Embed Size (px)
DESCRIPTION
GB/T 3048 的修订和诠释. 主讲人 万树德 2008 年 6 月第 1 稿 , 2012 年 8 月第 10 次 修改. 线缆产品性能的要求. 任何产品的性能要求来源于二大因素：首先是基本使用功能提出的要求，其二是产品应能适应所使用的环境、使用状态方式以及安装敷设过程中提出的技术要求。 线缆产品通常是沿长度进行敷设、安装或移动式使用，产品使用环境错综复杂。所以在考虑满足基本使用功能要求时，预留的安全系数都较大。这些要求都应以试验项目来支撑，涉及一系列试验方法，其中电性能试验最为重要。. 产品的电性能项目. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
GB/T 3048 的修订和诠释
主讲人 万树德2008 年 6 月第 1 稿 ,2012 年 8 月第 10 次修
改
线缆产品性能的要求 • 任何产品的性能要求来源于二大因素：首
先是基本使用功能提出的要求，其二是产品应能适应所使用的环境、使用状态方式以及安装敷设过程中提出的技术要求。
• 线缆产品通常是沿长度进行敷设、安装或移动式使用，产品使用环境错综复杂。所以在考虑满足基本使用功能要求时，预留的安全系数都较大。这些要求都应以试验项目来支撑，涉及一系列试验方法，其中电性能试验最为重要。
产品的电性能项目 • 导电性能： .2- 金属材料 ( 导体材料、金
属屏蔽层、金属护套和电阻材料 ) 电阻率试验； .3- 半导电橡塑材料体积电阻率试验； .4- 导体直流电阻试验。
• 绝缘特性： .5- 绝缘电阻试验； .16- 表面电阻试验； .11- 介质损耗角正切试验； .12- 局部放电试验。
• 绝缘强度： .14- 直流电压试验 ;.8- 交流电压试验 ;.13- 冲击电压试验 ;.7- 耐电痕试验 ;.9 、 .10– 绝缘线芯、护套火花试验。
电性能试验方法制定历程• 我国最早于 1966 年公布 GB 764 ～ 767-65 《电线电缆试验方法》，含 4 个电性能试验标准； 1982 年制定一个新标准；1983 年修改并制定共 11 个新标准；1992 年发布实施 3 个电性能试验新标准；1994 年修改并制定共 13 个新标准；新版GB/T 3048 ，经合并修订为 14 个分标准，已构成一个标准系列。
• 40 多年来，电性能试验方法标准经多次修改，不断完善。标准有巨大的包容性和科学规范，在电缆行业中得到广泛的应用。
标 准 编 制 的 依 据• GB/T 1.1 ～ .3 《标准化工作导
则》、 GB/T 20000.1 ～ .5 《标准化工作指南》和 GB/T 20001.1 ～ .4 《标准编写规则》；
• 系列标准概念， GB/T 1.1 规范：“在一般情况下，针对每个标准化对象应编制一项单独的标准，并作为整体出版。在诸如下列特殊情况下，可在相同的标准顺序号下将一项标准分成若干个单独的部分……”
• GB/T 3048 是系列标准，只有 .1 是通用的。
新版标准采用 IEC 概况• .2 修改采用 IEC 60468 ： 1974 ； .12
修改采用 IEC 60885-3 ： 1988 。• .13 修改采用 IEC 60230 ： 1966 和 IEC 60060-1 ： 1989 。
• .8 和 .14 非等效采用 IEC 60060-1 ：1989 。
• 关注： .9 和是参照 BS 5099 ： 1992 制定的 , 最新已有 IEC 62230 《电缆—火花试验方法》，应作为下次修改标准的依据。
GB/T 1.1 第 4.1“要求”
• 标准所规定的条款应明确而无歧义，并且： a) 在其范围所规定的界限内按需要力求完整 ;b)清楚、准确、相互协调 ;c)充分考虑最新技术水平 ;d) 为未来技术发展提供框架 e) 能被未参加标准编制的专业人员所理解。
• .14增加“对电线电缆试样的直流耐压试验应于试样的绝缘电阻测量后实施” 。
• 珍惜本次培训班给予的很好地交流机会。
试验方法的“细节”• GB/T 1.1 规定 试验方法的细节；• a)原理； b) 试剂或材料 ; c) 装置； d)
试样和事件的制备和保存 ; e) 程序 ;f)结果的表述，包括计算方法以及测试方法的精密度 ; g) 试验报告。
• 新标准的细节：范围、规范性引用文件、术语和定义 ( 如有的话 ) 、试验设备、试样制备、试验程序、试验结果及计算 (评定 ) ( 如有的话 ) 、注意事项 ( 如有的话 ) 、试验设备的校验 ( 如有的话 ) 、试验记录。
关于“试验报告”• “ 试验报告”是试验方法中重要的组成部
分。• 前版标准仅 .2 有“试验记录和试验报告” , 为此，新版标准中增加“试验记录”一章。
• a).7“在试验开始和完成试验以后 ,至少应在两个相反的方向摄下试样的彩色照片”； b).12 “回路灵敏度校验和背景干扰值”； c).13 “冲击试验的波形示波图”；
• .8 等有“大气条件” ; 为此 , 特在 .1 中增加了 “标准参考大气条件”的参数。
