GB/T8815電線電纜用軟聚氯乙烯塑料的介電強度、體積電阻率、介質損耗因數、氧指數、拉伸強度、沖擊催化、熱變形測試標準
用到的儀器有:
一、范圍:
本標準規定了電線電纜用軟聚氯乙烯塑料(以下簡稱聚氯乙烯電纜料)的分類和命名、外觀和顏色、要求、試驗方法、檢驗規則及標志、包裝、運輸、貯存。
本標準適用于以聚氯乙烯樹脂為主要原料,加入增塑劑、穩定劑等助劑,經混合、塑化、成粒而制得的電線電纜用軟聚氯乙烯塑料。
二、規范性引用文件:
下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用于本標準,然而,鼓勵根據本標準達成協議的各方研究 是否可使用這些文件的新版本。凡是不注日期的引用文件,其新版本適用于本標準。
GB/T 1033—1986 塑料密度和相對密度試驗方法
GB/T 1040.3—2006 塑料拉伸性能的測定第3部分:薄膜和薄片的試驗條件(ISO 527-3: 1995,IDT)
GB/T 1408.1—2006 絕緣材料電氣強度試驗方法第1部分:工頻下試驗(IEC 60243-1:1998, IDT)
GB/T 1409—2006 測量電氣絕緣材料在工頻、音頻、高頻(包括米波波長在內)下電容率和介質損耗因數的推薦方法(IEC 60250:1969,MOD)
GB/T 1410—2006 固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率試驗方法(IEC 60093:1980,IDT)
GB/T 2406—1993 塑料燃燒性能試驗方法氧指數法
GB/T 2951.7—1997 電纜絕緣和護套材料通用試驗方法 第3部分:聚氯乙烯混合料試驗 方法 第2節:失重試驗 熱穩定性試驗
GB/T 5470—1985塑料沖擊法脆化溫度的測定
三、分類和命名:
3.1 分類
聚氯乙烯電纜料按用途分為絕緣級和護層級兩類。
3.2 命名
根據導體的工作溫度等級和使用用途,由漢語拼音字頭和數字組成不同的型號。 漢語拼音字頭和數字含義如下:
——J:絕緣級;
——H:護層級;
——R:柔軟;
——GD:髙電性能;
——I :工型;
——II:II型;
——70、90:耐熱等級。
型號編制及示例如下:
示例JGD-70 70°C高電性能絕緣級軟聚氯乙烯塑料
3.3 聚氯乙烯電纜料各品種的型號及名稱
聚氯乙烯電纜料各品種的型號及名稱見表1。
表1 聚氯乙烯電纜料各品種的型號及名稱
型號 | 名 稱 |
J-70 | 70°C絕緣級軟聚氯乙烯塑料 |
JR-70 | 70°C柔軟絕緣軟聚氯乙烯塑料 |
H-70 | 70°C護層級軟聚氯乙烯塑料 |
HR-70 | 70°C柔軟護層級軟聚氯乙烯塑料 |
JGD-70 | 70°C高電性能絕緣級軟聚氯乙烯塑料 |
HI-90 | I型90°C護層級軟聚氯乙烯塑料 |
HE-90 | II型90°C護層級軟聚氯乙烯塑料 |
J-90 | 90°C絕緣級軟聚氯乙烯塑料 |
3.4 聚氯乙烯電纜料各品種的主要用途
聚氯乙烯電纜料各品種的主要用途見表2。
表2 聚氯乙烯電纜料各品種的主要用途
型號 | 導體線芯高允許 工作溫度°C | 主要用途 |
J-70 | 70 | 儀表通訊電纜、0.6/1 kV及以下電纜的絕緣層 |
JR-70 | 70 | 450/750 V及以下柔軟電線電纜的絕緣層 |
H-70 | 70 | 450/750 V及以下電線電纜的護層 |
80 | 26/35 kV及以下電力電纜的護層 | |
HR-70 | 70 | 450/750 V及以下柔軟電線電纜的護層 |
JGD-70 | 70 | 3.6/6 kV及以下電力電纜的絕緣層 |
HI-90 | 90 | 35 kV及以下電力電纜及其他類似電纜護層 |
HE-90 | 90 | 450/750 V及以下電線電纜的護層 |
J-90 | 90 | 450/750 V及以下耐熱電線電纜的絕緣層 |
四、外形和顏色:
4.1 外形
聚氯乙烯電纜料約為4 mmX4 mmX3 mm的方形粒狀物或具有相當大小的圓柱形粒狀物。
4.2 顏色
