上應(yīng)附
有產(chǎn)品合格證;每批產(chǎn)品應(yīng)附有出廠試驗(yàn)報(bào)告。
8.7運(yùn)輸及貯存
聚丙烯絕緣料在運(yùn)輸過(guò)程中不應(yīng)受日曬雨淋和浸水等不正常條件的損害并應(yīng)保證潔凈及全封閉的
環(huán)境。
聚丙烯絕緣料應(yīng)貯存在清潔、干燥、通風(fēng)的庫(kù)房?jī)?nèi),自生產(chǎn)之日起貯存期應(yīng)不超過(guò)12個(gè)月。貯存
環(huán)境條件應(yīng)滿足環(huán)境溫度:-10℃~35℃。
________________________
7
《額定電壓6kV(Um=7.2kV)到35kV(Um=40.5kV)熱塑性聚
丙烯絕緣電力電纜絕緣料》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制定
編制說(shuō)明
(征求意見(jiàn)稿)
標(biāo)準(zhǔn)制定工作組
2022年3月
1
《額定電壓6kV(Um=7.2kV)到35kV(Um=40.5kV)熱塑性聚丙烯
絕緣電力電纜絕緣料》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)編制說(shuō)明
(征求意見(jiàn)稿)
一、工作簡(jiǎn)況
1任務(wù)來(lái)源
電力電纜作為重要的電力設(shè)備,是輸配電系統(tǒng)的重要組成部分,我國(guó)目前電
纜主絕緣材料主要為交聯(lián)聚乙烯(XLPE),交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使得交聯(lián)聚乙烯成為
一種熱固性材料,這給壽命到期XLPE絕緣電纜的回收利用帶來(lái)了很大的困難,
另一方面,交聯(lián)過(guò)程也造成電纜生產(chǎn)時(shí)間、成本遠(yuǎn)高于熱塑性絕緣電纜。因此,
電力電纜行業(yè)在未來(lái)的發(fā)展中急需要開(kāi)發(fā)滿足環(huán)保綠色可持續(xù)發(fā)展需求的熱塑
性電纜絕緣材料。在國(guó)家“綠水青山就是金山銀山”和“雙碳”等方針政策指導(dǎo)
下,我國(guó)大力開(kāi)展環(huán)境保護(hù)工作,新一代環(huán)保型熱塑性聚丙烯絕緣電纜電纜應(yīng)運(yùn)
而上。目前,中壓XLPE絕緣電纜到達(dá)使用壽命后,XLPE絕緣回收利用率低,
一般為焚燒處理,對(duì)環(huán)境危害較大;熱塑性的聚丙烯絕緣料,可回收再利用,是
一種環(huán)境友好型的環(huán)保絕緣材料;熱塑性的聚丙烯絕緣料用于中壓電力電纜,不
需要交聯(lián),無(wú)交聯(lián)副產(chǎn)物產(chǎn)生,對(duì)環(huán)境友好。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視以及各
地環(huán)保法規(guī)的陸續(xù)出臺(tái),以及“十四五”時(shí)期我國(guó)主要目標(biāo)任務(wù)之一就是推動(dòng)綠
色發(fā)展,促進(jìn)人與自然和諧共生。綠色環(huán)保型熱塑性聚丙烯絕緣電纜電纜的需求
預(yù)計(jì)會(huì)快速增長(zhǎng),行業(yè)將迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。隨著聚丙烯絕緣中壓電纜的開(kāi)發(fā)應(yīng)
用,可以推動(dòng)上游石化企業(yè)聚丙烯絕緣料的規(guī)?;a(chǎn),助推石化產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
2020年5月,根據(jù)中石化聯(lián)質(zhì)發(fā)【2020】73號(hào)文《關(guān)于印發(fā)口罩用聚丙烯
(PP)熔噴專用料等10項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目計(jì)劃的通知》,由中國(guó)石油化工股份有
限公司北京燕山分公司承擔(dān)《額定電壓6kV(Um=7.2kV)到35kV(Um=40.5kV)擠
包聚丙烯絕緣電力電纜絕緣料》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制定的主要起草工作。參加標(biāo)準(zhǔn)起草的
單位為國(guó)內(nèi)聚丙烯電纜樹(shù)脂生產(chǎn)企業(yè)、從事電纜研究的科研院所及檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)
等。
本標(biāo)準(zhǔn)制定的起止時(shí)間為2020年至2022年。
本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出,由中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)標(biāo)
2
準(zhǔn)委員會(huì)歸口。
2調(diào)研情況
2.1行業(yè)調(diào)研
國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有很多學(xué)者開(kāi)展了關(guān)于LDPE、HDPE及其改性材料的研究,結(jié)果
表明LDPE(耐溫等級(jí)低、電纜載流量小);HDPE(硬度高、彎曲強(qiáng)度大,不利
于電纜的加工和安裝)。聚丙烯(PP)作為一種熱塑性聚烯烴材料,在作為環(huán)保電
纜絕緣材料方面展現(xiàn)出很大的潛力。目前國(guó)際上已報(bào)道的可用于電纜絕緣層的商
品化聚丙烯只有意大利Prysmian公司的產(chǎn)品,該公司的S.Belli等在2010年
