供电线缆高分子材料绝缘寿命的实验方法与解析的制作方法
【专利摘要】本发明提供供电线缆高分子材料绝缘寿命的实验方法与解析，包括：将待测电缆称重；确定电缆的失效指标，所述失效指标为：电缆失重10％即为失效；在热重分析仪中，测量不同加热速率下，待测电缆失效时的绝对温度；根据热解动力学反应速率方程及Amhenius方程，建立电缆在服役温度条件下的服役寿命t与服役温度T的对应函数关系式，即得电缆在服役温度T条件下的服役寿命t；所述电缆为高分子绝缘材料。使用本发明的实验方法可将寿命实验具体化，通过建立与解析t与T的对应函数关系式，可求出电缆在服役温度条件下的服役寿命。这对正确评估与预测线路的老化和寿命问题，避免引发电路火灾，保障国家和人民的生命财产安全都是至关重要的。
【专利说明】
供电线缆高分子材料绝缘寿命的实验方法与解析
技术领域
[0001]本发明属于绝缘寿命的实验与解析领域，尤其涉及供电线缆高分子材料绝缘寿命的实验方法与解析。
【背景技术】
[0002]现在家庭、办公、宾馆、娱乐、车间等场所，所使用的灯光、家电、办公设备、生产设施等用电设施越来越多，负荷容量也越来越大，因此所使用的供电线路也就越来越多。长期以来供电线路的老化和寿命问题因无法实施正确的评估，以致不能准确知道哪些线路已老化，使用寿命已终结，必须更换新的线缆。否则，就可能引起击穿短路，甚至引发电路火灾。到目前为止，已发生多起因线缆老化而引发的火灾。所以，线缆老化寿命实验必须高度重视，这对保障国家和人民的生命财产安全是至关重要的。
[0003]目前绝缘材料热老化寿命的预测评估方法有两类:常规法和基于分析法的快速评定法。常规法应用已经成熟，但实验周期长。快速评定法已提出了 40多年，虽仍无法从理论上建立分析法所提供的信息和材料功能性失效之间的关系，以及缺少大量的重复性实践证明。但已成功地用在了一些高分子材料的寿命评估中。
[0004]刘立辉在《电缆热老化寿命预测》一文中，通过建立电缆热老化寿命与载流量的函数关系，为电流致热型电缆火灾的防治提供了基础数据。但由于其采用DSC作为分析仪器，实验过程中高分子材料出现了分解，热分解析出的碳等物质会严重污染DSC的检测器。另一方面，碳等污染物需1000°C的左右的高温才能将其净化烧掉，而DSC又不能加高温将其烧掉，因所有真正的DSC的最高使用温度都不会超过700°C，能超过的其原理就不是DSC了。所以，做完第一次试验后，后面3次或4次试验的试验数据就不准确，就失去了使用价值，故DSC不能用于评价高分子材料的热稳定性，即不能用于绝缘材料的热老化寿命的预测。
【发明内容】
[0005]为了克服上述不足，本发明提供一种方法简单、计算简便的实验方法与解析。实验方法简单、数据可靠，解析方便。使用本发明的实验方法可将寿命实验具体化，通过建立与解析t与T的对应函数关系式，可求出电缆在服役温度条件下的服役寿命。这对正确评估与预测线路的老化和寿命问题，避免引发电路火灾，保障国家和人民的生命财产安全都是至关重要的。
[0006]实现快速评定法的关键在于建立检测数据和绝缘材料的失效指标之间的联系。现有的高分子绝缘材料的性质主要取决于增塑剂和热稳定剂的含量。发明人研究发现:高分子绝缘材料这两样组分的含量约在20% (—般为16%?24% )。加热时，它们先挥发或分解，当它们的失重量达到50%时，电缆失效。为此，发明人将电缆失效指标设定为电缆失重10%。进一步实验论证表明:设定的“电缆失效指标是指电缆失重10%即为失效”与高分子绝缘材料中增塑剂和热稳定剂的失重量达到50%相符，因此，本发明基于这一发现提出了一种简单、准确的供电线缆高分子材料绝缘寿命的实验与解析方法。
[0007]为实现上述目的，本发明采用下述技术方案:
[0008]—种供电线缆高分子材料绝缘寿命的实验与解析方法，包括:
[0009]将待测电缆称重；
[0010]确定电缆的失效指标，所述失效指标为:电缆失重10%即为失效；