絕緣級聚氯乙烯電纜料的顏色為紅色、黑色、黃色、藍色、綠色、棕色等。
護層級聚氯乙烯電纜料的顏色為黑色、白色、灰色等。
其他顏色由用戶與生產廠雙方協商確定。
五、要求:
5.1外觀
聚氯乙烯電纜料應塑化良好、色澤均勻,不應有明顯的雜質。
5.2性能
聚氯乙烯電纜料的機械物理性能與電性能應符合表3的規定,老化后的機械物理性能應符合表4 的規定。
表3 聚氯乙烯電纜料的機械物理性能與電性能
項 目 | J-70 | JR-70 | H-70 | HR-70 | JGD-70 | HI-90 | HE-90 | J-90 | ||
拉伸強度/MPa | ≥ | 15.0 | 15.0 | 15. 0 | 12.5 | 16.0 | 16.0 | 16.0 | 16.0 | |
斷裂拉伸應變/% | ≥ | 150 | 180 | 180 | 200 | 150 | 180 | 180 | 150 | |
熱變形 |
| ≥ | 40 | 50 | 50 | 65 | 30 | 40 | 40 | 30 |
沖擊脆化 | 試驗溫度/V | —15 | —20 | -25 | -30 | —15 | —20 | —20 | -15 | |
性能 | 沖擊脆化性能 | 通過 | 通過 | 通過 | 通過 | 通過 | 通過 | 通過 | 通過 | |
200°C時熱穩定時間/min | ≥ | 60 | 60 | 50 | 60 | 100 | 80 | 180 | 180 | |
20°C時體積電阻率/ • m | ≥ | 1.0X1012 | 1.0X1011 | 1. 0X108 | 1.0X108 | 3.0X1012 | 1.0X109 | 1.0X109 | 1.0X1012 | |
介電強度/(MV/m) | ≥ | 20 | 20 | 18 | 18 | 25 | 18 | 18 | 20 | |
介質損耗因數(50 Hz) | ≤ | — | — | — | — | 0.1 | — | — | — | |
工作溫度時 體積電阻率 | 試驗溫度/°c | 70±1 | 70±1 | — | — | 70±1 | — | — | 95±1 | |
體積電阻率/n | • m ≥ | 1. 0X109 | 1. 0X108 | — | — | 5. OX109 | — | — | 5.0X108 | |
注1:相對密度指標由供需雙方協商。 注2:阻燃性能用氧指數指標考核,指標值由供需雙方協商確定。 |
表4 老化后聚氯乙烯電纜料的機械物理性能
項 目 | J-70 | JR-70 | H-70 | HR-70 | JGD-70 | HI-90 | HII-90 | J-90 | |
試驗溫度/°c | 100±2 | 100±2 | 100±2 | 100±2 | 100±2 | 100±2 | 135±2 | 135±2 | |
試驗時間/h | 168 | 168 | 168 | 168 | 168 | 240 | 240 | 240 | |
老化后拉伸強度/MPa > | 15.0 | 15.0 | 15.0 | 12. 5 | 16.0 | 16.0 | 16.0 | 16.0 | |
拉伸強度大變化率/% | ±20 | ±20 | ±20 | ±20 | ±20 | ±20 | ±20 | ±20 | |
老化后斷裂拉伸應變/% > | 150 | 180 | 180 | 200 | 150 | 180 | 180 | 150 | |
斷裂拉伸應變大變化率/% | ±20 | ±20 | ±20 | ±20 | ±20 | ±20 | ±20 | ±20 | |
熱老化質量 損失 | 試驗條件 | 100℃±2℃ | 100℃±2℃ | 100℃±2℃ | 100℃±2℃ | 100℃±2℃ | 100℃±2℃ | 115℃±2℃ | 115℃±2℃ |
168 h | 168 h | 168 h | 168 h | 168 h | 240 h | 240 h | 240 h | ||
質量損失/(g/m2) < | 20 | 20 | 23 | 25 | 20 | 15 | 20 | 20 |
