改进电缆保护管维卡软化检测技术

改进电缆保护管维卡软化检测技术

吴黎明孙伟

（国网嘉兴物资检测中心浙江嘉兴314033）

摘要：随着城市化进程的加快,高压电缆线路的建设日益普及,排管敷设是高压电缆线路建设的重要形式之一。电缆保护管在电网建设和改造工程中的使用量与日俱增，但电缆保护管种类很多，性能各异，难以目测鉴别。维卡软化温度是评价材料耐热性能，反映制品在受热条件下物理力学性能的指标之一，虽不能直接用于评价材料的实际使用温度，但可以用来指导材料的质量控制，确保工程质量。

关键词：维卡软化温度；检测；电缆保护管

0引言

随着电力事业的不断发展，电缆在县城电网建设和改造中得到大规模推广。电缆线路的敷设通常有三种方法：一是直埋敷设，二是电缆隧道敷设，三是穿管敷设[1]。近年普遍采用埋管敷设方式，施工简单,节省投资资金,建设周期短,检修方便，受到设计单位的欢迎[2]。

在我国随着高分子材料行业的飞速发展，各类聚合物被广泛应用于制备形形色色的产品[3]。目前常用的10kV电缆保护管管材种类主要有以下几类：有机高分子材料电缆保护管有HDPE高密度聚乙烯管、碳素纤维波纹管等；树脂基纤维增强复合材料类电缆保护管有玻璃钢纤维管等；金属材料类电缆保护管有聚乙烯涂塑钢管。管材种类繁多，性能各异，因此电缆保护管的选择尤为重要。

1测试电缆保护管维卡软化温度的作用

维卡软化温度测定仪主要用于非金属材料(如塑料、橡胶、尼龙、电绝缘材料等)的热变形及维卡软化点温度的测定。一般由加热浴槽、温度控制系统、搅拌装置、试样支架、负载杆、测试软件等组成，可以实时监控试验温度、试验变形量的曲线，并实时动态的绘制温度、变形量的曲线，实现历史存盘，即时打印试验报告。

维卡软化温度是指热塑性塑料放于液体传热介质中，在一定的负荷和一定的等速升温条件下，试样被1平方毫米的压针头压入1毫米时的温度，对应的国标是GB/T1633和GB/T8802，试验时间约需2到3个小时。维卡软化温度维卡软化温度越高，表明材料受热时的尺寸稳定性越好，热变形越小，即耐热变形能力越好，刚性越大，模量越高。

聚氯乙烯(PVC)作为其中一大通用塑料，也有着广泛应用。管材生产中通过添加剂来提高管材的耐热性，管材的耐热性可以通过维卡软化温度来表征，检测维卡软化温度的目的是控制其增塑行为，可以用来检验管材的生产配方[4]，改进生产工艺，确保产品的在安全的温度范围内使用[5]，避免使用过程中发生破损，造成安全事故。

2维卡软化温度试验中存在的问题分析和处理

在工作实践中，不同的试验人员测得的维卡软化温度有较大差异，会给施工管理带来困扰。经过分析查证，主要有以下原因：

1.维卡软化温度随着加载负荷的增加而降低，而且随着负荷的增加基本成比例的下降。若加载负荷错误就可导致测得的维卡软化温度偏高或偏低。

2.在负荷较小的情况下，不同升温速度时测得的维卡软化温度基本相同，升温速度对结果的影响较小；在负荷较大的情况下，随着升温速度的提高，维卡软化温度有明显的提高。一般加热设备会在温度低时温升较快，温度高时温升较慢，在寒冷的季节时尤为明显。

3.随着起始温度的提高，维卡软化温度也有所提高。试验人员对于试样的预处理不够重视，直接就上机测量。

4.试样机械加工不到位，表面不平滑，甚至存在两面加工或取外层管材等错误的制样情况。

针对上述存在的问题，采取以下的处理方案：

1.对相关检测人员加强操作技术培训，增加监护人，并在操作规程上加以完善。

2.改善设备恒温浴槽的保温性能，通过空调改善实验室的环境。

3.给设备安装进水管与排水管，通过水温调节恒温浴槽的起始温试，确保加热装置的温度为20~23℃。对试样要求进行预处理，试样需在标准实验室环境（23±2℃，50±5%RH）放置40h以上以调节材料的状态。5min后，压针头处于静止位置，将足量砝码加到负荷板上，使加在试样上的总推力满足标准要求，然后，记录千分表的读数或将仪器调零。