[0011]在热重分析仪中，测量不同加热速率下，待测电缆失效时的绝对温度；
[0012]根据热解动力学反应速率方程及Amhenius方程，建立电缆在服役温度条件下的服役寿命t与服役温度T的对应函数关系式，即得电缆在服役温度T条件下的服役寿命t;
[0013]所述电缆为高分子绝缘材料，其中，增塑剂和热稳定剂的总含量为16%?24%。
[0014]为了叙述方便，本发明中将“供电线缆”简称为“电缆”。
[0015]优选的，所述热重分析仪是指带有微商的热重分析仪。评价绝缘材料包括医用药品的热稳定性必须使用热重分析仪(TG)或带有微分的热重分析仪(DTG)，在其热重曲线上开始出现失重，即重量开始减轻的温度，就是材料开始热分解的温度。
[0016]优选的，所述不同加热速率至少分为3组，各组加热速率成等差数列。
[0017]更优选的，所述等差数列的公差为5°C/min。
[0018]优选的，所述“建立电缆在服役温度条件下的服役寿命t与服役温度T的对应函数关系式”的具体步骤，包括:
[00?9 ] 根据Doy I e-Qzawa法求得分解激活能ΛΕ ；
[0020] 根据寿命时间(t)方程的一般式为:t = _ln( l_a)eAE/RT/A，式中a = w/ws，A = [eAE/RT/(w总-w) ]dw/dt;其中w为失重10%时的失重量;w总为全部燃烧完时的失重量;dw/dt为与10%时的失重点相对应的微商值;R为空气常数，且等于8.SHJmor1Ir1;在A= [eAE/RT/(w总-w) ] dw/dt式中，T为失重10%处的绝对温度；
[0021 ]求得t与T的对应函数关系；即得电缆在服役温度T条件下的服役寿命t。
[0022]更优选的，所述分解激活能ΛΕ的求解步骤为:
[0023]以实验数据作图，即用IgO对1/T作图得一直线，求解是令直线斜率等于-0.4567ΔΕ/R，从而求得分解激活能ΛΕ。
[0024]本发明还提供了一种供电线缆高分子材料绝缘寿命的实验与解析装置，包括:
[0025]线缆称重装置，用于称量待测高分子绝缘电缆的重量；
[0026]热重分析仪，用于采集不同加热速率下，待测高分子绝缘电缆失效时的绝对温度；所述失效是指:线缆失重10%;
[0027]处理器，用于将检测到的各组绝对温度和相应的线缆重量，根据热解动力学反应速率方程及Amhenius方程，建立电缆在服役温度条件下的服役寿命t与服役温度T的对应函数关系式，即得电缆在服役温度T条件下的服役寿命t;
[0028]所述电缆为高分子绝缘材料，其中，增塑剂和热稳定剂的总含量为16%?24%。
[0029]优选的，所述“建立电缆在服役温度条件下的服役寿命t与服役温度T的对应函数关系式”的具体步骤，包括:
[°03°] 根据Doy Ie-Qzawa法求得分解激活能ΛΕ ；
[0031 ] 根据寿命时间(t)方程的一般式为:t = _ln( l_a)eAE/RT/A，式中a = w/w总，A = [eAE/RT/(w总-w) ]dw/dt;其中w为失重10%时的失重量;w总为全部燃烧完时的失重量;dw/dt为与10%时的失重点相对应的微商值;R为空气常数，且等于8.SHJmor1Ir1;在A= [eAE/RT/(W总-W) ] dw/dt式中，T为失重10%处的绝对温度；
[0032]求得t与T的对应函数关系；即得电缆在服役温度T条件下的服役寿命t。
[0033]更优选的，所述分解激活能ΛΕ的求解步骤为:
[0034]以实验数据作图，即用IgO对1/T作图得一直线，求解是令直线斜率等于-0.4567ΔΕ/R，从而求得分解激活能ΛΕ。
[0035]本发明的核心价值在于:将高分子绝缘材料失效指标应用于检测高分子绝缘电缆的服役寿，通过给定失效指标(即:电缆失重10%即为失效)，实现了对高分子绝缘材料热老化方程的有效求解。