公開(kāi)了基于聚丙烯材料開(kāi)發(fā)的高性能熱塑性彈性體改性絕緣材料(HPTE),這是
一種基于熱塑性聚丙烯(PP)后改性的非交聯(lián)絕緣體系。國(guó)內(nèi)外針對(duì)聚丙烯作為
環(huán)保型電纜絕緣料的研究已具有一定成果,但是通過(guò)共混改性獲得電纜絕緣層用
料仍不能更好的凸顯節(jié)能環(huán)保的理念;通過(guò)對(duì)電纜絕緣層用料的性能研究,以及
燕山石化多年多相共聚聚丙烯的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的經(jīng)驗(yàn),可通過(guò)聚合獲得該類(lèi)產(chǎn)品。
2019年中壓聚丙烯電纜的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)開(kāi)展,國(guó)內(nèi)多家研究機(jī)構(gòu)與電纜廠家合
作開(kāi)發(fā),獲得熱塑性聚丙烯絕緣電力電纜絕緣料;多家電纜廠制備的中壓交流聚
丙烯電纜,已經(jīng)通過(guò)了行業(yè)類(lèi)專家鑒定。
中國(guó)石油化工股份有限公司北京燕山分公司與中國(guó)電力科學(xué)研究院及江蘇
上上電纜有限公司緊密合作,利用聚合裝置開(kāi)發(fā)出了反應(yīng)釜型熱塑性聚丙烯絕緣
電力電纜絕緣料。為適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)對(duì)環(huán)保型電力電纜應(yīng)用需求,同時(shí),也為了給
國(guó)內(nèi)石化及電力企業(yè)開(kāi)發(fā)聚丙烯電纜料提供指導(dǎo),與國(guó)際開(kāi)發(fā)水平同步,提高我
國(guó)電力電纜用聚丙烯絕緣料的質(zhì)量控制水平,提出制定該團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn),以規(guī)范該行
業(yè)的發(fā)展在初始階段具備標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo),促進(jìn)行業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展。此外,2019年,
《額定電壓6kV(Um=7.2kV)到35kV(Um=40.5)熱塑性聚丙烯絕緣電力電
纜》的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)已啟動(dòng),在此基礎(chǔ)上,制定聚丙烯電纜絕緣材料的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)具備
適時(shí)性。
2.2標(biāo)準(zhǔn)調(diào)研情況
2.2.1PP電纜、電纜料及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
工作組對(duì)國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了查閱。到目前為止,在ISO、ASTM、BS、JIS、
DIN、IEC標(biāo)準(zhǔn)中均未查詢到有關(guān)熱塑性聚丙烯絕緣電力電纜絕緣料的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
3
國(guó)內(nèi)目前也沒(méi)有聚丙烯電纜料的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),僅一些關(guān)于電力電纜用導(dǎo)
管、聚丙烯復(fù)合紙絕緣金屬套充油電纜及附件、非開(kāi)挖用高壓電力電纜改性聚丙
烯(MPP)護(hù)套管等國(guó)家、行業(yè)和地方標(biāo)準(zhǔn)。具體見(jiàn)表1.
表1相關(guān)聚丙烯電纜的標(biāo)準(zhǔn)一覽表
序號(hào)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)標(biāo)準(zhǔn)名稱
1.DL/T802.1-2007電力電纜用導(dǎo)管技術(shù)條件第1部分:總則
2.DL/T802.2-2017電力電纜用導(dǎo)管第2部分:玻璃纖維增強(qiáng)塑料電纜導(dǎo)管
電力電纜用導(dǎo)管技術(shù)條件第7部分:非開(kāi)挖用改性聚丙烯塑
3.DL/T802.7-2010
料電纜導(dǎo)管
電力電纜用導(dǎo)管技術(shù)條件第8部分:埋地用改性聚丙烯塑料
4.DL/T802.8-2014
單壁波紋電纜導(dǎo)管
交流500kV及以下紙或聚丙烯復(fù)合紙絕緣金屬套充油電纜及
5.GB/T9326.1-2008
附件第1部分:試驗(yàn)
交流500kV及以下紙或聚丙烯復(fù)合紙絕緣金屬套充油電纜及
6.GB/T9326.2-2008
附件第2部分:交流500kV及以下紙絕緣鉛套充油電纜
7.DB34/T2303-2015非開(kāi)挖用高壓電力電纜改性聚丙烯(MPP)護(hù)套管
2018年7月,采用江蘇上上電纜集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的共混改性聚丙烯絕緣
料(PP-CJ),牌號(hào)BP-S,生產(chǎn)的HB-PV22-26/35kV3*240mm2電纜,在國(guó)家電
線電纜質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心按照企標(biāo)(Q/320481SS540-2018)完成全性能試驗(yàn),取得
全性能檢測(cè)報(bào)告。同年2018年9月,采用江蘇上上電纜集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的共
