国际标准 IEC 60092-350.docx
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国际标准 IEC60092-350
第二版
2001年6月
船舶电气设备第350部分
船用电力电缆一般结构和试验要求
37
目 录
前言 6
1范围 8
2引用标准 8
3定义 8
3.1与电缆有关的定义 9
3.2尺寸数值的定义 10
3.3有关试验的定义 10
4导体 10
4.1 材料 10
4.2金属镀层和隔离层 10
4.3分类和构成 11
5绝缘 11
5.1 材料 11
5.2绝缘层的使用 11
5.3绝缘厚度 11
6成缆 11
7内护层、填充物和包带 11
7.1 材料 11
7.2 内护层厚度 12
8保护层 13
8.1保护层的组成 13
8.2金属编织铠装 13
8.3金属线铠装 13
8.4金属带铠装 13
8.5金属铠装的尺寸 13
8.6非金属护层 13
8.7浸渍纤维编织层 13
8.8铠装垫层 13
8.9保护层的剥离 14
9试验条件 14
9.1环境温度 14
9.2工频试验电压的频率和波形 14
10例行试验 14
10.1一般要求 14
10.2导体电阻 14
10.3高压试验 14
10.4绝缘电阻测量 15
11特殊试验 16
11.1一般要求 16
11.2特殊试验的频数 16
11.3导体检查 17
11.4绝缘厚度测量 17
11.5非金属护层(不包括内护层)的厚度测量 17
11.6铠装的尺寸 17
11.7外径测量 18
11.8绝缘和护套的热延伸试验 18
11.9PVC绝缘层和PVC、SHF1以及SHF2护套在低温情况下的性能试验 18
11.10水密性试验 18
11.11铜线金属镀层试验 19
11.12镀锌试验 19
12型式试验,电气 19
12.1一般要求 19
12.2绝缘电阻测量 19
12.3 水浸后交流电容的增加 20
12.4 四小时高压试验 21
13.型式试验,非电气 21
13.1 绝缘层厚度测量 21
13.2 非金属护层(不包括内护层)厚度的测量 21
13.3 在老化前和老化后测定绝缘机械性能的试验 22
13.4 在老化前或老化后测定护套机械性能的试验 22
13.5 成品电缆样品的附加老化试验(相容性试验) 22
13.6 PVC绝缘和护套材料热失重试验 23
13.
7
PVC绝缘和PVC与SHF1护套在高温下的性能试验(压力试验)………23
13.
8
PVC绝缘和PVC、SHF1以及SHF2护套在低温下的性能试验 23
13.
9
PVC绝缘和PVC与SHF1护套的抗开裂试验(热冲击试验) 23
13.
10
绝缘和护套耐臭氧试验 23
13.
11
绝缘和护套的热延伸试验 24
13.
12
弹性护套的浸油试验 24
13.
13
阻燃试验 24
13.
14
耐火或阻火电缆试验 24
13.
15
HEPR和HFHEPR绝缘的硬度测定 24
13.
16
HEPR和HFHEPR绝缘的弹性模量测定 24
13.
17 通过测量PH值和电导率对绝缘材料在燃烧期间释放气体的酸度测
定 24
13.
