英国和德国中压电缆抗水树性能的鉴定试验要求.doc

英国和德国中压电缆抗水树性能的鉴定试验要求王振国一、 刖吕BS 7870-4:2011《额定电压llkV和33kV挤出绝缘配电电缆规范》和DIN VDE 0276-620:2009《标称电压U()/U 3.6/6 kV至20.8/36 kV的配电电缆》标准规定了中压聚合 物绝缘电力电缆抗水树性能的鉴定试验要求，其中试验方法部分基本上都采用了同一的试验 方法即欧共体HD605 S2:2008《电力电缆■附加的试验方法》第5415节■长期试验的欧共体 协调方法，然而对试验结果的评定部分两国标准则分别提出了不同的认可准则下面分别介 绍上述试验方法以及认可准则笔者注:与木话题有关的英德两国的国家标准和欧洲协调标准的对应关系如下,读者需要时 可交叉阅读有关标准BS 7870-4:2011 包括BS 7870-4.11. BS 7870-4.12 和BS 7870-4.20 三个分标准,它们执行HD 620 S2:2008《额定电压3⑹6(7.2) kV至20.8/36(42) kV挤出绝缘配电电缆》标准第100和110 部分的规定DIN VDE 0276-620:2009 包扌舌HD 620 S2:2008 标准第 10C 部分的内容。

BS 7870-2:2011《发配电用低压和中压聚合物绝缘电缆-试验方法》执行HD 605 S2:2008标 准与英国有关的部分的规定DIN VDE 0276-605:2009《附加的试验方法》包括HD 605 S2:2008标准与德国有关的部分的 内容二、 欧共体HD 605 S2:2008《电力电缆■附加试验方法》标准第5.4.15节■长期试验的欧共体 协调方法5.4.15.1 范围本试验方法用于评定额定电压从3.6/6 (7.2) kV到20.8/36 (42) kV的挤出绝缘电缆的 耐水性能本试验在XLPE或EPR绝缘并且具有挤出半导电导体屏蔽和绝缘屏蔽的工厂生产的半 成品电缆线芯上进行标准的注：提交用于试验的电缆线芯可由任何结构的导体组成，包括圆形或成型导体、实心 或绞合导体、带或不带阻水结构的导体5.415.2 认可在一种结构的截面为95至40()mn?铜或铝的导体上进行的试验合格将认为所有的导体 结构和截面合格在标称绝缘厚度3.4mm、4.5mm或5.5mm的电缆线芯上试验圆满完成将认为所有具有 相同绝缘和半导电屏蔽材料组合的额定电压从3.6/6(7.2)kV到20.8/36(42)kV的电缆合格。

5.4.15.3试验方法5.4.15.3.1电缆线芯长度两段60m有效长度的电缆线芯(去除老化和击穿试验时做终端所需额外的电缆线芯) 用于试验，使用具有或没有金属铜丝屏蔽的半导电屏蔽的线芯5.4.15.3.2 预处理电缆线芯应先预处理以除去残留的交联副产物同时允许绝缘和屏蔽吸收潮气预处理如 下进行：具有标称绝缘厚度3.4mm、4.5mm或5.5mm的电缆线芯在温度(55±5) °C的自来水水 浴中预处理500h,电缆线芯两端突出水面标准的注：开始老化前标称绝缘厚度3.4mm、4.5mm和5.5mm的电缆线芯经受(60土3)kV、 （90±3）kV和（120±3）kV工频电压试验至少lmin如果发生故障，试样将被替换以排除与 水树无关的故障并重复试验5.4.15.3.3老化步骤电缆线芯放在一个温度为（40±5） °C的水浴中电缆线芯两端突出水面水浴中水为 自来水，水浴中水而需要时用自来水补充保持标准的注：电缆线芯老化可在单根线芯或绞合成缆的多根线芯上进行每立方米水最小0.5m2的水表面被打开通向水浴的大气环境中以保证水的氧化应提供适当的终端对3.4mm、4.5mm和5.5mm的标称绝缘厚度分别施加（18±3）kV、（27 ±3）kV和（36±3）kV的工频电压。

水浴中水用金属电极接地电缆线芯外屏蔽应充分接地标准的注：铜丝可绕在电缆线芯上，或者可以加NaCl到水中以提供适当的导电性电压和温度应记录一段有效长度60m的电缆线芯应老化不少于8750h,另一段有效长度60m的电缆线芯 应老化不少于175002电缆线芯每次离水应不超过24h,在8750h的老化周期中总共应不超 过60h,在17500h的老化周期中总共应不超过120h5.4.15.3.4老化评价a） 试样准备在上述两个老化周期结束吋移出老化的电缆线芯并且被分割成6x 10m的有效长度（包 括试样做终端时所需的额外长度的电缆线芯），这些分割好的电缆线芯被暂时保存在水下 在（20±5） °C下适当的终端被用来对每个试样分别进行试验金屈丝或金屈带被绕在电缆 线芯上以提供试验电极电缆线芯试样准备应在72h内完成如果试验被耽搁拖延48h以上 则试样应被返冋水浴中标准的注：在工频逐级击穿试验中老化时突出于水面的电缆线芯端部或水面下的短段电缆线 芯（例如150mm）最好不要包括在内，因为电缆线芯的这些部分的老化将不处在受控条件 下b） 工频电压逐级击穿试验逐级试验方式被用于工频电压试验对3.4mm、4.5mm和5.5mm的标称绝缘厚度试验 电压分别从18kV、27kV和36kV开始每5分钟提高6kV、9kV和12kV,直至击穿。