混改性聚丙烯絕緣料(PP-CJ),牌號(hào)BP-6,生產(chǎn)的HB-PV22-8.7/15kV3*400mm2
產(chǎn)品,在江蘇上上北廠區(qū)開(kāi)始掛網(wǎng)運(yùn)行,至今運(yùn)行正常。
2.2.2PE電纜及電纜料標(biāo)準(zhǔn)
國(guó)內(nèi)外圍繞擠包型電力電纜絕緣料的標(biāo)準(zhǔn),仍以可交聯(lián)聚乙烯(XLPE)為主,
按電纜電壓等級(jí)劃分為:低壓電纜(小于6KV380V/220V~660V)、中壓電纜
(6kV~35kV)、高壓電纜(110kV~220kV)和超高壓電纜(330kV~500kV)。現(xiàn)
行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)交聯(lián)聚乙烯(簡(jiǎn)稱XLPE)作為絕緣料的電纜,也有關(guān)于XLPE
專用料的標(biāo)準(zhǔn)JB/T10437-2004,然而并不完全適用于未交聯(lián)的PP樹(shù)脂。本次
擬制定團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)設(shè)項(xiàng)主要參考交聯(lián)聚乙烯JB/T10437-2004電線電纜用可交
聯(lián)聚乙烯絕緣料,根據(jù)熱塑性聚丙烯電力電纜絕緣料物性的要求,制定滿足市場(chǎng)
和用戶要求的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。以下重點(diǎn)調(diào)研了中壓電纜及電纜料相關(guān)的國(guó)行標(biāo)準(zhǔn)和企
業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
4
2.2.2.1中壓XLPE電纜及電纜料標(biāo)準(zhǔn)
額定電壓6kV到30kV等級(jí)的電纜標(biāo)準(zhǔn)主要有GB/T12706.2-2008《額定電
壓1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)擠包絕緣電力電纜及附件第2部分:額定
電壓6kV(Um=7.2kV)到30kV(Um=36kV)電纜》和GB/T31840.2-2015《額定電壓
1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)鋁合金芯擠包絕緣電力電纜第2部:分額定
電壓6kV(Um=7.2kV)到30kV(Um=36kV)電纜》,兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在電纜導(dǎo)體要求上有差
異,其他規(guī)定項(xiàng)目和指標(biāo)一致。35kV等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)有GB/T12706.3-2008《額定電壓
1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)擠包絕緣電力電纜及附件第3部分:額定電壓
35kV(Um=40.5kV)電纜》和GB/T31840.3-2015《額定電壓1kV(Um=1.2kV)到
35kV(Um=40.5kV)鋁合金芯擠包絕緣電力電纜第3部分額定電壓
35kV(Um=40.5kV)電纜》。兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在電纜導(dǎo)體要求上有差異,其他規(guī)定項(xiàng)目和
指標(biāo)一致。
GB/T12706.2(GB/T31840.2)和GB/T12706.3(GB/T31840.3)中規(guī)定
的電壓等級(jí)6kV~30kV和35kV絕緣料機(jī)械性能老化前后要求,規(guī)定項(xiàng)目、老化處
理?xiàng)l件均相同,具體要求也一致。
電壓等級(jí)為3kV、10kV、35kV及以下涉及的絕緣料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有JB/T
10437-2004《電線電纜用可交聯(lián)聚乙烯絕緣料》,主要技術(shù)要求見(jiàn)其表2。
表2B/T10437-2004的表1
要求
序
項(xiàng)目單位YJ-10YJ-3
號(hào)YJ-35YJG-35YJG-10YJG-3
YJF-10YJF-3
1.拉伸強(qiáng)度MPa≥13.5≥13.5≥13.5≥13.5≥13.5≥13.5
2.斷裂伸長(zhǎng)率%≥350≥350≥350≥350≥350≥350
沖擊脆化溫度
-76-76-76-76-76-76
3.試驗(yàn)溫度℃
≤≤≤≤≤15/30≤15/30
沖擊脆化性能失效數(shù)
15/3015/3015/3015/30
空氣熱老化試驗(yàn)
試驗(yàn)條件:熱老化溫度℃135±2135±2135±2135±2135±2135±2
4.持續(xù)時(shí)間h168168168168168168
拉伸強(qiáng)度變化率≤%±20±20±20±20±20±20
斷裂伸長(zhǎng)率變化率≤%±20±20±20±20±20±20
熱延伸
200℃,0.2MPa,15min
5.
負(fù)荷下伸長(zhǎng)率%≤80≤100≤80≤100≤80≤100
冷卻后永久變形%≤5≤5≤5≤5≤5≤5
6.凝膠含量%≥80≥60≥80≥60≥80≥60
7.介質(zhì)損耗因數(shù)50Hz,20℃≤5×10-4≤1×10-3--
8.相對(duì)介電常數(shù)50Hz,20℃kV/mm≤2.35≤2.35≤2.35≤2.35--
5
要求
序
項(xiàng)目單位YJ-10YJ-3
號(hào)YJ-35YJG-35YJG-10YJG-3
YJF-10YJF-3