18
护套材料的卤酸气体量的测定 24
附录A(规范性附录)确定保护层尺寸的假定计算方法 26
附录B(规范性附录)数字的修约 30
附录C(资料性附录)圆形铜导体电缆的外形尺寸平均值上下限的计算 31
附录D(资料性附录)检查火花试验方法功效的程序 35
附录E(资料性附录)铜线金属镀层的试验 36
附录F(资料性附录)钢丝的镀锌层试验 37
参考文献 37
国际电工委员会
船舶电气设备第350部分
船用电力电缆一般结构和试验要求
前言
1IEC(国际电工技术委员会)是一个由各国家电工技术委员会(IEC国家委员会)组成的国际标准化组织。
IEC的宗旨是针对电气和电子领域内标准化的所有问题促进国际间合作。
为实现这一宗旨,IEC除组织各种活动以外还出版国际标准,并委托各技术委员会制订这些标准。
对某项标准感兴趣的任何国家委员会均可参与该标准的制订。
与IEC有业务来往的国际组织、政府和非政府组织也可参与标准的制订。
IEC与国际标准化组织(ISO)按双方协议条件紧密合作。
2技术委员会代表各国家委员会对他们特别关切的技术问题制订出的IEC正式决议或协议尽可能地表达出国际上对这些问题的一致意见。
3这些决议或协议以标准、技术规范、技术报告或导则的形式出版发行,以推荐文件的形式在国际间使用,并且这些文件在此意义上取得各国委员会的认可。
4为促进国际间的统一,各IEC国家委员会坦诚地以最大可能程度在各自国家和地区标准中采用IEC国际标准。
IEC标准与相应的国家或地区的任何差异应在国家或地区标准清楚地指出。
5IEC不提供标志方法以表示对产品的认可,IEC也不对外宣称对符合某项标准要求的任何设备承担责任。
6本国际标准的某些条文可能会涉及专利的内容。
IEC将不对任一或所有这些专利权的鉴别承担责任。
国际标准IEC60092-350由IEC第18技术委员会:
“船用和移动和固定的海上装置用电气装备”下属的18A分委员会:
“电缆与电缆装备”编制.
本第二版将取消并替代1988年出版的第一版,1994年的第1号修改单和1999年的
第2号修改成为一个技术修订本.
本标准的内容以下述文件为基础:
FDIS
投票表决报告
18A/206/FDIS
18A/213/RVD
投票表决批准本标准的全部资料均可在上表列出的“投票表决报告”中查找到.本出版物已经依照ISO/IEC指令第三部分起草.
附录A,B,D,E和F构成本标准的一个整体部分.
附录C仅供信息参考.
本标准构成IEC60092船用电气装备的一部分.
委员会已经决定本出版物的内容在2004年之前将保持不变。
到时,该出版物将被:
.重新确认
.撤消
.被一个新版本替代,或
.修正
60092-350 IEC:
2001(E)
船舶电气设备
第350部分:
船用电力电缆—一般结构和试验要求
1、范围:
IEC60092的这一部分规定了电压8.7/15KV及以下电压等级的铜芯船用电力电缆的一般结构要求和推荐的一般试验要求。
2、引用标准:
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后附有的修改单(不包括勘误的内容)或修改版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
IEC60092-351;船舶电气设备-第351部分:
船用和移动和固定的海上装备用电力、通信和控制电缆的绝缘材料。
IEC60092-359,船舶电气设备-第359部分:
船用电力和通信电缆护套材料。
IEC60228,绝缘电缆的导体。
IEC60331(所有部分)在着火条件下的电缆试验-电路完整性。
IEC60332-3,在着火条件下的电缆试验-第3部分:
对电线或电缆束的试验。
IEC60811-1-1,电缆绝缘和护套材料通用试验方法-第1部分:
通用方法-第1节:
厚度和外形尺寸的测量-确定机械性能的试验。
IEC60811-1-2,电缆绝缘和护套材料的通用试验方法-第1部分:
通用方法-第2节:
热老化试验方法。
IEC60811-1-4,电缆绝缘和护套材料的通用试验方法-第1部分:
通用方法-第4节:
低温试验。
IEC60811-2-1,电力电缆和光缆的绝缘和护套材料—普通试验方法-第2-1部分:
弹性混合物试验方法-耐臭氧、热延伸和浸油试验。
IEC60811-3-1,电缆绝缘和护套材料的通用试验方法-第3部分:
PVC混合物试验方法-第1节:
高温条件下的压力试验-抗开裂试验。
IEC60811-3-2,电缆绝缘和护套材料的通用试验方法-第3部分:
PVC混合物试验方法-第2节:
热失重试验-热稳定性试验。
IEC60754-1,电缆材料燃烧期间释放气体试验-第1部分:
卤酸气体量的测定。
IEC60754-2,电缆材料燃烧期间释放气体试验-第2部分:
取自电缆的材料燃烧期
间,通过测量PH值和电导率进行释放气体酸度测定。
3、定义:
为本标准之目的,定义如下:
3.1与电缆有关的定义
3.1.1绝缘电缆
由下列各部分的组件构成:
——单芯或多芯
——单独包覆层(如果有的话)
——组合的保护层(如果有的话)
——外保护层(如果有的话)
附加的未绝缘的导体也可以包括在电缆内
3.1.2分相屏蔽电缆
每芯都包有单独屏蔽层的电缆
3.1.3屏蔽
具有控制绝缘层内部电场作用的导电层。
在绝缘层的界面处具有平滑表面,因而有助于减少交界处的空隙。
3.1.4导体
电缆中具有传送电流特定功能的部分。
3.1.5绞合导体
由若干根单线组成的导体,其全部或大部分呈螺旋形状。
注:
绞合导体可以是圆型或扇型。
3.1.6线芯
由导体及自身绝缘层组成的组件。
3.1.7线芯屏蔽
包在绝缘上由非金属和/或金属材料构成的导电屏蔽层。
3.1.8接地屏蔽
用来限制电缆内部的电场和/或保护电缆不受外部电气影响的外部接地金属层。
3.1.9软电缆
按照要求能够在使用时被弯曲,并具有符合这种要求的结构和材质的电缆。
3.1.10软线
具有有限芯数的小截面的软性电缆。
3.1.11节距长度
一个电缆组件沿螺旋管旋转一圈在轴向上走过的距离。
3.1.12隔离层
用于防止电缆各组件之间互相有害影响的薄层,比如在导线和绝缘层之间或在绝缘层与护套之间。
3.1.13填充物
用来充填多芯电缆各芯线之间空隙的材料。
3.1.14内护层
多芯电缆缆芯(或许还有填料)周围的非金属包覆层,其外部套有保护性
包层。
3.1.15护套
均匀连续的非金属材料管状包覆层,通常为挤压成型。
3.1.16外护套
套在金属包层外面的非金属护层,是电缆的最外层保护层。
3.1.17铠装
一般用来保护电缆不受外部机械影响的金属带或金属线的包层。
3.1.18编织层
由编织而成的金属或非金属材料组成的保护层。
3.2尺寸数值的定义
3.2.1标称值
被指定的量和通常用在表格中的值。
通常标称值用于核对测量结果,规定偏
差。
3.2.2近似值
既不需保证又不需检查的数值,例如,它可用于其它尺寸数值的计算。
3.2.3中值
当连续增加(或减少)的若干个结果被获取或被指定时,如果现有数值的数目是奇数,中间值就是中间的那个数值,如果数目是偶数,中间值就是两个中间数值的平均数值。
3.2.4假定值
按照附件A中所描述的“假定法”计算出来的数值。
3.3有关试验的定义
3.3.1例行试验
在全部成品电缆长度上进行的说明电缆完整性的试验。
注:
如果制造商、购买商,以及可能涉及到的有关批准部门(比如涉及质量控制程序的结果)达成协议,进行这类试验所需要的成品电缆的数目可以减少。