击穿 电压值应记录如逐级升压过程中发生击穿，则击穿时这一级的电压水平值被记录为击穿电 压每一试验长度的电缆线芯的尺寸按本HD的2.1节的规定进行测量电缆线芯尺寸的平 均值和每次的击穿电压值用来计算导体屏蔽处的击穿场强标准的注：根据CENELEC TC 20的维持程序的规定，各国家委员会需要提供HD 620标准 中它们各自国家的专门部分的认可准则笔者注:欧共体各成员国的认可准则可在HD 620标准中的它们各自国家的专门部分以及这 些国家相应的国家标准中找到国家不同,认可准则不完全相同c） 电缆和终端的故障老化吋电缆线芯的有效试验长度发生一次故障是可以接受的终端在老化时或在工频电压逐级击穿试验时发生故障时可以重新制作对于上述两个老化周期，必须分别提供最小总有效长度为40m的至少5个老化试样的 试验结果5.4.15.4仅用于工程目的的进一步的试验（略）三、英国的认可准则BS 7870-4规定：当试验电源频率为500Hz时老化周期缩短为3000hBS 7870-4规定认可准则如下：所有试样应有最小的导体屏蔽处击穿场强18kV/mm,或基于统计方法，要求如下:最小的导体屏蔽处击穿场强14kV/mm18kV/mm22kV/mm全部6 （5）个试样至少4个试样至少2个试样上述要求适用于50Hz吋8750h和17500h的老化周期以及500Hz吋3000h老化周期。

老化时电缆线芯有效长度的一次击穿是可以接受的老化时或逐级击穿试验时失败的终端可 以重新制作每一老化周期应得到总长至少40m的至少5个试样的试验结果上述认可准则适用于型式试验，也适用于抽样试验四、 徳国的认可准则DIN VDE 0276-620规定：试验按HD 605 S2:2008笫5.4.15节的规定进行，但第 5.4.15.3.4c）小节的规定除外对于型式试验，DIN VDE 0276-620规定认可准则如下：A） 根据试验结果确定每个试样导体屏蔽处击穿场强Eg采用三级法则进行评定如果下列要求满足，则试验通过：EdMEi试样数达到6个和EdME试样数达到4个和Ed^E3试样数达到2个或Ed^E2试样数达到6个其中E]=23 kV/mmE2=29 kV/mmE3=35 kV/mm上述要求值适用于两个老化周期的所有试验结果B） 例外的处理（异常值规则）按此异常值规则，所谓例外是指：a） 试样在老化时击穿；b） —个逐级击穿试验结果低于Ei如果a）或b）中一个事故发生，相关的试样将不予评估记录相关试样中发生的水树的类型对英余五个试样的要求如下：Ed$E]试样数达到5个和EQE2试样数达到4个和EQE3试样数达到2个或Ed>E2试样数达到5个关于按a）或b）允许发生事故的试样个数，下列情况适用：对于包括12个试样（6个试样用于周期为一年的试验，另6个试样用于周期为两年的试 验）的完整试验按a）或b）发生一次事故是允许的。

老化时或逐级击穿试验时失败的终端可以更换应对每一老化周期老化后总长至少40m的至少5个试样的试验结果予以说明对于常规生产监控试验即抽样试验，除取样方法不同外，认可准则同型式试验五、 结言1、 英国和德国对中压聚合物绝缘电力电缆抗水树性能的鉴圧试验基本釆用了同样的试验方 法，但试验细节存在差异，而认可准则完全不同2、 众所周知,美国ICEA S-94-649-2013《5・46kV同心中性导体电缆》标准、南非SANS 1339:2010《电力电力■额定电压3.8/6.6kV-l9/33kV交联聚乙烯(XLPE)绝缘电力电缆》和SANS 6284-5:2007《交联聚乙烯(XLPE)绝缘电力电缆试验方法第5部分:老化试验》标准也规定 了中压交联聚乙烯电力电缆抗水树性能鉴定试验方法和要求但由上述可知，欧共体的规定 和ICEA完全不同，而SANS方法表面上与欧共体的规定相似，但也存在着很大的差别，例 如两个方法的试样准备、试样预处理温度与时间、老化时水浴温度、导体屏蔽击穿场强的确 定以及总体评定准则等都不相同因此上述三种方法的试验结果没有可比性；无法确定哪一 种方法在揭示中压交联聚乙烯电缆抗水树性能的本质及其与电缆的使用寿命的关系方面更 具权威性和实用性。

3、 因此，为对中压交联聚乙烯电力电缆抗水树性能进行鉴定，有关各方应协商一致根据实 际的需要采用相应的试验方法和认可准则。