六、試驗方法:
6.1 外觀檢查
在自然光線下,用肉眼觀察。
6.2 試樣制備
將粒料混合后在溫度為(165±5)°C的塑煉機上煉塑5 min?10 min,再在溫度為(165士5)°C的液壓機中按不加壓預熱、恒溫加壓、加壓冷卻的順序壓制15 min?20 min,出模。
試片厚度應符合各試驗項目的規定。
6.3 拉伸強度和斷裂拉伸應變的測定
按GB/T 1040. 3—2006的規定進行,試樣為5型,厚度為(1. 0±0. l)mm,拉伸速度為250 mm/min。 試樣在溫度為(23±2)°C,相對濕度為45%?55%的環境狀態調節不少于4 h。
6.4 熱變形的測定
6.4.1試樣
直徑為12 mm的圓形片,或邊長為12 mm的正方形片,厚度為(1.25±0.15)mm。
6.4.2試驗裝置
試驗裝置見圖1。
1——夾板;
2——定位螺栓;
3——托重螺栓;
4——重錘;
5——圓柱形壓棒;
6——試樣;
7——水平支架。
圖1 熱變形試驗設備
該裝置由以下部分組成:
a) 機架,由夾板和定位螺栓組成;
b) 圓柱形重錘,其質量應使作用于圓柱形壓棒上的向下總壓力為(3. 50±0. 02)N;
c) 圓柱形壓棒,端部為平面,直徑為(3.15±0.03)mm;
d) 水平支架,供放置試樣用。
裝配圓柱形壓棒、機架和圓柱形重錘時,應使重力中心處于壓棒下端;而且當壓棒下端處于試樣中心時,它不與設備的其他部分接觸。為防止擺動,可安裝導向裝置。
6.4.3試驗步驟
在室溫下測量試樣加壓處的厚度。如果用千分表,應有適當大小的接觸點,而且只能對試樣施加輕微的壓力。將試驗裝置和試樣分開放人烘箱內,放置位置應無振動,保持溫度為(120±2)°C。lh后,將試樣放在水平支架上,裝到圓柱形重錘到試樣加壓處,再恒溫1 h。從烘箱中取出整個試驗裝置,在室溫下冷卻1 h。然后取下試樣,立即用試驗開始時所用儀器測量試樣變形部分的厚度。
6.4.4試驗結果的計算及評定
熱變形A以%計,按式(1)計算
式中:
d0——試樣原始厚度,單位為毫米(mm) ;
d——試樣試驗后厚度,單位為毫米(mm)。
試驗結果取兩個試樣的算術平均值。如果兩個試樣結果的偏差在其平均值的10%以上,則試驗無效,應重新取樣進行試驗。
6.5沖擊脆化性能的測定
按GB/T 5470—1985以斷裂根數不大于50%為通過。
6.6 200 熱穩定時間的測定
6.6.1試驗裝置
見圖2,試驗裝置由以下部分組成:
a) 玻璃燒杯,容量1000 mL,杯蓋中間有一個放溫度計的小孔,周圍有六個放試管的小孔;
b) 玻璃試管,內徑12 mm?13 mm,高95 mm。試管上刻有兩條環行標記,下標記距管底30 mm,上標記距管底70 mm;
c) 溫度計,高刻度300 °C,精度為 1 °C。
單位為毫米
1——溫度計;
2——試管;
3——剛果紅試紙;
4——試樣。
圖2 熱穩定試驗裝置
6.6.2 70 °C產品系列及HI-90的熱穩定時間的測定
將粒狀試樣放在試管內至下標記水平面處。再把寬為5 mm的剛果紅試紙環放在試管內,使試紙 環的下邊緣在上標記處。然后用軟木塞或膠塞塞住試管,放入盛有甘油(油位應使試樣全部浸入)的溫 度為(200±2)°C的燒杯內,開始計時,準確到分。到剛果紅試紙下邊緣開始變藍時所經過的時間即為熱 穩定時間。試驗結果取兩個試樣的算術平均值。
6.6.3 J-90與HII-90的200°C熱穩定時間的測定
按 GB/T 2951. 7—1997 進行。
6.7體積電阻率的測定
6.7.1試樣
試樣厚度為(l.0±0.l)mm。測20 °C時體積電阻率,試樣應在(20±2)°C的蒸餾水中浸泡24 h,擦干后立即進行;測工作溫度時體積電阻率,試樣應在試驗溫度的烘箱中恒溫1 h后立即試驗。
6.7.2試驗條件
電極處理:測工作溫度時體積電阻率所用電極應在溫度為試驗溫度中恒溫1 h。
除上述條件外,其他均按GB/T 1410—2006的規定進行。試驗電壓為1000 V。
6.8介電強度的測定
按GB/T1408.1—2006的規定進行。試樣厚度為(1.0±0.1)mm。電極選用25 mm的對稱電極。由零開始,以2 kV/s均勻的速率上升直至擊穿發生。在進行試驗時,變壓器油要求清潔、新鮮。