GB/T 3048.1宣讲（一）
• .1 是电线电缆电性能试验系列标准的第一个分标准，名曰“总则”。这是后续各分标准都必须遵循的指导原则。但是 ,查询早期相关的 IEC 标准，均未见总则这一分标准。
• 最新的标准，如 IEC 60851-1(1996)《绕组线试验方法 第 1 部分：一般规定》，规范了“定义和试验方法总则”。这种类似“总则”分标准的结构，很具有典型意义。
“ 范围”的界定 • 原版标准规定：本标准适用于各种电力电
缆和电气装备用电线电缆……也适用于其他电线电缆及材料的类似性能试验。
• GB/T 3048 的界定却很困难 ,难以表述清晰、准确、到位。后续标准有金属导体材料、半导电橡塑材料、通信电缆、电缆附件等 ,很难有明确包括后续标准全部试样的表述。
• 特别困惑 IEC 60060界定“本标准仅适用于最高电压 Um 在 1kV 以上的设备的试验”。
新版标准修订概况• 在 .1“总则” 中，统一表述为“适用于各种类型电线电缆及材料的电性能试验”；
• 在 .3 中，表述为“适用于测量电线电缆用橡皮和塑料半导电材料的体积电阻率”；
• 在 .8 中，考虑到该标准应用的历史状况 ,保留“电力电缆和电气装备电线电缆”以及“通信电缆”的表述和接线图； 在 .13中，增加“最高额定电压 Um 为 1kV 及以上的各种类型及其附件”的界定；
• 在 .14 中，修改统称为“电线电缆产品” 。
GB/T 3048.1宣讲（二）
• GB/T 1.1 ：“试验方法……测定特性值 ,检查是否符合要求 , 以及保证结果的再现性”；这是非常重要的理念 , 如果不同实验室的数据不可比 , 则制定试验方法还有什么意义？
• 重复性 - 在相同测量条件下 , 对同一被测物理量进行连续多次测量所得结果之间的一致性；再现性 - 在改变了的测量条件下 ,同一被测物理量的测量结果之间的一致性。
GB/T 3048.1宣讲（三）
• GB/T 3048后续部分除应符合“总则”中第 3章“试验的一般规定”外，还应规定试验设备、试样制备和试验程序。
• “ 试验设备” -.7 对耐电痕试验用的变压器作了重要修改 ;“ 试样制备” -.12 中增加无局部放电终端 ;“ 试验程序” -.3增加 “测量半导电橡塑材料工作温度……体积电阻率的试验程序应由供需双方另行商定”。
GB/T 3048.1宣讲（四）
• “ 本标准规定的试验方法首先是作为型式试验用的。某些试验项目其型式试验和经常进行的试验 ( 如例行试验 ) 的条件有本质上的区别 , 本标准已指明了这些区别”。
• 增加“……型式试验和抽样试验时，三芯及以下的电缆每芯均应取样，超过三芯的电缆应取三个芯的试样，如多芯电缆各芯颜色不同时，应取不同颜色的试样”。
GB/T 3048.1宣讲（五）• 第 3.6 条全新规定，敬请关注 :• GB/T 3048 后续部分中 , 对于同一试验
项目有一种以上的试验方法 ( 含不同的测试原理、不同的试样环境条件化处理和不同的试样制备方法 ) 时，分为基准试验方法和常规试验方法，两种方法均适用于正常电缆产品的检验，检验者可根据具体条件采用。但有争议时应以基准试验方法为准。
GB/T 3048.1宣讲（六）• 如何进行校准，有人要求标准中给出计量
的周期，也曾考虑运行检查的内容 ,但都很难加以规范。最后规定了三条：
凡对检验的准确性或有效性有影响的试验设备，在投入使用前必须进行校准。
凡是进行电线电缆产品特殊检验的试验设备，应按检定方法标准校准。
为确定试验设备处于预期使用要求的状态，应按规定进行定期校准。
.2 和 .4 标准的技术相关• .4 主要是总结长期导体电阻试验的成熟经
验 , 并参照 .2 的技术相关性 , 进行如下修改 :
• .2 规定 : 试样电阻应不小于 10μΩ ； .4修改双臂电桥的测量范围（ 2×10-5 ～99.9） Ω 。
• .4 修改为“电位接触应由相当锋利的刀刃构成，且互相平行，均垂直于试样”。
• .4 修改为“可用比例为 1 ： 1.41……如两者之差不超过 0.5％”。
经典直流电阻检测技术• 使用凯尔文双臂电桥时，标准电阻和试样间的跨线电阻应明显地既小于标准电阻，又小于试样电阻。
• 应注意消除由于接触电势和热电势引起的测量误差。
• 对微细导体进行测量时，在满足试验系统灵敏度情况下，应尽量选择最小的测试电流以防止电流过大而引起导体升温。
.4 导体直流电阻试验• 所有的电线电缆产品，都要进行导体电阻检验， GB/T 12706 规定： a) 应对例行试验中的每一根电缆长度所有导体进行测量； b) 成品电缆或从成品电缆上取下的试样，保持适当温度……后测量； c)也可选取将导体试样浸在可以控制的液体槽内，至少浸入 1h后测量； d) 应按 GB/T 3956 规定的公式和系数校正到 20 ℃ 下1km 长度的数值。
导体试样浸液体槽内检测
GB/T 3048.4宣讲（一）
式中： t —测量时的导体温度（环境温度）。• 增加“注：按公式（ 1）的定义， t 应为
导体温度。本部分的试验方法采用环境温度代替导体温度，并规定了相关的要求”。