9.介電強(qiáng)度MV/m≥25≥25≥25≥25≥25≥25
10.體積電阻率,20℃≥1×1014≥1×1014≥1×1014
從上表可見(jiàn),相比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T12706.2和GB/T12706.3規(guī)定,項(xiàng)目增加
了很多,如:沖擊脆化溫度、熱延伸、凝膠含量、介質(zhì)損耗因數(shù)等電性能項(xiàng)目。
空氣熱老化試驗(yàn),二者試驗(yàn)條件一致,但結(jié)果要求JB/T10437規(guī)定更高。
另有QB/T2462.1-1999《電線電纜用輻照交聯(lián)聚烯烴塑料額定電壓0~10kV
聚乙烯絕緣料》,也有對(duì)輻照交聯(lián)聚乙烯絕緣料的要求,但該標(biāo)準(zhǔn)年代較久遠(yuǎn),
僅做參考。
2.2.2.2相關(guān)企業(yè)的XLPE電纜及電纜料標(biāo)準(zhǔn)
目前生產(chǎn)絕緣電力電纜絕緣料的國(guó)內(nèi)企業(yè)制定各自的企業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。調(diào)研了
部分企業(yè)公示的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),具體如下:
1)浙江萬(wàn)馬
Q/WGC006-2016《高壓電纜超凈XLPE絕緣料》,220kV以下,設(shè)置項(xiàng)目
與JB/T10437(3\10\35kV)相比,增加了項(xiàng)目水分含量,其他10項(xiàng)設(shè)置項(xiàng)目相
同,技術(shù)要求有差異。
Q/ZWD023-2016《智能型高壓、超高壓交聯(lián)電纜》,66-220kV,設(shè)置項(xiàng)目
與JB/T11167.2(110kV)相比,缺少密度、介電常數(shù)、雜質(zhì)最大尺寸三個(gè)項(xiàng)目,
其他項(xiàng)目及指標(biāo)均一致。
2)江蘇德威
Q/320585DW42-2016《超高壓電纜用超潔凈化學(xué)交聯(lián)聚乙烯絕緣料》,
110kV和220kV,設(shè)置項(xiàng)目一致,僅雜質(zhì)含量指標(biāo)要求不一致。
110kV設(shè)置項(xiàng)目與JB/T11167.2(110kV)相比,增加了介電強(qiáng)度、空氣熱
老化、基料樹(shù)脂熔融指數(shù)、沖擊脆化溫度、水分含量等5項(xiàng),減少了凝膠含量、
短時(shí)工頻擊穿強(qiáng)度等2項(xiàng)。
220kV設(shè)置項(xiàng)目與GB/T18890.2、GB/T32346.2(220kV)相比,增加了密
度、介電強(qiáng)度、空氣熱老化、基料樹(shù)脂熔融指數(shù)、沖擊脆化溫度、水分含量等5
項(xiàng)。減少了短時(shí)工頻擊穿強(qiáng)度。
3)上上電纜
6
Q/320481SS126-2018《額定電壓10kV交聯(lián)聚乙烯薄絕緣架空絕緣電纜》,
10kV,附錄A。設(shè)置項(xiàng)目與JB/T10437((3\10\35kV))相比,增加了密度、
維卡軟化溫度、ESCR、光老化性能,缺少體積電阻率、凝膠含量。
其他企標(biāo)中沒(méi)有具體的交聯(lián)聚乙烯絕緣料的性能要求。
4)國(guó)家電網(wǎng)
國(guó)家電網(wǎng)的電纜料和屏蔽料未查詢到相關(guān)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)家電網(wǎng)主導(dǎo)制定
110kV~220kV可交聯(lián)聚乙烯絕緣料企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)布,燕化公司參與制定。該
系列標(biāo)準(zhǔn)的第2部分:可交聯(lián)半導(dǎo)電屏蔽料也正在同步開(kāi)展。
2.2.3國(guó)內(nèi)聚丙烯電纜料的應(yīng)用及生產(chǎn)情況
目前,國(guó)內(nèi)聚丙烯絕緣料主要以共混改性為主,反應(yīng)釜聚合型僅北京燕山分
公司一家有產(chǎn)品。
表3國(guó)內(nèi)聚丙烯絕緣料主要產(chǎn)品
牌號(hào)等級(jí)生產(chǎn)企業(yè)
B930235kV中石化北京燕山分公司
B910235kV中石化北京燕山分公司
BP-635kV江蘇上上電纜
BP-S35kV江蘇上上電纜
3主要工作過(guò)程
(1)2020年5月,中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織相關(guān)專家通過(guò)了《額定電
壓6kV(Um=7.2kV)到35kV(Um=40.5kV)擠包聚丙烯絕緣電力電纜絕緣料》團(tuán)體
標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)評(píng)審,立項(xiàng)號(hào)為“2020-xxx號(hào)”(中石化聯(lián)質(zhì)發(fā)【2020】73號(hào)文)。
(2)2020年6月~12月,起草單位成立了標(biāo)準(zhǔn)起草工作組,在已有立項(xiàng)材料
的基礎(chǔ)上,開(kāi)展進(jìn)一步的行業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)研。
(3)2020年7月,采用燕化分公司共聚型聚丙烯絕緣料(PP-RJ),牌號(hào)B9102,
生產(chǎn)的HB-PV-21/35kV1*185mm2電纜,在上海纜慧檢測(cè)技術(shù)有限公司參照GB/T
12706.3完成全性能試驗(yàn),取得全性能檢測(cè)報(bào)告。
