XLPE材料热老化取样时间的判定方法

摘要

本发明公开了一种XLPE材料热老化取样时间的判定方法，先将试样放置于热老化箱中在第一温度点下进行热老化试验，在不同的时间点取出不同的试样进行拉伸试验，从而找出5组以上断裂伸长率保留率不同的试样，并记录下其颜色；于是在第二温度点、第三温度点和第四温度点，可以根据第一温度点试样在5组以上不同断裂伸长率保留率时的颜色，找到对应的颜色的试样，以及相应的热老化时间，对找出的试样进行拉伸试验，从而，根据Arrhenius理论进行线性回归计算，确定电缆老化的剩余寿命；避免了取样的盲目性，简化了找出相应试样的过程，节约了试验时间和试验成本。

说明书

技术领域

本发明涉及一种温度老化试验技术领域，特别涉及一种XLPE材料热老化 取样时间的判定方法。

背景技术

高压海底电力电缆是连接电力系统之间电路的导线，而在使用过程中，因 外界因素的影响和电缆本身的特性，电气线路普遍存在电缆老化、破损现象， 而老化严重的电缆继续使用会造成安全事故，所以，对电缆的热老化程度的检 测尤为重要。

目前，对高压海底电力电缆XLPE绝缘材料进行热老化实验可以推算出海 底电缆的剩余寿命，从而有效地减少不必要的盲目更换和检修。热老化试验是 在不同温度点下不同时间点对热老化的试样进行力学性能拉伸试验，得出试样 的断裂伸长率保留率，从而根据相关方法计算出剩余寿命。在热老化试验过程 中，需找出相应断裂伸长率保留率不同温度点下对应的时间点，由各温度点的 数据根据Arrhenius理论进行线性回归的计算，得出老化方程从而计算出电缆老 化的剩余寿命。

但是，找出所需的断裂伸长率保留率所对应的时间点很繁琐，取样盲目性 大，且会造成时间和经济的损失。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术操作繁琐、盲目取样，且损失时间和经 济的缺陷，提供一种XLPE材料热老化取样时间的判定方法。

其技术方案如下：

一种XLPE材料热老化取样时间的判定方法，包括以下步骤：

悬挂多组试样于热老化箱中，且各组试样置于热老化箱中的第一温度点下 老化不同的时间；

将各组试样在不同的时间点取出，经拉伸试验机测试各组经老化的试样的 断裂伸长率，计算出各组试样的断裂伸长率保留率，并记录下各组试样的颜色；

找出5组以上断裂伸长率保留率不同的试样，并记录下其颜色；

悬挂多组试样于热老化箱中，且将各组试样分别置于热老化箱中的第二温 度点、第三温度点和第四温度点下老化不同的时间；

取出第二温度点、第三温度点和第四温度点中经老化后颜色与第一温度点 中找出的5组以上不同断裂伸长率保留率的试样的颜色相同的试样，经拉伸试 验机测试取出试样的断裂伸长率，计算出各试样的断裂伸长率保留率；

由第一温度点、第二温度点、第三温度点和第四温度点各组试样断裂伸长 率保留率的数据，根据Arrhenius理论进行线性回归计算，确定电缆老化的剩余 寿命。

下面对进一步技术方案进行说明：

取出的不同断裂伸长率保留率的试样个数为5组，且断裂伸长率保留率分 别为90%、70%、50%、30%和10%。

在将多组式样悬挂于第一温度点下的热老化箱中之前，还包括步骤：

清洗试样，将试样于浓度为70%的无水乙醇中清洗。

多组所述试样的形状均为哑铃状，且试样长度为75mm、哑铃头宽为 12.5mm、哑铃中部长为25mm、哑铃中部宽为4mm、标距为20mm。

所述各试样之间的悬挂距离为50mm以上。

所述第一温度点下的热老化箱以24小时为周期，且在周期内设置12个以 上时间点，每隔一个时间点取出一组试样进行拉伸试验。

所述第一温度点、第二温度点、第三温度点和第四温度点分别为180℃、 165℃、150℃和135℃。

每组试样包含6个以上哑铃试样。

下面对前述技术方案的原理、效果等进行说明：

1.放置于热老化箱中的试样在第一温度点下进行热老化试验，在不同的时 间点取出不同的试样进行拉伸试验，从而找出5组以上断裂伸长率保留率不同 的试样，并记录下其颜色；于是在第二温度点、第三温度点和和第四温度点， 可以根据第一温度点试样在5组以上不同断裂伸长率保留率时的颜色，找到对 应的颜色的试样，以及相应的热老化时间，对找出的试样进行拉伸试验，从而， 根据Arrhenius理论进行线性回归计算，确定电缆老化的剩余寿命；避免了取样 的盲目性，简化了找出相应试样的过程，节约了试验时间和试验成本。

2.找出5组断裂伸长率保留率为90%、70%、50%、30%和10%的试样，可 保证得到的线性曲线分布均匀、平滑，提高计算的电缆老化剩余寿命的准确性。

3.在试样悬挂于热老化箱之前，采用浓度为70%的无水乙醇中清洗试样， 可去除表面杂质，避免杂质影响试样老化和表面颜色，提高实验结果的精确性。

4.采用国标规定的哑铃形试样尺寸，可提高试验数据的准确性；而各试样 之间的悬挂距离为50mm以上，避免了各试样之间的悬挂距离太近而造成的对 试样老化的影响，从而使得到的数据更准确，计算的电缆剩余寿命也更准确。