3.3.2特殊试验
制造商对成品电缆样段或组件以规定的频数进行的试验,其目的是核实成品电缆满足设计规范。
3.3.3型式试验
在一般商业条件下,制造商供货前需要对本标准中包括的某种电缆进行试验,从而证明其性能令人满意,满足使用目的。
这些试验的特点是在试验进行完之后,勿
须重复进行,除非电缆的材质或设计有了改变并可能因此引起其性能指标的变化。
4、导体
4.1材料
由裸的或带有金属镀层的退火铜线组成。
4.2金属镀层和隔离层
除非在导体和绝缘层之间有隔离层,在使用热固性绝缘时,铜线应有金属镀层。
对于采用热塑性绝缘的导体,金属镀层可以省去。
只要进行了适当的型式试验证明未发生损害后果,热固性绝缘的导体也可以不要镀层。
如果根据肉眼观察,铜线表面光滑、均匀而且光亮,并且绝缘层没有粘到导体上,金属镀层可被认为是满意的。
如果需要进行化学试验,应按照附录E中规定的方法和要求进行。
4.3分类和构成
该标准中所考虑的导体仅仅用于固定安装的目的,并符合IEC60228第2或第5
种导体要求。
注1:
在这种用途下,第5种导体仅仅用于进行简易安装以及在特定环境中的连接。
采用第5种导体的电缆不应被认为是软电缆。
注2:
当使用第5种导体的电缆时,使用者应仔细核查其实际额定载流量,它可能会比带同样截面积的第2种导体的电缆低一些。
第2种导体允许做成绞合的圆形非紧压或紧压型以及扇形导体。
导体标称截面积在IEC60228的表格Ⅱ或表格Ⅲ中有一个规定数值,并有如下限制:
——对于所有类型的导体,标称截面积一般不超过630m㎡。
注3:
对于任何需要较大导体的电缆,都应符合IEC60228的第2或第5种导体的要求。
圆形非紧压型第2种和软性第5种导体不应少于1m㎡的标称截面积。
圆形紧压型第2种导体不应小于10m㎡的标称截面积(截面积小于10m㎡正在考虑中)。
注4:
扇形导体不应小于25m㎡的标称截面积。
注5:
适合于船上便携使用的电缆导体正在考虑中。
——所有导体都应具有规则的形状,不得有尖锐的凸起物和其它容易破坏绝缘层的缺陷。
是否满足这些要求可以通过本标准的第8至12条中规定的相应试验要求来检查。
5、绝缘
5.1材料
见IEC60092-351中规定的绝缘材料
5.2绝缘层的使用
绝缘层要被紧密地挤压到导体或隔离层(如果有)上。
应该可以去掉绝缘层而不会损伤导体或金属镀层(如果有)。
5.3绝缘厚度
在相关标准中对于每一种电缆的绝缘厚度都有规定。
绝缘层平均厚度不应低于对某一种绝缘和导体截面所规定的数值。
最薄点的厚度不应小于规定值的90%-0.1mm。
6、成缆
多芯电缆的各芯要成缆到一起,芯缆中允许使用填充物。
7、内护层、填充物和包带
7.1材料
如果需要内护层,可以挤包或者搭盖绕包,并要符合相应的电缆标准。
如果需要内护层、填充物和包带,可使用适当的非吸湿材料,并能够在导体处于其最高额定温度时承受住这种温升,还要能够与绝缘材料相匹配。
在挤出内护层之前,允许使用包带绕包捆扎,包带厚度可任选。
当规定使用橡胶类或塑料类材料做内护层或填充物时,它们必须由橡胶(包括再生和/或非硫化橡胶)或塑料混合物组成,并要能防潮。
当在内护层或填充物外面直接使用非金属材料做护套时,它可以(根据制造商的选择)部分或全部代替内护层或填充物。
当有水密要求时,线芯与护层之间的空间以及绞合导体的单线之间的缝隙都应予以充填,使得沿整个电缆得以连续密封,这才符合第11.10条中规定的水密试验的要求。
7.2内护层厚度
挤包或绕包的内护层近似厚度(如果有的话),在相应的电缆标准中规定。
8、外护层
8.1外护层的构成元件
任何电缆外护层都由一个或多个“元件组成”,这将在此种电缆相应的标准中规定,在本标准中规定了下列几种“构成元件”:
a)金属结构1)金属编织铠装2)金属线铠装3)金属带铠装
b)非金属结构1)热固性或热塑性护套2)浸渍纤维编织3)金属铠装的衬垫层4)金属铠装的涂漆层
8.2金属编织铠装
标准形式的编织铠装应由(符合第11.12条和附录F规定的镀锌试验的)镀锌钢丝或者铜、镀锡铜或者铜合金丝组成。
根据特殊要求,编织物也可由铝合金线组成,以防止锈蚀。
编织层“覆盖密度”由编织层的重量表示。
以编织层内径为圆管内径,以编织层一根金属丝标称外径为厚度,计算出金属圆管的重量。
编织层的重量不应小于该重量的90%。
编织层内径用附录A和B中给出的假定方法进行计算(关于试验方法,见第11.6
中的b)项)。
注:
下列公式是一个替代方法,即计算“填充分数”F,可以估算出“覆盖密度”
:
NPd
F=——————
Sinα
其中:
α是电缆轴线与编织线之间的夹角;
d是编织线的直径
N是线锭中的单线根数
P 是每毫米上的节距数
相应的“覆盖密度”,以百分比表示,可由下式得出:
G=p×F×1002
要获得G的最小值(90%)F的最小值应为0.573。
8.3金属丝铠装
标准形式的金属丝铠装应由低碳钢丝制成。
低碳钢丝应具有至少12%的断裂伸长率并符合第11.12条和附录F中镀锌试验的规定。
对于特殊要求,金属丝也可用非磁性金属材料来代替钢质材料。
对于另外特殊要求,铠装内径大于15mm时,可以使用扁平线铠装。
金属钢丝应包在衬层上并形成一个均匀而且大体上连续的圆筒状包层以确保成品电缆有足够的柔软性。
8.4金属带铠装
标准形式的金属带铠装由退火钢带制成,也可依要求进行镀锌。
根据特殊要求,也可以用非磁性金属材料(如铜或铝合金)来取代钢带。
注:
当使用铝合金时应考虑到腐蚀的风险。
一般情况下,铠装由两条金属带组成,它们以相同的方向缠绕在衬层上,其第
一层上的间隙不超过金属带宽度的一半,而第二层叠盖在该间隙上。
特殊形式的金属带铠装(如只有一根带)也是允许的,只要其机械性能符合规定就行。
对于衬层内径小于10mm的电缆,不推荐使用金属带铠装。
8.5金属铠装的尺寸
为本标准之目的,当线径、带厚和其它类似的铠装尺寸得以规定时,它们应被理解为符合11.6的标称值。
8.6非金属护层
8.6.1材料
护套由IEC60092-359中规定的其一种护套材料制成。
护套的材料质量应适合电缆的工作温度。
8.6.2护套厚度
护套厚度在各种电缆的相关标准中规定。
其平均厚度不得低于规定数值。
在任意一点的厚度可以低于规定数值,但对于套在光滑的圆柱表面上的护套
不得低于规定的标称厚度的85%-0.1mm。
对于套在不规则圆柱表面上的护套不得低于规定的标称厚度的80%-0.2mm。
8.7浸渍纤维编织层
如果允许,纤维编织层可由棉线、麻线、玻璃纤维或合成的或其它同等的纺织纤维制成。
应该对用来防潮和防止组成电缆的各种材料受到损伤的组件进行有效地浸渍处
理。
8.8铠装垫层
当使用带材作为衬垫时,缠绕时应使每条带子都叠盖在相邻层间隙的边缘
(如果有的话)上。
编织带(如棉质或玻璃带)要用防潮材料进行浸渍或喷涂 。
材料。
合成带(如PVC带)不需要涂层。
当使用粗纱纤维(如黄麻或玻璃粗纱)时,应采用密集缠绕并浸渍和充填防潮
当使用纤维编织层作为衬垫时,要符合第8.7条。
当使用非金属护层作为衬垫时,要符合第8.6条。
其相应的厚度都是近似值。
8.9保护层的剥离
可以容易地剥离
——金属层上的外护层
——内部包层或内护层之外的金属护层。
9、试验条件
9.1环境温度
除非对于特殊试验另有详细的规定,电压试验在(20±15)℃的环境温度下进行,其它试验在(20±5)℃的环境温度下进行。