• “ 导体相当电阻率”。 这些不起眼的修改，却是力求从理论上把基本概念说清楚。
Lt
RR x 1000
)20(1 2020
GB/T 3048.4宣讲（二）
• 将 GB/T 3956“ 电缆的导体”认可的温度校正系数 Kt 公式直接引用过来，并给出（ 0℃ ～ 40℃）的 Kt值，这样使用更方便。
• 下述为近似公式，但能计算出足以达到在测量环境温度和电缆或软线长度的准确度范围内的实际值。
ttK t
230
250
)20(004.01
1
GB/T 3048.4宣讲（三）• 补充了“也不应导致试样导体伸长”。• 补充了“……如用试剂处理后，必需用水充分清洗以清除试剂的残留液”。
• 增加了 “对于阻水型导体试样，应采用低熔点合金浇注”。
• 原标准规定“采用标称截面与试样相同的铝压接头”是不现实的，为此新标准将“标称截面……相同的表述删除。
GB/T 3048.4宣讲（四）• 型式试验 - 试样应在温度为（ 15 ～ 25）℃ ;例行试验 - 试样应在温度为（ 5 ～35）℃ 。
• 我们感兴趣的是环境温度及其变化范围，新版标准对型式试验“温度的变化范围应不超过 ±1℃”。这个要求我们倒是有实验数据，说明是可以达到的。
• “ 应使用最小刻度为 0.1℃ 的温度计测量环境温度……距离墙面应不少于 10cm……并应避免热辐射和空气对流的影响”。
GB/T 3048.4宣讲（五）• 计算结果首先应符合有效数字位数的运算
法则，更重要的还应取决于测量系统的误差，并不能仅按产品标准来确定。
• 电桥可以是携带式电桥或试验室专用的固定式电桥。采用携带式电桥测量漆包线直流电阻时应特别关注。
• “…… 如根椐直流电流 - 电压降直接法原理，并采用四端测量技术，具有高精度的数字式直流电阻测试仪”。
导体夹具及其探讨 • 夹具是导体电阻测量首先要解决的问题。 70 年代，我们去各大电缆厂抽样，看到了自制的夹具。后按 Tettex 的说明书，研制了的用于电缆导体测量的商品化的夹具。
• 研究表明，关键在于使导体中流过的电流均匀，主要取决于夹具中电流（ I）和电位（U）端的距离。如果两端（ I-U）间的距离太近，就表现出局部电流线不平行的电位降。因此必须将（ I-U）端部移开，以达到 1.5倍周长满足电流线均匀。
测 试 仪 器 的 发 展 • 测量电阻传统采用直流电桥； 90 年代起，逐渐有数字式仪器问世，如北京三晶科技产品制作厂的快速测量微欧计，上海虹桥检测仪器厂的 ST型数字式电阻测试仪等。
• 上海远中电子仪器厂的 PC36 系列直流电阻测量仪，增加“反向电流测量、倍率电流测量、热电势平衡 ……”等实用性功能。
• 我国已进口能进行在线检测的直流电阻测试装置，这引起国内仪器制造厂和电缆生产厂家的关注。
在线检测导体电阻仪器的探讨
• 难度：夹具，特别是试样温度的测定。• 试样温度的测定，只能测导体的外表面温
度或环境温度。由于环境温度是不可控的，在线检测又要求快速测定，留给温度平衡的时间很短，这正是难度所在。
• DZ-3测量仪： a）引入成缆系数 K ；b）建议使用红外测温仪对导体温度准确测量或对导体周围温度进行准确测量，值得探讨？
.5 绝 缘 电 阻 试 验• GB 765-65就制定了 “直流比较法” 。 • GB 3048-83 版，推出了两个分标准：即 .5“检流计比较法”和 .6“电压 - 电流法” ,高阻计是测量回路中的微小电流 ,从测量原理来说 ,符合欧姆定律 ,称为“电压 - 电流法” ;
• GB/T 3048.6-1994,增加“悬浮法”概念 ,但将测试充电修改为 1min,确是一大败笔。
• 经多次修改日趋完善 ,测试技术也不断发展。
等值回路和充电电流曲线
绝缘电阻 R=外施电压 E/漏导电流Ir
GB/T 3048.5宣讲（一）• IEC 60502“…应施加足够长的时间以达
到合理稳定的测量，要求不短于 1min ，不超过 5min”； GB3048.6-83 “……测量电阻值 1×1012Ω 及以下试样 1min ；1×1012Ω 以上的试样 5min”；GB3048.6-94 版却对此进行了修改，明确“……充电时间为 1min”。
• 根据绝缘电阻定义，新版标准“充电时间不得少于 1min ，但不超过 5min ，通常推荐 1min读数”。
GB/T 3048.5宣讲（二）• 94 版提出“采用输出端对地悬浮的高阻计测量绝缘电阻”的概念，即“悬浮法”；
• 2007 版“……高阻计的高压端连接试样的另一极（水，允许接地）；当采用通用的高阻计测量绝缘电阻时，浸入水中的试样必须对地绝缘，否则将使高阻计因输出的高压端对地短路而损坏，或可能由于加热电源的影响造成测试误差增大”。
GB/T 3048.5宣讲（三）• 从 GB 765-65起，有条规定并不符合测试现状，但经几次版本修改尚未变动。新版标准修订为：“单芯电缆应浸入水中，测量导体对水之间的绝缘电阻；多芯电缆应分别就每一线芯对其余线芯进行测量”。
• 补充“若要求测量多芯电缆线芯与屏蔽间的绝缘电阻，则应将所有线芯并联后进行测量”，这是针对有屏蔽层电缆的。