6.9介質損耗因數的測定
按GB/T 1409—2006的規定進行。試片厚度為(1.0±0.l)mm。
6.10相對密度
按GB/T 1033—1986中A法——浸漬法進行。試樣制備按6. 2進行。
6.11氧指數
按 GB/T 2406—1993 進行。
6.12熱老化性能的測定 6.12.1試驗設備
自然通風的電熱老化箱。應使進人老化箱內的空氣均勻流過試樣表面,然后從老化箱頂部附近排出。在規定的試驗溫度下,老化箱內空氣每小時更換次數應不小于8次,不大于20次。老化箱內不得 采用風扇或鼓風機。此外,還應配備如下設備和器具:
a) 分析天平,精度為0.1 mg;
b) 材料試驗機;
c) 裝有硅膠或類似干燥劑的干燥器。
6.12.2試驗步驟
將試樣放入干燥器內,在環境溫度中保持不少于20 h,取出后立即稱量。然后把試樣垂直懸掛在老化箱中部,使其處于有效工作區內。按規定溫度和時間處理后,立即從老化箱中取出,放回干燥器中。在環境溫度下放置20 h后再稱量,在拉力試驗前,每個啞鈴試片的中央應標上兩個參考記號,并與熱老 化前試樣同時按5.2進行拉伸強度和斷裂拉伸應變的測定,老化試樣的截面積應在老化處理前測量。在老化箱中試樣相互間距應不小于20 mm,試樣中任何一個要用于失重試驗時,則這些試樣所占老化 箱的容積應不大于0.5%。不同配方的試樣不能同時試驗。
6.12.3試驗結果的計算
試驗結果按式(2)?式(4)計算:
式中:
V1——熱老化拉伸強度變化率,%;
——熱老化前拉伸強度,單位為兆帕(MPa);
t1——熱老化后拉伸強度,單位為兆帕(MPa);
V2——熱老化斷裂拉伸應變變化率,% ;
t1——熱老化后斷裂拉伸應變,%;
to——熱老化前斷裂拉伸應變,%;
A——熱老化質量損失,單位為克每平方米(g/m2);
G0——熱老化前試樣質量,單位為克(g);
G1——熱老化后試樣質量,單位為克(g);
S——試樣表面積,單位為平方米(m2)。
試樣表面積S按式(5)進行計算:
式中:
d——試樣厚度,單位為米(m)。
質量損失的試驗結果取五個試樣的算術平均值。
七、檢驗規則:
7.1組批
聚氯乙烯電纜料檢驗以批為單位。連續生產的同一工藝、同一品種、同一顏色的聚氯乙烯電纜料為 一批,每批質量不超過20 t;若班產量超過20 t,則以班產量為一批。
7.2取樣
每批隨機抽取3包,從3包中各抽取1 kg樣品,先檢驗外觀,判為合格后再進行混合,以備其他項目的測試。
7.3檢驗規則
7.3.1出廠檢驗
每批聚氯乙烯電纜料出廠時應進行出廠檢驗。檢驗項目應包括:
a) 絕緣級:沖擊脆化性能、20 °C時體積電阻率、工作溫度時體積電阻率和介電強度;
b) 護層級:拉伸強度、斷裂拉伸應變、沖擊脆化性能。
7.3.2型式檢驗
型式檢驗為技術要求中規定的全部項目。有下列情況之一者,應進行型式檢驗:
a) 新產品或老產品轉廠生產的試制定型鑒定;
b) 正式生產后,當原料、配方或工藝條件改變時;
c) 正常生產時,每半年進行一次;
d) 產品長期停產后,恢復生產時;
e) 出廠檢驗結果與正常生產檢驗結果有較大差異時;
f) 國家質量監督檢驗機構提出時。
7.4結果判定
檢驗結果如有任何一項性能不合格,需重復試驗。從兩倍數量的包裝件中隨機抽取粒料,對不合格項目進行復驗。經復驗合格后該批為合格批,如仍不合格,該批為不合格批。
八、標志、包裝、運輸、把存:
8.1 標志
包裝袋上應標明:生產廠名稱、產品品種及型號、批號、顏色、制造日期、凈重、本標準編號,并加貼顏色標志。
8.2包裝
聚氯乙烯電纜料裝在塑料內襯袋中,外用編織復合袋或經供需雙方同意的其他包裝方式。每袋凈 重(25. 0士0. 2)kg,或者其他經供需雙方協商的包裝質(重)量。每噸不允許有負公差。
8.3運輸
聚氯乙烯電纜料在運輸過程中不應受日曬雨淋。
8.4貯存
聚氯乙烯電纜料應貯存在清潔、陰涼、干燥、通風的庫房內。貯存期限從生產日期起為兩年。
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