9.2工频试验电压的频率和波形
交流试验电压的频率应在于49HZ到61HZ范围内,波形应大体上呈正弦曲线,所标数值都是均方根值(r.m.s)
10、例行试验
10.1一般要求
本标准规定的例行试验:
a)导体电阻测量(见第10.2条)b)高压试验(见第10.3条)c)绝缘电阻试验(见第10.4条)
例行试验通常要对全部成品电缆进行,但如果制造商、购买商以及可能涉及到的有关批准部门(比如涉及质量控制程序的结果)达成协议,测试的数量可以减少。
例行试验可由制造商自行选择是在供货长度还是在切割成供货长度之前的制造
长度上进行试验。
10.2导体电阻
a)对于多芯电缆,要对选作进行例行试验的每根电缆的全部芯线进行测量。
b)在试验之前,必须将全部电缆或其样品放置到试验室内,并保持合适的恒定
温度至少12小时。
如果对于导体温度是否与室温相同有疑问时,要等到电缆置于试验室24小时之后再进行测量,可以替代的办法是将导体样品置于温控槽中至少1小时后进行测量。
电阻测量值要按照IEC600228第6条中给出的公式和系数校正为20℃每公里长度下的标准值。
c)每根导体在20℃的直流电阻不应超过IEC600228的表Ⅱ(第2种)和表Ⅲ(第5种)中规定的近似最大值。
10.3高压试验
a)高压试验要在环境温度下进行,由制造商自行选择使用工频的交流电压、直流电压、或者对于火花试验使用高频或其它形式的电压。
b)单芯无金属护套的电缆要在室温下浸入水中1个小时,然后在导体和水之间施加试验电压,持续5分钟。
对于单芯无护套的电缆,制造商可选择。
对电缆进行火花试验。
火花试验设备应能检验出直径等于或大于规定绝缘厚度一半多的绝缘层上刺孔。
火花检验器的动作时间不得超过1秒。
电压的大小和形式是这样的:
所用的电极系统和电缆穿过火花试验机的速度应使试验能有效地满足要求。
附录D中给出了用来确定火花试验设备功效的基准方法。
c)对于带有金属层的多芯和单芯电缆,在每根绝缘导体和接地的全部其它导体及可能存在的金属护层之间相继施加的试验电压5分钟。
只要连接的顺序能确保加在每上个绝缘芯线和全部其它的连接到接地和可能存在的金属包层的芯线之间的试验电压不间断地持续5分钟,可以用适当的方式对芯线进行连接,保证试验电压的连续施加,从减少总的试验时间。
电缆额定电压
U。
/U
kV
5分钟试验电压
交流kV
直流k。
V
小于等于0.15/0.25
1.5
3.6
小于等于0.6/1.0
3.5
8.4
小于等于1.8/3
6.5
15.6
d)除非电缆的相关标准中另有规定,对于标准额定电压的试验电压如表1所示:
表1—试验电压
小于等于3.6/6
11
26.4
小于等于6/10
15
36
小于等于8.7/15
22
52.8
e)试验电压要逐渐增加到规定数值,不使绝缘发生击穿。
10.4绝缘电阻测量
a)绝缘电阻要在进行高压试验之后,在环境温度下使用80V-500V的直流电压进行测量。
b)一般情况下要在施加电压1分钟之后再进行测量,但是在特定情况下,为了达到基本上稳定状态的试验条件,可将此时间延长至最大5分钟。
c)对不同类型的电缆进行试验时,连接方式如下:
——对于单芯带有金属包层的电缆,绝缘电阻的测量应在导体和金属包层之间
进行;
——对于不带有金属包层的单芯电缆,电缆在试验前至少在水中浸泡1小时,
绝缘电阻的测量应在导体与水之间进行。
——对于2-5芯电缆,不管带有或不带有金属包层,绝缘电阻的测量都应在每根导体与全部其它线芯的导体连在一起并连接到金属包层(如果有)之间依次进行。
——对于多于5芯的电缆,绝缘电阻的测量方法为:
首先在所有各
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