(4)2020年9月7日-8日,第一起草單位前往江蘇上上電纜集團(tuán)有限公司就
標(biāo)準(zhǔn)制定工作進(jìn)行調(diào)研及技術(shù)溝通,進(jìn)一步修改標(biāo)準(zhǔn)草案,負(fù)責(zé)起草單位到江蘇
7
上上電纜集團(tuán)有限公司就標(biāo)準(zhǔn)制定工作進(jìn)行調(diào)研及溝通及交流。雙方就已收集的
試驗(yàn)數(shù)據(jù),結(jié)合各自企業(yè)生產(chǎn)及質(zhì)控情況,針對(duì)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的草案稿逐章展開(kāi)討論,
特別是適用范圍、分類(lèi)與命名、技術(shù)參數(shù)及其指標(biāo)。后期,中國(guó)電力科學(xué)研究院
有限公司也參與了討論。確定了各項(xiàng)參數(shù)及指標(biāo),重點(diǎn)落實(shí)了標(biāo)準(zhǔn)涉及到的指標(biāo)
測(cè)試條件、試樣等。
(5)2020年11月~12月,在燕化分公司進(jìn)行部分性能的驗(yàn)證試驗(yàn)。工作組制
定工作方案,根據(jù)調(diào)研情況及燕化公司和江蘇上上的產(chǎn)品數(shù)據(jù),進(jìn)一步完善草
案稿。
(6)2020年12月7日,采用燕化分公司共聚型聚丙烯絕緣料(PP-RJ),牌
號(hào)B9302,在沈陽(yáng)完成了國(guó)網(wǎng)示范工程項(xiàng)目,HB-ZC-PLV22-8.7/15kV3*300mm2
電纜施工安裝,并于當(dāng)日投入運(yùn)行,至今運(yùn)行正常。
(7)2021年1月-3月,收集試驗(yàn)樣品,燕化分公司對(duì)燕化3月生產(chǎn)兩個(gè)批次
電纜料進(jìn)行分析檢測(cè)。
(8)2021年3月27日,燕山分公司在北京西藏大廈召開(kāi)二次內(nèi)部工作會(huì),
燕化、上上、電科院和西交大的9名相關(guān)人員參加,與會(huì)人員詳細(xì)討論了文本草
案稿中的技術(shù)要求,進(jìn)一步修改文本,并落實(shí)工作方案等計(jì)劃線上召開(kāi)第一次工
作會(huì)議,討論標(biāo)準(zhǔn)工作組草案等,在此基礎(chǔ)上形成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)草案。
與會(huì)專家針對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)名稱中的“擠包聚丙烯絕緣電力電纜”建議修改成與電
纜一致的名稱為“熱塑性聚丙烯絕緣電力電纜”,經(jīng)討論形成統(tǒng)一意見(jiàn)。
(9)2021年4月~6月,工作會(huì)后,按討論方案對(duì)燕化和上上公司各兩個(gè)產(chǎn)品
進(jìn)行比對(duì)驗(yàn)證。
(10)2021年6月~9月,收集了中國(guó)石油化工股份有限公司北京燕山分公司、
江蘇上上電纜集團(tuán)有限公司、西安交通大學(xué)和燕化分公司的驗(yàn)證試驗(yàn)數(shù)據(jù),匯總。
(11)2021年10月~12月,分析所收集數(shù)據(jù),修改完善標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)草案稿和
編制說(shuō)明,并總結(jié)前期工作中存在的問(wèn)題,準(zhǔn)備再次召開(kāi)工作會(huì),協(xié)調(diào)下一步工
作。
(12)2022年1月,起草工作組召開(kāi)碰頭會(huì),與上上溝通,2月上上返回意見(jiàn)。
(13)2022年3月下旬,工作組召開(kāi)線上會(huì)議,確定征求意見(jiàn)稿及編制說(shuō)明,
準(zhǔn)備提交歸口秘書(shū)處。
8
4標(biāo)準(zhǔn)起草單位及任務(wù)分工、主要起草人等
本標(biāo)準(zhǔn)起草單位:中國(guó)石油化工股份有限公司北京燕山分公司、江蘇上上電
纜集團(tuán)有限公司、中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司、西安交通大學(xué)共同起草。
其中,中國(guó)石油化工股份有限公司北京燕山分公司主要負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)修訂過(guò)程中
的各環(huán)節(jié)的組織協(xié)調(diào)以及聚丙烯電纜料的生產(chǎn),提供企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)、組織驗(yàn)證試
驗(yàn)和技術(shù)討論,標(biāo)準(zhǔn)調(diào)研、起草標(biāo)準(zhǔn)文本、工作方案和編制說(shuō)明,完成征求意見(jiàn)
稿、送審稿、報(bào)批稿等相關(guān)資料;江蘇上上電纜集團(tuán)有限公司主要負(fù)責(zé)聚丙烯電
纜料的生產(chǎn)、提供企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)、參加驗(yàn)證試驗(yàn)和技術(shù)討論、對(duì)草案稿、征求意
見(jiàn)稿和送審稿提出修改意見(jiàn);中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司、西安交通大學(xué)主要
參加驗(yàn)證試驗(yàn)和技術(shù)討論、對(duì)草案稿、征求意見(jiàn)稿和送審稿提出修改意見(jiàn)。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人:
二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則、確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的依據(jù)
1標(biāo)準(zhǔn)編制原則
本標(biāo)準(zhǔn)的編制原則是充分考慮我國(guó)國(guó)情,參照XLPE電纜料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),保證
本標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性和可操作性。在編寫(xiě)方面符合GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則
第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》、GB/T20000《標(biāo)準(zhǔn)化工作指南》和
GB/T20001《標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)規(guī)則》及其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求,并與我國(guó)有關(guān)的法律、法
規(guī)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)保持協(xié)調(diào)一致。
該標(biāo)準(zhǔn)是在當(dāng)前市場(chǎng)需求的基礎(chǔ)上制訂的,以便能夠最大程度地適應(yīng)國(guó)內(nèi)外
市場(chǎng)的要求。
2確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的依據(jù)
在前期標(biāo)準(zhǔn)調(diào)研的基礎(chǔ)上,起草單位內(nèi)部研究討論,并與上上電纜、中國(guó)電
科院等溝通協(xié)商以及匯總有關(guān)專家意見(jiàn),初步完成了該團(tuán)標(biāo)草案的編制工作,該
標(biāo)準(zhǔn)草案參照了同電壓等級(jí)的交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣料標(biāo)準(zhǔn),分類(lèi)命名考慮了絕緣
電纜成品的電壓等級(jí)以及絕緣料的生產(chǎn)技術(shù);技術(shù)要求中分析項(xiàng)目初定為外觀、
熔體質(zhì)量流動(dòng)速率(MFR)以及一次擠出后MFR的變化率、密度、空氣熱老化
試驗(yàn)前的拉伸強(qiáng)度和拉伸斷裂應(yīng)變、以及(135±3℃,240h)老化后的拉伸強(qiáng)度和
拉伸斷裂應(yīng)變及對(duì)應(yīng)變化率、彎曲模量等7項(xiàng)物性測(cè)試;交流電氣強(qiáng)度、體積電
阻率(含23℃和90℃)、相對(duì)介電常數(shù)、介質(zhì)損耗因數(shù)(含23℃和90℃)4個(gè)
9
表征電性能的項(xiàng)目以及氧化誘導(dǎo)時(shí)間、低溫沖擊脆化溫度、熱變形、水分含量共
16個(gè)項(xiàng)目。
3標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的確定
根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)制定的基本原則,標(biāo)準(zhǔn)制定工作組以調(diào)研、驗(yàn)證試驗(yàn)和數(shù)據(jù)積累
為基礎(chǔ)(具體見(jiàn)本編制說(shuō)明附件),確立了標(biāo)準(zhǔn)各項(xiàng)技術(shù)內(nèi)容,主要情況如下:
3.1“范圍”
經(jīng)調(diào)研,生產(chǎn)聚丙烯絕緣電力電纜用絕緣料主要有兩種生產(chǎn)工藝方式,一是
共混改性熔融再擠出,二是通過(guò)聚合反應(yīng)釜制備,因此確定適用范圍是這兩種生
產(chǎn)工藝方式的聚丙烯產(chǎn)品;額定電壓6kV(Um=7.2kV)到35kV(Um=40.5kV)
是絕緣電力電纜應(yīng)用最廣泛的等級(jí),因此確定本標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍是通過(guò)聚合反應(yīng)
釜制備的或以聚丙烯為基料經(jīng)改性熔融塑化擠出造粒制備的額定電壓6kV(Um
=7.2kV)到35kV(Um=40.5kV)熱塑性聚丙烯絕緣電力電纜用絕緣料。
3.2“規(guī)范性引用文件”
規(guī)范性引用文件列出了本標(biāo)準(zhǔn)第7章中16項(xiàng)試驗(yàn)所需要的15個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
3.3術(shù)語(yǔ)和定義
考慮電纜行業(yè)對(duì)于拉伸多使用GB/T1040-1992中的“拉伸強(qiáng)度”和“斷裂伸
長(zhǎng)率”或者GB/T1040.1-2006中的“斷裂拉伸應(yīng)變”術(shù)語(yǔ)和定義的情況,目前GB/T
1040已更新為2018版,其中的術(shù)語(yǔ)和定義已發(fā)生變化,因此,本章給出了引自GB/T
1040.1-2018中的“拉伸斷裂應(yīng)力”定義;給出了與原“斷裂伸長(zhǎng)率”相當(dāng)?shù)摹袄?/p>
伸斷裂應(yīng)變”的定義,以方便該標(biāo)準(zhǔn)的使用。
3.4使用特性
考慮電纜的工作溫度,參照熱塑性聚丙烯絕緣電力電纜導(dǎo)體長(zhǎng)期正常運(yùn)行允
許溫度定到90℃,給出了6kV(Um=7.2kV)到35kV(Um=40.5kV)電壓等級(jí)的