[0036]本发明还提供了一种较优的供电线缆高分子材料绝缘寿命的实验方法与解析，包括以下步骤:
[0037]第一步，称取线缆高分子材料；
[0038]第二步，将样品放入热分析仪，按设定程序加热实验；
[0039]第三步，确定电缆失效指标；
[0040]第四步，按第三步确定的失效指标在热重曲线上截取实验数据；
[0041 ]第五步，以实验数据作图，求解；
[0042]第六步，建立寿命时间方程，并解析计算。
[0043]第七步，计算电缆服役温度条件下的寿命。
[0044]所述第一步所述的称取，即称取5份线缆高分子材料，其质量均相等，且最多不超过1mg0
[0045]所述第二步所述的样品放入是指分5次放入，热分析仪是指带有微商的热重分析仪(0了6)，并分别按设定加热程序5°(:/1^11、10°(:/1^11、15°(:/1^11、20°(:/1^11、25°(:/1^11的加热速率Φ进行加热实验，直至失重终了。
[0046]所述第三步所述的电缆失效指标是指电缆失重10%即为失效，或根据实际而设定。
[0047]所述第四步中所述的按第三步确定的失效指标在热重曲线上截取实验数据，即在失重为10%的地方对应5°(:/11^11、10°(:/11^11、15°(:/11^11、20°(:/11^11、25°(:/11^11的5条加热曲线分别截取5个对应的绝对温度T。
[0048]所述第五步中所述的以实验数据作图，即用IgO对1/T作图得一直线，求解是令直线斜率等于-0.4567AE/R，从而求得ΛΕ值。
[0049]所述第六步中所述的寿命时间(t)方程的一般式为:t= -ln(l-a)eAE/RT/A，式中α=w/w总,A= [eAE/RT/(w^-w) ]dw/dt.其中w为失重10%时的失重量;*总为全部燃烧完时的失重量;dw/dt为与10%时的失重点相对应的微商值;R为空气常数，且等于8.SHJmor1Ir1;在A=[eAE/RT/(w@_w)]dw/dt式中，τ为失重10%处的绝对温度。由这些实验数据可以求出(1和八的具体数值。再将α、A、ΔE、R代入t = -ln(l-α)eΛE/RT/A，就可得到t与T的对应函数关系式。
[0050]所述第七步中所述计算电缆服役温度条件下的寿命，即令T等于电缆的服役温度(绝对温度)，并代入t与T的对应函数关系式，就可计算出电缆在服役温度条件下的服役寿命O
[0051 ]质量相同的样品，在分别以5°(^/111；[11、10°(^/111；[11、15°(^/111；[11、20°(^/111；[11、25°(^/111；[11的加热速度进行加热实验后，可以得到5条热重曲线，在失重均为10 %的地方分别截取，可得5个对应的绝对温度T。以lg?对1/T作图，通过直线斜率即可求得分解激活能。建立并解析t与T的对应函数关系式，然后将电缆的服役温度(绝对温度)代入t与T的对应函数关系式，就可计算出电缆的服役寿命。
[0052]本发明的有益效果
[0053](I)本发明提供一种方法简单、计算简便的实验方法与解析。实验方法简单、数据可靠，解析方便。使用本发明的实验方法可将寿命实验具体化，通过建立与解析t与T的对应函数关系式，可求出电缆在服役温度条件下的服役寿命。这对正确评估与预测线路的老化和寿命问题，避免引发电路火灾，保障国家和人民的生命财产安全都是至关重要的。
[0054](2)本发明的核心价值在于:将高分子绝缘材料失效指标应用于检测高分子绝缘电缆的服役寿，通过给定失效指标(即:电缆失重10%即为失效)，实现了对高分子绝缘材料热老化方程的有效求解。
[0055](3)本发明与常规法相比，实验周期短。亦为24年前的老标准(GB/T13464-92《物质热稳定性的热分析方法》)的修订提供了修订依据。
[0056](4)本发明的解析方法步骤简单、操作方便、实用性强，能够满足实际使用中电缆寿命的预测要求。
【具体实施方式】