5.在24小时的周期内设置12个以上的时间点，每个一个时间点取出一组 式样，可细化取样时间点，且能有规律的取样；135℃～180℃保证了老化试验的 高温要求，同时，在这一温度区间分成4个或更多的区间，以便得出更加准确 的线性曲线，方便运用Arrhenius理论进行线性回归计算。

6.每组试验包含6个以上哑铃试样，便于取得6个以上试样的平均值，使 数据更精确，而且，若其中有试样损坏，也不会因试样损坏导致有效数据变少 而影响数据的准确性。

附图说明

图1是本XLPE材料热老化取样时间的判定方法流程图；

图2是本XLPE材料热老化取样时间的判定方法另一流程图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例进行详细说明：

如图1所示，一种XLPE材料热老化取样时间的判定方法，包括以下步骤：

S120：悬挂多组试样于热老化箱中，且各组试样置于热老化箱中的第一温 度点下老化不同的时间；

S130：将各组试样在不同的时间点取出，经拉伸试验机测试各组经老化的 试样的断裂伸长率，计算出各组试样的断裂伸长率保留率，并记录下各组试样 的颜色；

S140：找出5组以上断裂伸长率保留率不同的试样，并记录下其颜色；

S150：悬挂多组试样于热老化箱中，且将各组试样分别置于热老化箱中的 第二温度点、第三温度点和第四温度点下老化不同的时间；

S160：取出第二温度点、第三温度点和第四温度点中经老化后颜色与第一 温度点中找出的5组以上不同断裂伸长率保留率的试样的颜色相同的试样，经 拉伸试验机测试取出试样的断裂伸长率，计算出各试样的断裂伸长率保留率；

S170：由第一温度点、第二温度点、第三温度点和第四温度点各组试样断 裂伸长率保留率的数据，根据Arrhenius理论进行线性回归计算，确定电缆老化 的剩余寿命。

放置于热老化箱中的试样在第一温度点下进行热老化试验，在不同的时间 点取出不同的试样进行拉伸试验，从而找出5组以上断裂伸长率保留率不同的 试样，并记录下其颜色；于是在第二温度点、第三温度点和第四温度点，可以 根据第一温度点试样在5组以上不同断裂伸长率保留率时的颜色，找到对应的 颜色的试样，以及相应的热老化时间，对找出的试样进行拉伸试验，从而，根 据Arrhenius理论进行线性回归计算，确定电缆老化的剩余寿命；避免了取样的 盲目性，简化了找出相应试样的过程，节约了试验时间和试验成本。

取出的不同断裂伸长率保留率的试样个数为5组，且断裂伸长率保留率分 别为90%、70%、50%、30%和10%。找出5组断裂伸长率保留率为90%、70%、 50%、30%和10%的试样，可保证得到的线性曲线分布均匀、平滑，提高计算的 电缆老化剩余寿命的准确性。

如图2所示，在将多组式样悬挂于第一温度点下的热老化箱中之前，还包 括步骤S110：清洗试样，将试样于浓度为70%的无水乙醇中清洗。在试样悬挂 于热老化箱之前，采用浓度为70%的无水乙醇中清洗试样，可去除表面杂质， 避免杂质影响试样老化和表面颜色，提高实验结果的精确性。

多组试样的形状均为哑铃状，且试样长度为75mm、哑铃头宽为12.5mm、 哑铃中部长为25mm、哑铃中部宽为4mm、标距为20mm。

各试样之间的悬挂距离为50mm以上。

采用国标规定的哑铃形试样尺寸，可提高试验数据的准确性；而各试样之 间的悬挂距离为50mm以上，避免了各试样之间的悬挂距离太近而造成的对试 样老化的影响，从而使得到的数据更准确，计算的电缆剩余寿命也更准确。

第一温度点下的热老化箱以24小时为周期，且在周期内设置12个以上时 间点，每隔一个时间点取出一组试样进行拉伸试验。在24小时的周期内设置12 个以上的时间点，每个一个时间点取出一组式样，可细化取样时间点，且能有 规律的取样。

对于第二温度点、第三温度点和第四温度点的试样取样，只需根据第一温 度点不同断裂伸长率保留率的试样颜色来判断，试验过程中观察第二温度点、 第三温度点和第四温度点的试样颜色变化情况，当试样颜色变为与第一温度点 的取样颜色一致时，取出第二温度点、第三温度点和第四温度点下相应颜色的 试样即可，并记录下相应的取样温度、时间、拉伸的断裂伸长率保留率等数据。

第一温度点、第二温度点、第三温度点和第四温度点分别为180℃、165℃、 150℃和135℃。135℃～180℃保证了老化试验的高温要求，同时，在这一温度区 间分成4个或更多的区间，以便得出更加准确的线性曲线，方便运用Arrhenius 理论进行线性回归计算。

每组试样包含6个以上哑铃试样。每组试验包含6个以上哑铃试样，便于 取得6个以上试样的平均值，使数据更精确，而且，若其中有试样损坏，也不 会因试样损坏导致有效数据变少而影响数据的准确性。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和 改进，这些都属于本发明的保护范围。