絕緣電力電纜使用時(shí)需要滿足的耐溫度特性要求,規(guī)定電纜導(dǎo)體長(zhǎng)期正常運(yùn)行允
許的最高工作溫度為90℃,短路(最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間5秒)時(shí)最高工作溫度為250℃。
3.5分類(lèi)與命名
3.5.1分類(lèi)
10
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍,按生產(chǎn)工藝方式不同,分為裝置合成和共混改性再造
粒兩類(lèi)。
3.5.2命名
命名參照GB/T2546.1,以2個(gè)字符組表示,字符組1:以代號(hào)“PP”表示熱
塑性聚丙烯;字符組2:以代號(hào)“RJ”和“CJ”分別表示通過(guò)聚合反應(yīng)釜制備的
和以改性熔融塑化擠出造粒制備的兩類(lèi)聚丙烯電線電纜絕緣料。其中“J”表示
產(chǎn)品的用途為“電線電纜絕緣”,與GB/T2546.1的4.4字符組3位置1給出的要求
相一致;“R”表示共聚;“C”表示共混。
3.6技術(shù)要求
3.6.1外觀及顆粒尺寸
為確保絕緣料在加工擠出時(shí),能夠順利均勻送料,對(duì)顆粒提出大小均勻,顆
粒間不應(yīng)有可見(jiàn)粉末狀物質(zhì)的要求。
3.6.2物理性能和電氣性能項(xiàng)目指標(biāo)的確認(rèn)
絕緣料共16項(xiàng)技術(shù)指標(biāo),各項(xiàng)目驗(yàn)證試驗(yàn)及指標(biāo)確定分析情況如下,各牌
號(hào)廠家批檢驗(yàn)數(shù)據(jù)積累匯總見(jiàn)附表1-3。
3.6.2.1熔體質(zhì)量流動(dòng)速率(MFR)和一次擠出后MFR變化率
MFR用來(lái)表征材料的流動(dòng)性,從燕化公司提供的16批PP-RJ的MFR看,最
低值1.21,最高值2.65,均可以滿足生產(chǎn)6kV(Um=7.2kV)到35kV(Um=40.5
kV)電壓等級(jí)的絕緣電力電纜的需要。實(shí)際電纜生產(chǎn)企業(yè)是根據(jù)客戶提供的不同
MFR原料,通過(guò)調(diào)整加工條件來(lái)獲得穩(wěn)定的電纜產(chǎn)品,而不需固定的產(chǎn)品的MFR
指標(biāo)。因此,確定該項(xiàng)目采用報(bào)告值,實(shí)際根據(jù)用戶要求來(lái)提供物料的加工溫度
等工藝參數(shù)以及MFR。對(duì)于PP-RJ產(chǎn)品,為確保電纜生產(chǎn)工藝相對(duì)穩(wěn)定,不會(huì)因
原料熔體流動(dòng)性的較大波動(dòng)而影響到產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定,參照GB/T15558.1-2015
《燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁?PE)管道系統(tǒng)第1部分:管材》中對(duì)于混配料MFR波動(dòng)不
超過(guò)標(biāo)稱值20%的要求,提出了一次擠出后MFR變化率的要求,結(jié)合實(shí)際加工經(jīng)
驗(yàn),擬定該指標(biāo)為10%。從附表2看,PP-RJ產(chǎn)品一次擠出后MFR變化率在5.9%~
7.5%,能夠滿足該指標(biāo)要求;對(duì)于PP-CJ產(chǎn)品,產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí),已經(jīng)經(jīng)過(guò)雙螺桿擠
出造粒,對(duì)造粒后的樣品再進(jìn)行一次擠出測(cè)試MFR變化,不能真實(shí)表征PP-CJ
11
產(chǎn)品的MFR變化,產(chǎn)品流動(dòng)性最終需要在電纜生產(chǎn)設(shè)備上進(jìn)行出膠量測(cè)試確定,
因此本標(biāo)準(zhǔn)中PP-CJ產(chǎn)品不考核一次擠出后MFR變化率。
3.6.2.2密度
燕化公司提供的16批PP-RJ產(chǎn)品的密度,最低值0.891g/cm3,最高值0.898
g/cm3;上上提供的25批PP-CJ產(chǎn)品的密度,最低值0.890g/cm3,最高值0.910g/cm3。
驗(yàn)證試驗(yàn)中,兩個(gè)PP-RJ產(chǎn)品的密度結(jié)果為0.874g/cm3~0.892g/cm3;兩個(gè)PP-CJ
產(chǎn)品的密度結(jié)果為0.885g/cm3~0.900g/cm3。擬定密度指標(biāo)為0.890g/cm3±0.020
g/cm3。
3.6.2.3拉伸斷裂應(yīng)力和拉伸斷裂應(yīng)變(23℃)
16批PP-RJ產(chǎn)品的23℃下拉伸斷裂應(yīng)力,最低值25.8MPa,最高值28.8MPa,
平均值27.3MPa;拉伸斷裂應(yīng)變最低值660%,最高值790%,平均值722%;上上提
供的25批PP-CJ產(chǎn)品的23℃下拉伸斷裂應(yīng)力,最低值26.3MPa,最高值40.6MPa,
平均值34.5MPa;拉伸斷裂應(yīng)變最低值530%,最高值790%,平均值683%。驗(yàn)證試
驗(yàn)中,兩個(gè)PP-RJ產(chǎn)品的拉伸斷裂應(yīng)力結(jié)果為21.6MPa~30.1MPa,拉伸斷裂應(yīng)變
650%~890%;兩個(gè)PP-CJ產(chǎn)品的拉伸斷裂應(yīng)力結(jié)果為21.5MPa~39.1MPa,拉伸斷
裂應(yīng)變736%~1100%。擬定拉伸斷裂應(yīng)力指標(biāo)為≥20MPa,產(chǎn)品的拉伸斷裂應(yīng)變