4.对制样过程进行量化要求：当试样厚度超过6.5mm时，通过机械加工至试样厚度减少到3mm~6.5mm，实验表面用管材的原始内侧表面；如果厚度小于3mm，将最多三片试样直接叠合在一起，使其总厚度在3mm~6.5mm之间，上片厚度至少为1.5mm。试样大小尺寸就符合标准。表面平整、平行、无飞边。

对试验结果判定，严格按标准要求：受试材料的维卡软化温度以试样的维卡软化温度的算术平均值来表示，如果规定两组样品的测试数据差别>2℃时需重测。

通过上述分析，可以看到，维卡软化温度试验结果受检测人员的影响较大，通过操作培训进行技术规范后，试验结果主要取决于制样差异。

3电缆保护管的制样技术改进及效果

维卡软化试验前，需要将电缆保护管按材质制作成相应的试样：

1.对于按DL/T802.7标准生产的非开挖用改性聚丙烯塑料导管，按GB/T1633标准制作试样：厚度在3～6.5mm，边长10mm的正文形或圆形，表面平整、平行、无飞边；

2.对于按DL/T802.1-6标准生产的热塑性塑料管材，按GB/T8802标准制作试样：壁厚大于6mm，则采用适宜的加工方法，使壁厚减至2.4～6mm之间，长度约50mm，宽度10～20mm的试样。

由此可见，维卡软化温度试验的试样制作精度高，切片表面必须十分平整，市面上普通的切割工具无法切割与切片，大量的检测积压影响了现场施工进度。因此，研制并投入使用全自动电缆保护管维卡软化试品制样装置，十分必要。

维卡软化试样自动制样机主要由四部分组成：1.设备机架；2.进给电机；3.高速主轴；4.工装夹具。

维卡软化试样自动制样机采用三轴自动进给切削方式铣加工，操作简单方便，所需制样外形的走刀路径由控制系统预先设定，操作时只需将制样毛坯件固定在虎钳上，关闭防护门，按下启动按钮，等平面铣削完成后，就可完成制样。

自动制样机投入使用前，制作1个试样需要2人，共4个工时，制作的试样粗糙，不平整，有毛边，难以完成后续工作；投入后，单人即可，1个工时可制作试样，制作的试样平整，无毛边。

经过上述改进，电缆保护管维卡软试验结果证明，试样厚度在3mm~4mm时测定值的重复性比较好。横向尺寸方面，保证压入点能远离边缘2mm以上，这时可保证测定值有较好的重复性，更不会发生开裂现象。

4结束语

电缆保护管种类繁多，社会需求量大。有机高分子材料的电缆保护管，以其优越的性能、较低的价格，成为电力电缆保护管的重要选择,并将在未来的电力电缆建设中取得良好的经济和社会效益。只有提高物资检测的规范性和效率，加大设备抽检力度，严格按照相关标准认真检测，才能全面提升技术保障能力，满足经济社会发展和民生需要。

参考资料

[1]荆林国.电缆保护管的性能与应用[J].农村电气化,2006年第5期总第228期:51.

[2]徐焕明.10kV电缆沟设计管材选型要素及特殊要求[J].广东电力,2007年9月第20卷第9期:73~75.

[3]方进,吴雄杰,江小平,高江.PVC-U管材维卡软化温度测试的不确定度评定[J].广东化工,2018年第3期第45卷总第365期:176.

[4]张兰华.硬质PVC给水管材性能检测中应注意的问题[J].中国氯碱,2012(4):28-30．

[5]卞汪锋.浅析给水用PVC-U管材性能检测[J].华东科技,2013(2):25-26．