GB/T 3048.5（四）• 高温下绝缘电阻的测试： 单芯电缆或要求考核绝缘电阻常数 Ki 则
应制作屏蔽层 ,按 IEC 60245.2 的规定检测。
多芯电缆按 JB/T 3302-1999“承荷探测电缆”规定 “从被试多芯电缆上截取（ 3～ 5）m 试样 , 将端头作适合于绝缘电阻测量的处理后 , 放入烘箱中。在达到规定试验温度后 ,保温 2h,测量电缆线芯间的绝缘电阻”。
GB/T 3048.5宣讲（五）• 根据 GB/T 12706 ，新版增加第 7.4 条 -
体积电阻率应由所测得的绝缘电阻按下式计算：
367.010)/lg(
11
dD
LRK Xi
1110)/ln(
2
dD
LRX
GB/T 3048.5宣讲（六）• 原版标准规定 :“20℃ 时每公里长度的绝缘
电阻按下式计算： R20=K RL;K- 绝缘电阻温度校准系数，由专门的文件规定。”
• 据我们所查询 ,至今尚未找到可作为标准的“专门的文件规定 , 这无疑给使用带来困惑。
• 作如下修改：增加注 “型式试验系在 6.3规定的标准环境下进行，其试验结果不须进行温度校正；公式（ 2）仅适用于对例行试验结果的温度校正。”明确“绝缘电阻温度校准系数，应由供需双方商定”
确定绝缘电阻温度校正系数
• 电线电缆绝缘绝缘电阻受温度变化的影响很大，一般说来符合下列经验公式：
ρt＝ ρ0e － β （ t － t0 ）； β- 绝缘电阻温度系数。
• 绝缘电阻与温度的关系符合指数规律，当以半对数作曲线图时，两者成线性关系， β即为直线的斜率。适用中常近似的用数理统计方法求出 β值，再引出绝缘电阻温度校正系数 K ； K ＝ eβ （ t － t0） ＝ C （ t －
60 ） 。
GB/T 3048.5宣讲（七）• 从直流比较法到检流计比较法，再回到直
流比较法，测量范围（ 105 ～ 2×1015）Ω 。
• 测量电压一般为（ 100 ～ 500） V ；取消1000V ，这样充分反映电缆的特点。
• 标准中加了“一般”两字，意味着可采用更高的测试电压。显然，这对研究性试验有意义。如延伸到高电压场合使用，即与 .14 中“试验电流的测量”相衔接。
高阻计测试系统原理图• 电压 - 电流法如被测电压和电流在同一台仪器直接以电阻表示，则可称之为“高阻计法”。其典型接线如下图：
提高高阻计上量限途径• 提高直流输出电压 Ut ，但 Ut 的大小是根
据被测试样的要求来确定的。• 降低放大器输入电阻压降 Us ，可以提高高
阻计的灵敏度，但灵敏度的提高受到信噪比的限制； ZC31-1型灵敏度高两个数量级。
• 提高直流放大器输入电阻 Ri 。 Ri 采用金属膜地电阻、测量膜电阻等。由于受材料和制造工艺等因素的限制，最高阻值为1012Ω 。
高阻值绝缘电阻测试• “ 如试样的绝缘电阻大于 1×1012Ω 和测量
时因外界电磁场或试样运动产生的摩擦会引起测试不稳定时，可在试样静置在整体屏蔽的条件下进行测试……”。
• 这是本所制定检测方法标准、为验证 IEC产品标准的要求进行大量绝缘电阻试验研究工作的总结。此外，还特制作了屏蔽试验箱，以满足电缆产品高绝缘电阻检测需要 。
测试仪器及其开发• 上海电缆厂转让上海电工仪器厂 YY21 绝
缘电阻测试仪 ( 直流比较法 )(105 ～1012) Ω ；
• 上海电动工具研究所 SDD 5320型绝缘电阻测试仪 (104 ～ 1012） Ω ；上海电表厂ZC36 、 ZC31-1（电压 - 电流法） (108
～ 1016） Ω ；• ZC-46派生出 ZC-46A( 电线电缆专用 )-
(悬浮法 )(104 ～ 1016)Ω;上海远中电子仪器厂 ZC-90A 绝缘电阻测试仪 (105 ～2×1015)Ω 。
关于绝缘电阻换算的讨论
• 问题 : 如果一根电缆长 500 m, 用绝缘电阻测量的结果为 50 MΩ,那末如何用MΩ/km 来表达？ a)25 MΩ/km ；b)100 MΩ/km;c) 不变 ; 作者认为三个答案都是错误的。断言“……并不表示绝缘电阻和长度成线性反比关系”。
• 有论文给予反驳 ,引出第 7.2 条的计算公式： RL=RXL; 得出 RL=25(MΩ·km), 并指出量纲也反映了绝缘电阻和长度成线性反比例关系。
.8 交 流 电 压 试 验• 电线电缆产品都是在工频电压下运行的交
流电压试验与产品运行的工况一致 。• 电气实验室最常用的是试验变压器。变压器加整流器即为直流装置；再对电容器并联充电串联放电，这就是冲击电压发生器。
• 高压技术人员，为了延展试验设备的工能，利用现有设备进行变换，搭临时试验摊头，这是十分重要的技能。
非等效采用 IEC 60060
• 本部分非等效采用 IEC 60060-1 ：1989 。该非等效采用的方式：“国家标准与相应国际标准在技术内容和文本结构上不同，同时它们之间的差异也没有清楚地被标识”。
• “ 非等效”程度不属于采用国际标准，但在“前言”中列出了与 IEC 标准的主要技术差异，便于我们解读本标准与对应的 IEC标准，体验“非等效”的实质内容。
