浅析国内外轨道交通电线电缆试验

2019-10-14

福建质量管理 2019年18期

(株洲中车时代电气股份有限公司湖南株洲 412001)

新版《中长期铁路网规划》提出到2020年全国铁路营业里程超过12万km，其中规划建设客运专线超过1.6万km，新建城市轨道交通线超过5000km，轨道交通电缆的需求将大幅度上升。

由于轨道交通运行的环境和使用的非凡性，所用电缆大都不同于民用线缆要求，有其特殊的标准和行业要求。铁标TJCL254-2013铁道客车用电线电缆技术条件(V1.0)是由原铁道部组织编制，从源头规范铁道客车用电线电缆的设计、制造、检测和试验，以达到解决客车用低烟无卤阻燃电线电缆易出现老化、龟裂缺陷的问题。

为满足铁标TJCL254-2013的要求，各轨道交通产品的配套厂家必须通过一系列的试验对所选用的电线电缆进行验证，进而甄别出对应的合格供应商，避免因选用不合格产品，为轨道交通的运行留下安全隐患。

典型的甄别试验包括刮磨试验、绝缘电阻试验。

一、刮磨试验

因轨道交通行业特殊性，对电线电缆的耐磨性要求较高，刮磨试验检验的是线缆的绝缘护套层经刮磨后，不能出现击穿、护套内外表面无明显裂缝或开裂。各厂家护套层的配方、绝缘层材质和各层厚度不同直接影响刮磨次数和耐磨性能。

(一)试验标准

铁标TJCL254-2013铁道客车用电线电缆技术条件(V1.0)第6.3.5.10条、欧标EN50306-3薄壁型铁道机车车辆阻燃电缆(第三篇)第4.15条对轨道交通电线电缆刮磨试验统一要求：针对满足EN50306-3标准的电缆和满足EN50306-4标准的多芯总屏蔽带护套E类电缆在刮针负载为8N的试验条件下，单次往返不能少于100次，四次往返平均值不能少于150次。

(二)试验方法

铁标TJCL254-2013铁道客车用电线电缆技术条件(V1.0)第8.3.3.14条和欧标EN50306-3薄壁型铁道机车车辆阻燃电缆(第三篇)第4.15条明确了试验方法：应按EN50305第5.2节进行。

EN50305第5.2节要求刮磨试验在20±5℃的温度下进行，切割刃采用直径为0.45±0.01mm的抛光弹簧钢针，其材料符合ISO8458-2；置于刮磨试验设备的支座上，或采用与电缆轴呈90°的矩型钢片。刮磨装置以55±5次循环/min的频率，在电缆或线芯长度方向的表面刮磨，距离为10至20mm。装置配有计数计，当切割刃触及导体或电气屏蔽时自动停止。

除非另有规定，当电缆直径≤6mm时应采用钢针，当直径>6mm时应采用钢片。切割刃的负荷在电缆标准中规定。试样应为0.75m长的线芯或电缆样品，并用2只电缆夹具在板面固定。

每件试样应经受4次试验，每次试验后，试样应移动100mm，并顺时针转动90°。

注：如试样为2芯、3芯电缆，或为不圆整的电缆，切割刃应置于电缆外周的最高点。

每次试验当切割刃触及导体或电气屏蔽时结束，取4次试验中的平均循环次数，作为耐刮磨试验的测量值。

(三)试验结果

为了对轨道交通电线电缆耐刮磨性能进行摸底，选取了国内、国外同规格或不同规格电线电缆进行对比试验，以此作为各轨道交通项目电线电缆选型参考。

通过统一方法、统一人员和统一设备的方式分别对1组同规格电线电缆和1组两种不同规格进行了对比试验，整理后得到如下试验结果(表1和表2)。

表1

表2

(四)试验结果分析

表1、表2数据显示：外资企业同规格线缆的耐刮磨平均次数和最小次数普遍大于国内企业。通过对线缆试验进一步剖解分析确定：除了线缆绝缘层设计的不同外，差异更大的是绝缘材料的不同。

二、绝缘电阻试验

绝缘电阻是反映电线电缆产品绝缘特征的主要指标，它反映了线缆产品承受电击穿或热击穿能力的大小，与产品的耐电强度、介质损耗以及绝缘材料在工作状态下的逐步劣化等均存在着极为密切的关系。对于通信电缆，线间绝缘电阻过低还会增大回路衰减，回路间的串音及在导电线芯上进行远距离供电泄露等，因此都要求绝缘电阻应高于规定值。

线缆的绝缘电阻主要取决于所选用的绝缘材料，但工艺水平对绝缘电阻的影响很大，因此测定绝缘电阻是监督材料质量和工艺水平的一种方法。通过测定绝缘电阻可以发现工艺的缺陷，同时也是研究绝缘材料的品质和特性，研究绝缘结构以及产品在各种运行条件下的使用性能等各方面的重要手段。对于已投入运行的产品，绝缘电阻是判断产品品质变化的重要依据之一。

绝缘电阻是指绝缘上所加的直流电压U与泄露电流I之间的比值：

R=U/I

当绝缘层加上直流电压时，沿绝缘表面和绝缘内部均有微弱电流通过，对应于这两种电流的电阻分别称为表面绝缘电阻和体积绝缘电阻。一般不加特别说明的绝缘电阻均指体积绝缘电阻。