指標(biāo)≥500%。批次產(chǎn)品和驗(yàn)證試驗(yàn)樣品均能夠滿足擬定指標(biāo)要求。
3.6.2.4空氣熱老化后的拉伸斷裂應(yīng)力和拉伸斷裂應(yīng)變的變化率
聚丙烯在高溫或者紫外線的條件下,使用壽命大幅度降低。同時(shí)電纜工作時(shí)
如果負(fù)荷大,溫度會(huì)很快升高,因而對(duì)聚丙烯電纜絕緣料的抗氧化能力要求較高。
為考察絕緣料的抗氧化能力和高溫條件下的尺寸穩(wěn)定性,參照交聯(lián)聚乙烯的評(píng)價(jià)
方法設(shè)置了在135℃下放置240小時(shí)的空氣熱老化條件后測(cè)定拉伸斷裂應(yīng)力和拉
伸斷裂應(yīng)變的變化率,并且參照相同壓力等級(jí)的交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜料的產(chǎn)品標(biāo)
準(zhǔn),擬定該項(xiàng)指標(biāo)定為變化率≤±30%。16批PP-RJ產(chǎn)品的老化后拉伸斷裂應(yīng)力變
化率,最高值為5.2%;拉伸斷裂應(yīng)變變化率最高值25%;上上提供的25批PP-CJ
產(chǎn)品的老化后拉伸斷裂應(yīng)力變化率,除了一個(gè)批次的變化率為26%,其余24批均
滿足指標(biāo)要求;拉伸斷裂應(yīng)變變化率最高值24%,全部滿足指標(biāo)要求。驗(yàn)證試驗(yàn)
中,兩個(gè)PP-RJ產(chǎn)品的拉伸斷裂應(yīng)力變化率最高16%,拉伸斷裂應(yīng)變保留率最高
12
25%;兩個(gè)PP-CJ產(chǎn)品的拉伸斷裂應(yīng)力拉伸斷裂應(yīng)力變化率最高14%,拉伸斷裂應(yīng)
變保留率最高9%。綜上,批次產(chǎn)品和驗(yàn)證試驗(yàn)樣品均能夠滿足擬定指標(biāo)的要求。
3.6.2.5彎曲模量
電纜在使用中拖拽、外力等形成變形,因此需要一定的柔韌性,還需要耐折
疊,但是柔韌性常常不能與高溫工況的硬度沖突,所以也不能太高,表現(xiàn)在指標(biāo)
上一般要求電纜料的彎曲模量應(yīng)盡可能低。燕化16批PP-RJ產(chǎn)品的彎曲模量,最
低值480MPa,最高值643MPa,平均值575MPa;上上提供的25批PP-CJ產(chǎn)品,無(wú)
彎曲模量數(shù)據(jù)。驗(yàn)證試驗(yàn)中,兩個(gè)PP-RJ產(chǎn)品的彎曲模量為580MPa和565MPa;兩
個(gè)PP-CJ產(chǎn)品的彎曲模量為575MPa和750MPa。綜上,擬定PP-RJ的彎曲模量指標(biāo)
為≤700MPa,PP-CJ的彎曲模量指標(biāo)為≤800MPa,批次產(chǎn)品和驗(yàn)證試驗(yàn)樣品均能
夠滿足擬定指標(biāo)的要求。
3.6.2.6交流電氣強(qiáng)度
絕緣電纜料對(duì)于電性能的要求主要是交流電氣強(qiáng)度、體積電阻率、相對(duì)介電
常數(shù)和介質(zhì)損耗因數(shù)四項(xiàng)。這些電性能隨溫度的變化,結(jié)果也有所不同,電纜的
使用特性有工作溫度90℃的要求,因此除了常溫下的測(cè)試,還對(duì)體積電阻率和
介質(zhì)損耗因數(shù)提出了90℃測(cè)試條件的要求。
在23℃±3℃、50Hz的測(cè)試條件下,燕化16批PP-RJ產(chǎn)品的交流電氣強(qiáng)度,最
低值35kV/mm,最高值44kV/mm,平均值40kV/mm;上上提供的25批PP-CJ產(chǎn)品交
流電氣強(qiáng)度,最低值35kV/mm,最高值42kV/mm,平均值38kV/mm。驗(yàn)證試驗(yàn)中,
兩個(gè)PP-RJ產(chǎn)品的交流電氣強(qiáng)度在47kV/mm~55kV/mm;兩個(gè)PP-CJ產(chǎn)品的交流電
氣強(qiáng)度39kV/mm~49kV/mm。結(jié)合相同試驗(yàn)條件下同壓力等級(jí)XLPE絕緣料的交流
電氣強(qiáng)度指標(biāo)為≥25kV/mm,擬定交流電氣強(qiáng)度指標(biāo)為≥35kV/mm。批次產(chǎn)品和
驗(yàn)證試驗(yàn)樣品均能夠滿足擬定指標(biāo)的要求。
3.6.2.7體積電阻率,23℃和90℃
在23℃、1kV/mm的測(cè)試條件下,燕化16批PP-RJ產(chǎn)品的體積電阻率,最低值
2.6×1014Ω·m,最高值42×1014Ω·m,平均值17×1014Ω·m;上上提供的25批PP-CJ
產(chǎn)品體積電阻率,最低值1.0×1014Ω·m,最高值40×1014Ω·m,平均值11×1014Ω·m。
驗(yàn)證試驗(yàn)中,兩個(gè)PP-RJ產(chǎn)品的體積電阻率在3.2×1014Ω·m~9.8×1014Ω·m;兩
13
個(gè)PP-CJ產(chǎn)品的體積電阻率1.2×1014Ω·m~44×1014Ω·m。參照同壓力等級(jí)XLPE
絕緣料的體積電阻率指標(biāo)為≥1.0×1014Ω·m,擬定本標(biāo)準(zhǔn)的PP-RJ和PP-CJ兩個(gè)
產(chǎn)品在23℃±3℃、1kV/mm的測(cè)試條件下的體積電阻率指標(biāo)均為≥1.0×1014Ω·m。
批次產(chǎn)品和驗(yàn)證試驗(yàn)樣品均能夠滿足擬定指標(biāo)的要求。
燕化和上上均無(wú)批次產(chǎn)品在90℃、1kV/mm的測(cè)試條件下的體積電阻率數(shù)據(jù);
驗(yàn)證試驗(yàn)中,西安交大測(cè)試的兩個(gè)PP-RJ產(chǎn)品的體積電阻率分別為9.0×1012Ω·m
和7.1×1012Ω·m;兩個(gè)PP-CJ產(chǎn)品的體積電阻率4.4×1012Ω·m~54×1012Ω·m。
相同電壓等級(jí)XL
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