GB/T 3048.8宣讲（一）• 将“工频交流电压”的“工频”两字删去；因工频是一定频率的交流量 , 概念应准确。
• 修改为“试验电压应为频率（ 49 ～ 61）Hz 的交流电源，通常称为工频试验电压。”现场试验规定为（ 20 ～300） Hz 。
• 对串联谐振回路作了修改和完善：“通过改变回路参数或电源频率，就能够把回路调整到谐振 ,即又认可了调频式工频串联谐振 , 可以用在实验室内 , 应引起充分关注。
GB/T 3048.8宣讲（二）• 增加注释 “如果诸谐波的方均根（有效）值不大于基波的方均根值的 5％，则认为满足上述对电压波形的要求”；增加注释“容许偏差为规定值与实测值之间允许的差值。它与测量误差不同，测量误差是指测量值与真值之差”。
• 补充 “试验回路的电压应稳定，不受各种泄漏电流的影响。试样的非破坏性放电不应使试验电压有明显的降低，以至影响试样破坏性放电时的电压测量”。
GB/T 3048.8宣讲（三）• 定义“试验电压值”和 “总不确定度 e”。• 将试验电压测量规范“用 GB/T 16927.2
规定认可的测量装置进行测量”和 “用认可的测量装置校准未认可的测量装置” , 将IEC 规定与 GB/T 16927.2 有机地柔和在一起。
• 电压的测量“…或用符合 GB/T 311.6 的球隙进行测量…通常可用不低于 50％的试验电压值外推”。这是高压测试技术中很经典方法 , 通常采用带试样进行校验 , 实施测量。
GB/T 3048.8宣讲（四）• 增加“可采用脱离子水终端，也可采用其他型式的试验终端” ;“应采用特殊方法制备矿物绝缘电缆试样 , 以避免影响电缆端头的密封…从而导致试样击穿造成误判断” ;
• 增加 - 试验中如发生异常现象 , 应判断是否属于“假击穿”。假击穿现象应予排除 , 并重新试验。只有当试样不可能再次耐受相同电压值的试验时 , 则应认为试样已击穿。
GB/T 3048.8宣讲（五）• 应按下列规定接线方式接线……但必须保证试样每一线芯与其相邻线芯之间 ,至少经受一次按产品标准规定的工频电压试验。
• 补充“注：多芯电缆中心的一根线芯（或诸线芯）作为第一层 ; 如有金属套（屏蔽）或铠装作为最后一层 , 试验时应接地” , 并将原标准不确切的表述“相邻层间”删去。
• 增加“试样的逐级击穿试验 , 可由供需双方商定每级升压的数值和耐受时间。推荐每级耐受时间至少 5min”。
“ 不论采用那一种方式都应满足试样试验所需的电压和电容电流的要求” I=U0ωC
电压等级
8.7/10kV 26/35kV 63/110kV 127/220kV
截面mm2
电容μF/km
电流A/km
电容μF/km
电流A/km
电容μF/km
电流A/km
电容μF/km
电流A/km
240 0.3439 0.94 0.180
5 1.47 0.129 2.59 － －
300 0.3755 1.03 0.194
5 1.59 0.139 2.79 － －
400 0.4213 1.15 0.214
6 1.75 0.156 3.13 0.118 4.71
500 0.4613 1.26 0.232
1 1.90 0.169 3.40 0.124 4.94
630 0.5099 1.39 0.253
3 2.07 0.188 3.78 0.138 5.50
交联电力电缆的电容量
电压截面
18/30kV6/6,6/10k
V8.7/10,8.7/15
kV 26/35kV
μF/km A/km μF/km A/km μF/km A/km μF/km A/km
50 0.136 2.70 0.2367 1.34 0.1917 1.84 0.1150 2.35
70 0.151 2.98 0.2693 1.52 0.2167 2.08 0.1263 2.58
95 0.164 3.25 0.2999 1.70 0.2400 2.30 0.1368 2.79
120 0.176 3.48 0.3266 1.86 0.2603 2.49 0.1460 2.98
150 0.189 3.75 0.3570 2.02 0.2834 2.71 0.1563 3.19
185 0.203 4.01 0.3873 2.19 0.3123 2.99 0.1665 3.40
240 0.221 4.37 0.4290 2.42 0.3439 3.29 0.1805 3.68
300 0.239 4.72 0.4706 2.66 0.3755 3.60 0.1945 3.97
i=uωC ， u 分别取 3.5u0 、 3u0 、 3.5u0 、 2.5u0 。
从矢量图可看出，电容电流流过感抗产生容升现象，即 uAO＞ us ；所以，必须从高压侧直接测量，否则会引起较大测量误差。
图 1 ：等值图 图 2 ：矢量图
GB/T 3048.8宣讲（六）• 在引出三种基本测量方法前 ,增加限制词
“对于电力电缆的例行试验”，这种表述技术定位准确。
• 参照 GB/T 16927.2 ，首次定格为“总不确定度应在 ±3％范围内”。