[0057]以下通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解:
[0058]实施例1:
[0059]供电线缆高分子材料绝缘寿命的实验方法与解析，包括以下步骤:
[0060]第一步，称取线缆高分子材料，所述高分子材料为交联聚乙烯；
[0061]第二步，将样品放入热分析仪，按设定程序加热实验；
[0062]第三步，确定电缆失效指标；
[0063]第四步，按第三步确定的失效指标在热重曲线上截取实验数据；
[0064]第五步，以实验数据作图，求解；
[0065]第六步，建立寿命时间方程，并解析计算。
[0066]第七步，计算电缆服役温度条件下的寿命。
[0067]所述第一步所述的称取，即称取5份线缆高分子材料，其质量均等于7mg。
[0068]所述第二步所述的样品放入是指分5次放入，热分析仪是指带有微商的热重分析仪(0了6)，并分别按设定加热程序5°(:/1^11、10°(:/1^11、15°(:/1^11、20°(:/1^11、25°(:/1^11的加热速率Φ进行加热实验，直至失重终了。
[0069]所述第三步所述电缆失效指标是指电缆失重10%即为失效，或根据实际而设定。
[0070]所述第四步中所述的按第三步确定的失效指标在热重曲线上截取实验数据，即在失重为10%的地方对应5°(:/11^11、10°(:/11^11、15°(:/11^11、20°(:/11^11、25°(:/11^11的5条加热曲线分别截取5个对应的绝对温度T。
[0071]所述第五步中所述的以实验数据作图，即用IgO对1/T作图得一直线，求解是令直线斜率等于-0.4567 Δ E/R，从而求得Δ E值。
[0072]所述第六步中所述的寿命时间(t)方程的一般式为:t= -ln(l-a)eAE/RT/A，式中α=w/w总,A= [eAE/RT/(W^-W) ]dw/dt.其中w为失重1%时的失重量;*总为全部燃烧完时的失重量;dw/dt为与10%时的失重点相对应的微商值;R为空气常数，且等于8.SHJmor1Ir1;在A=[eAE/RT/(w@_w)]dw/dt式中，τ为失重10%处的绝对温度。由这些实验数据可以求出(1和八的具体数值。再将α、A、ΔE、R代入t = -ln(l-α)eΛE/RT/A，就可得到t与T的对应函数关系式。
[0073]所述第七步中所述计算电缆服役温度条件下的寿命，即令T等于电缆的服役温度(绝对温度)，并代入t与T的对应函数关系式lgt = -10.865+5391/T。
[0074]实施例2:
[0075]供电线缆高分子材料绝缘寿命的实验方法与解析，包括以下步骤:
[0076]第一步，称取线缆高分子材料，所述高分子材料为聚酰亚胺；
[0077]第二步，将样品放入热分析仪，按设定程序加热实验；
[0078]第三步，确定电缆失效指标；
[0079]第四步，按第三步确定的失效指标在热重曲线上截取实验数据；
[0080]第五步，以实验数据作图，求解；
[0081 ]第六步，建立寿命时间方程，并解析计算。
[0082]第七步，计算电缆服役温度条件下的寿命。
[0083]所述第一步所述的称取，即称取5份线缆高分子材料，其质量均等于8mg。
[0084]所述第二步所述的样品放入是指分5次放入，热分析仪是指带有微商的热重分析仪(0了6)，并分别按设定加热程序5°(:/1^11、10°(:/1^11、15°(:/1^11、20°(:/1^11、25°(:/1^11的加热速率Φ进行加热实验，直至失重终了。
[0085]所述第三步所述电缆失效指标是指电缆失重10%即为失效，或根据实际而设定。
[0086]所述第四步中所述的按第三步确定的失效指标在热重曲线上截取实验数据，即在失重为10%的地方对应5°(:/11^11、10°(:/11^11、15°(:/11^11、20°(:/11^11、25°(:/11^11的5条加热曲线分别截取5个对应的绝对温度T。