• 修改为“分压器…测量有效值时应接至准确度达 0.5级的低压读出装置 ;测量峰值时应接至不确定度不超过 ±1％的低压读出仪器”
· C－试样电容； L－可调电感； R－回路等值电阻（包括可调电抗器和馈电变压器的损耗、高压导线的电晕损耗和试样介 质 损 耗 ，脱离子水终端的损耗等）
· 谐振条件： ωL＝ 1/ωC· 回路品质因数： Q ＝ ωL/R ；
串联谐振试验系统特点 • 馈电变压器和调压器的设备容量小，可减小 Q倍，大大减少进线功率。
• 串联谐振装置所输出的电压波形较好。 • 试品击穿时，则失去了谐振条件，这时没
有过电压、过电流，回路不用保护电阻。• 串联谐振设备对于试样的局部放电试验，
介质损耗试验具有较佳的功能。• 进行外绝缘的湿闪及污闪试验有弊端。
国外工频串联谐振试验装置• 1940 年 ,英国的 Ferranti 和挪威电缆厂才联合将这种认识变成一个实际的方案 , 在1950 年最终建成一个 600kV 、 2400kVA的串联谐振试验装置 ;美国有一套300kV 、 24000kVA串联谐振系统 ,供给345kV 以下电缆进行负荷周期试验 ;英国采用两台 400kV 试验变压器 (谐振系统 ),谐振电抗器放在主变压器的油箱内 ;英国电缆公司采用两台 300kV 试验变压器串接 , 试验回路采用串联谐振系统 ,由 11kV电源进线 , 其电抗器变化范围为 40 ： 1 。
Siemens柏林电力电缆厂
我国工频串联谐振试验装置• 上海电缆研究所于 60 年代，完成了工频串联谐振回路模拟试验；
• 70 年代，电缆所的三套试验装置：2×250kV 、 1A（研制）； 150kV/25kVA ； 3×500kV 、 4A（沈变）工频串联谐振装置；
• 我国的串联谐振试验装置，是本人应烟台电缆厂的要求，由营口特种变压器厂研制，属第二代产品，基本达到国外水平。
GB/T 3048.8宣讲（七）• 图 A1 中将原标准的升压变压器低压侧加可调电抗器结构用高压可调电抗器代替。这一新技术的采用，使回路的 Q值由前版标准的“ Q＞ 12”，提高到本次修订的“ Q＞ 30”。
• 为满足短段试样进行型式试验且采用脱离子水终端时 ,回路的 Q值将大大降低 , 为此 ,选择的馈电变压器应具有足够的电压输出。
• 体现了“充分考虑最新技术水平”的要求。
火 花 试 验• 定义：电缆通过周围电极时该电极对其施加试验电压的一种绝缘试验。
• 火花试验是特殊的耐压试验，其试验电源为变压器或直流设备，其试样为绝缘线芯或挤出护套。
• 火花试验是现场进行的，对操作人员的安全保护特别重要 ，标准中特别列有“保护电极”和“安全保护连锁装置”两节。
• 探讨水试和干试 的等效性，有不同的结论。
火花试验的发展历程 • 从 30 年代中期起 , 首先有工频火花试验机出现且英国颁布了标准 ,确认工频干试可作为水试的替代方法 ;60 年代中后期 ,经研究证实火花检验可采用高频或脉冲波。其中脉冲火花检验被美国“全国电气制造者协会” 所采纳 , 以代替浸水耐压试验。 1968 年 ,UL 同意对有标示的产品使用高频火花检验 (3kHZ) 。 1976 年加拿大标准学会采纳了 3kHZ 火花检验 , 并且很快把这一方法扩展到线、缆工业。
• IEC 62230, 有工频、直流、脉冲和高频电源。
我国的火花试验标准制定
• 最早是 GB 3048.10-82“挤出防蚀护套火花试验”。接着 GB 3048.9-83 “绝缘线芯工频火花试验”标准问世。我国电缆行业中使用最多是工频火花试验机。
• 为了研制并推广直流火花试验机，我们又制定了 GB/T 3048.15-1992“绝缘线芯直流火花试验”。
• 根据 GB/T1.2-2002 的规定，将 .9 和 .15合并纳入 GB/T 3048.9“绝缘线芯火花试验”。
GB/T 3048.9宣讲（一）• 在第 1章“范围”中删除了包含要求的部
分；• 根据 GB/T 1.1“ 范围不应包含要求”的规
定，将“执行电线电缆产品标准时，可采用直流火花试验替代工频火花试验”删除；将“试验环境的相对湿度宜保持在85％以下”删除。因为现场进行是不可能控制。
• 第 2章“规范性引用文件”补充了相关标准；
• 增加了第 3章“术语和定义”。
GB/T 3048.9宣讲（二）• 修改了对直流高压电源脉动的规定：• “脉动因数不大于 5％的直流电压” , 修
改为“其峰值对峰值应不超过直流电压的5％范围” , 这两种规定相差一倍 ,敬请关注。
• 增加第 9章“试验记录”……；• 对于被试绝缘线芯每点通过工频和直流电极的最短时间的规定置于两项，并根据 BS 5099增加了相应的注释”。
GB/T 3048.9宣讲（三）• 在第 6章“试验程序”中将试验电压由规
定值改为推荐值；• 为与系列标准的结构协调统一，将前版标
准 .9 和 .15 的“试验前准备”和“试验电压”两章纳入新版第 6章“试验程序”。
• 本次修订将前版标准 .9 和 .15 的试验电压，统一整合为新版标准的表 1 。由于试验电压是很重要的参数，一般试验电压应在产品标准中规定，所以表 1给出的试验电压值改为推荐值，敬请关注。
GB/T 3048.10宣讲（一）
• 补充了相关标准；增加了“术语和定义”、“试验设备的校准”；增加 “试验记录”；
• 将标准名称“挤出防蚀护套火花试验”中“防蚀”两字删除，因其作用是从外部保护电缆。只有包覆在铝套（或铝丝）外面的护套，才具有“防蚀”的作用。
• 对于高压电缆的绝缘型护套， IEC 60229采用直流耐压试验，不认定火花试验。
GB/T 3048.10宣讲（二）
• 在第 4章“试验设备”中删除了高频火花试验机；在第 6章“试验程序”中删除了高频火花机的相关规定；
• 鉴于在 GB/T 2952.1-89 已将高频火花机的相关内容删除；所以，新版标准在第4章、第 6章共三处删除了高频火花机及相关规定。
• 高频火花机最大的优点，是走线的速度很快，但应解决设备认可的问题。
GB/T 3048.10宣讲（三）
• 第 6.2 条规定：“当采用直流火花试验机进行试验时，被试电缆金属套或铠装一般应与直流电源的负极相连接。”这样正好与 .9 “ 电源的正极性应接地，负极……与试验电极相连” 。对直流设备的极性要求相反。
• 鉴于 .9 的规定是参照 BS 5099 要求，而 .10 的规定是参照 IEC 60229 的要求，都不宜更改。故新版标准表述中采用“一般”两字，以便在标准实施时可权宜运作。
BS 5099 ： 1992简介• 明确规定“高频或脉冲火花机是用于检测额定电压 0.6/1 kV 以下的电线电缆”；
• 增加了高频电源和脉冲电源；并补充了高频和脉冲火花试验电压值；在“附录B1”高频火花机的“灵敏度测试”中，明确火花间隙短路状态下的稳态电流不超过600μA ；
• 在“附录 C”中，补充了火花试验效果的检定程序；在“附录 D”中，规范了人工击穿装置所用的针。
UL 标准有关火花试验简介• 对灵敏度并无要求；• 规定了高压交流火花试验电压值； • 电极长度不作规定，但电线穿过电极的速
度应保证电线上任何一点与电极的接触时间总共不小于 18 个电源电压的正负峰值。使用下列公式确定电线最大允许通过速度：
(m/min)=(1/150)×频率（ Hz）× 电极长度（mm）。
高频火花试验机探讨• 标准修改时，要求增加高频火花试验的内
容，以便于产品的认证工作，引起关注：• 随着科学技术的不断进步和发展，电线生
产设备的自动化程度不断提高，挤出机的自动温度控制、激光测厚仪的绝缘厚度测定与放线速度的自动调整、自动放线轮的快速自动切换、收线轮的自动切换和贮存、电线张力自动控制和调整等的应用，使得电线的生产速度大幅提高至 1000m/min以上，也极大地促进高频火花机的应用。
火花试验标准修改的遗憾
• 涉及到高频火花机有两个标准，即 BS 和UL ：
• 其中试验电压值、允许走线的速度有差异；• 特别是 BS 标准要求灵敏度为
600μA ， UL 标准对此无要求； • 高频火花机尚无检定的完善手段和标准。 • 高频火花机和试验方法的制定，目前的条件还不成熟，所以新版标准暂不增加高频火花试验，这是比较遗憾的一件事。
IEC 62230 ： 2006简介• IEC 60230 ： 06 《电缆火花试验的试验
方法》• 认可了交流、直流、高频和脉冲四种电
源。推荐的试验电压，与 BS 标准有较大的差异。
• 试验电压的变化 (IEC与 GB/T), 以交流电压 (kV) 为例 :1)0.26-0.50档 ,5→4 ；2)0.76-1.00档 ,7→6 ； 3)1.76-2.00档 ,13→15 ； 4)2.26-2.50档 ,16→20 ；5)2.51-2.75档 ,17→25 ； 6)2.76-3.00档 ,19→25 ；
电性能试验的无穷魅力（一）• 85 版引用了相应的 GB 3048-83 。但
97 版起有了 .2“ 试验方法”分标准，其中包括 4 项电性能试验项目。
• 导体电阻试验的公式，仅考虑铜导体。• 试样的处理很简单，不像 GB/T 3048那样复杂。但应作第二电极，如浸入水中。
• 新版 GB/T 3048 采用 GB/T 5013.2“温度 90℃ 以上的电缆绝缘电阻”试验方法。
电性能试验的无穷魅力（二）• GB/T5441 规定了通信电缆重要电气参数
的试验方法，仅 .2 “工作电容试验 电桥法”可用于电力电缆检测。
• .2“规定：测试频率为 800 ～ 1000Hz ，采用对称电桥或交流电桥。
• GB 11017-89 规定，电容试验按 GB 3048.11检测，即采用高压电桥法。
• 船用电力电缆等有“浸水电容试验”，用电容的变化来考核绝缘的吸水程度。
电性能试验的无穷魅力（三）• 电缆采用多种屏蔽结构的方式，但屏蔽效果的试验方法，还需开展研究工作 :
• GB 9330 用屏蔽结构来保证，没有检验项目。
• “理想屏蔽系数试验”采用工频试验方法。
• 上缆所等提出的“高压变电站用屏蔽型性能试验方法”，采用冲击电压的试验方法。
• GB/T 5023检测“屏蔽电缆转移阻抗” 。• 变频电缆的屏蔽效果 ,没有成熟的试验方
法。
电性能试验的无穷魅力（四）• GB/T 4074 涉及 : 击穿电压、漆膜连续
性、介质损耗系数三个电性能试验方法。• 标准规定“在规定的频率下能测量电容分量和电阻分量 ( 阻抗测试仪 ),由此测得介质损耗系数”，这种方法是有一定难度。
• GB 6109 规定：介质损耗角正切在约1MHz 下测量，或在不能测量的场合，可用测量失重代替。据悉，该测试设备还没有解决。
电性能试验的无穷魅力（五）• 原材料的电气性能试验 ,除 GB/T 3048.2(.3)外 ,还有 GB/T 1408.1-1999 等测试四大参数。
• GB/T 1408 不同版本 , 规定的试验电极有变化 ,即大、小电极 , 对击穿电压值有影响。
• 塑料绝缘材料的电气性能试验，一般都是采用试片。所以，第一步是按规范进行压片，精心制作试片。还有一种方法是放样，即制成小线来做试验，这也是允许的。
电性能试验的无穷魅力（六）• GB 766-65 ：取消了保护电阻、采用电压互感器测量，允许用静电电压表直接测量试验电压值。
• GB/T 3333- 规定：保护电阻值以电压每伏 (0.2 ～ 0.5）Ω 。
• GB/T 4074- 规定：试验设备容量能保证输出 5mA 电流时的最大电压降为 2％；泄漏电流检测回路，电流达 5mA 及以上时动作。
电性能试验的无穷魅力（七）• GJB 17.2 包括电压、高温电压、脉冲电
压、表面电阻四个电性能试验方法。• 通路指示的要点 :a)取长约 150mm 的绝缘
电线 , 一端绝缘剥去 ;b) 将削去绝缘的一端接试验高压，另一端作为探头浸入水溶液 ;c) 在探头和试验溶液间施加电压 , 电压值为不大于规定的试验电压的一半时 ,整个试验系统应出现通路报警 ,否则不符合灵敏度要求。
交流电压试验升压方式探讨
• 我们注意到， MH/T 6049-2008 《机场助航灯光回路用埋地电缆》中的交流电压试验，既没有引用 GB/T 3048 ，也没有引用IEC 60060 ，而是用了下面的表述：
• 试验电压施加在导体和金属屏蔽之间，从开始施加电压到规定电压，应匀速升压，在 10s内不超过 1.8kV ， 60s内升高至18kV 。试验电压持续时间为 5min ，绝缘应无击穿。
电性能试验的无穷魅力（八）• GB 765-65 ：电压应均匀逐渐上升至所规
定的试验电压值，总的升压时间不超过 1分钟。
• GB/T 1408 ：升压方式分为 -短时（快速）、 20s逐级升压、慢速升压、 60s逐级升压、很慢速升压；
• GB/T 16927 ：当电压高于 75％U 时以2％U/s 的速率上升； GB/T 17627当施加电压高于超过 75％电压后，只要以每秒约 5％试验电压的速率升压。 GB/T 3048 的规定和修订。
GB/T 3048-2007勘误表（一）
• 新标准的制定是一件很细致的工作 ,既有文字上编辑性修改 ,又有技术上实质性的修改，稍不留心 ,就会有错误产生。
• 勘误表是独家编辑的资料 ,鉴于本人是该系列标准的主要修改者 ,深刻了解标准修改过程所的涉及技术考虑、遗留问题、文字编辑等。所以 , 对已颁布的新标准再校对一遍 , 重温标准制定的历程 ,力求精益求精。
GB/T 3048-2007勘误表（二）
• 统一性：在每项标准或系列标准内，标准的结构、文体和术语应保持一致……相同的条款应使用相同的措辞来表述。
• 规范了用顿号“、”代替逗号“，”；将“中”字后的逗号“，”删除；“铜针”改为“钢针” ;“行试验” 为“进行试验”。
• 两处实为“ 1994 年版无” , 这涉及标准的解读。“检定”统一改为“校准” , 这也与 .1 相一致。“改动” 统一表述为“修改”。
GB/T 3048-2007勘误表（三）
• 在每项标准或系列标准内，某一给定概念应使用相同的术语。“工频交流”修改为“交流” ,删除“工频”两字。工频就是一定频率的交流，的概念重复了。
• “防蚀护套”的概念不到位。只有包覆在铝套外面的护套 ,才具有“防蚀”的作用 ,故删除。在修改过程中 ,曾打算将 .10 分标准删除。新版本虽然将标准的名称修改了，但内容中有 6处未将“防蚀”两字删除。
GB/T 3048-2007勘误表（四）
• . 2 的 1994 年版第 6章仅对应本版的第 7章 ,故应将“附录 D”删除 ; 增加了附录D“……技术条件 ” (1994 年版无；本版的附录 D) 。
• 考虑到系列标准的统一性 ,. 2 分标准也应增加三段表述 , 来表述附录B 、附录 C 、附录 D 。
• 根据引用文件应与文本中表述完全一致的原则； .12 “宜符合 JB/T 7088 的规定” ,但在引用文件中却找不到 , 这是很大的失误。
修改标准的遗憾• 标准的修改是一项遗憾的工作 ,确是如此。
这次是本人主动提出进行标准的修订工作，虽然留下一些遗憾 ,但还是值得的。
• …… 对于两芯及以上成品电线电缆的导体电阻测量 , 单臂电桥两夹头或双臂电桥的一对电位夹头应在长度测量的实际标线处与被测试样相连接 ;“对于两芯及以上成品电线电缆” , 修改为“对于成盘电线电缆”。