[0087]所述第五步中所述的以实验数据作图，即用IgO对1/T作图得一直线，求解是令直线斜率等于-0.4567 Δ E/R，从而求得Δ E值。
[0088]所述第六步中所述的寿命时间(t)方程的一般式为:t= -ln(l_a)eAE/RT/A，式中a=w/w总,A= [eAE/RT/(w^-w) ]dw/dt.其中w为失重10%时的失重量;*总为全部燃烧完时的失重量;dw/dt为与10%时的失重点相对应的微商值;R为空气常数，且等于8.SHJmor1Ir1;在A=[eAE/RT/(w@_w)]dw/dt式中，τ为失重10%处的绝对温度。由这些实验数据可以求出(1和八的具体数值。再将a、A、ΔE、R代入t = -ln(l-a)eΛE/RT/A，就可得到t与T的对应函数关系式。
[0089]所述第七步中所述计算电缆服役温度条件下的寿命，即令T等于电缆的服役温度(绝对温度)，并代入t与T的对应函数关系式lgt = -10.882+5382/T。
[0090]实施例3:
[0091]供电线缆高分子材料绝缘寿命的实验方法与解析，包括以下步骤:
[0092]第一步，称取线缆高分子材料，所述高分子材料为聚氯乙烯；
[0093]第二步，将样品放入热分析仪，按设定程序加热实验；
[0094]第三步，确定电缆失效指标；
[0095]第四步，按第三步确定的失效指标在热重曲线上截取实验数据；
[0096]第五步，以实验数据作图，求解；
[0097]第六步，建立寿命时间方程，并解析计算。
[0098]第七步，计算电缆服役温度条件下的寿命。
[0099]所述第一步所述的称取，即称取5份线缆高分子材料，其质量均等于9mg。
[0100]所述第二步所述的样品放入是指分5次放入，热分析仪是指带有微商的热重分析仪(0了6)，并分别按设定加热程序5°(:/1^11、10°(:/1^11、15°(:/1^11、20°(:/1^11、25°(:/1^11的加热速率Φ进行加热实验，直至失重终了。
[0101]所述第三步所述电缆失效指标是指电缆失重10%即为失效，或根据实际而设定。
[0102]所述第四步中所述的按第三步确定的失效指标在热重曲线上截取实验数据，即在失重为10%的地方对应5°(:/11^11、10°(:/11^11、15°(:/11^11、20°(:/11^11、25°(:/11^11的5条加热曲线分别截取5个对应的绝对温度T。
[0103]所述第五步中所述的以实验数据作图，即用IgO对1/T作图得一直线，求解是令直线斜率等于-0.4567 Δ E/R，从而求得Δ E值。
[0104]所述第六步中所述的寿命时间(t)方程的一般式为:t= -ln(l-a)eAE/RT/A，式中α=w/w总,A= [eAE/RT/(w^-w) ]dw/dt.其中w为失重10%时的失重量;*总为全部燃烧完时的失重量;dw/dt为与10%时的失重点相对应的微商值;R为空气常数，且等于8.SHJmor1Ir1;在A=[eAE/RT/(w@_w)]dw/dt式中，τ为失重10%处的绝对温度。由这些实验数据可以求出(1和八的具体数值。再将α、A、ΔE、R代入t = -ln(l-α)eΛE/RT/A，就可得到t与T的对应函数关系式。
[0105]所述第七步中所述计算电缆服役温度条件下的寿命，即令T等于电缆的服役温度(绝对温度)，并代入t与T的对应函数关系式Igt = -1l.111+5812/T。
[0106]实施例4:
[0107]供电线缆高分子材料绝缘寿命的实验方法与解析，包括以下步骤:
[0108]第一步，称取线缆高分子材料，所述高分子材料为有机硅树脂；
[0109]第二步，将样品放入热分析仪，按设定程序加热实验；
[0110]第三步，确定电缆失效指标；
[0111]第四步，按第三步确定的失效指标在热重曲线上截取实验数据；
[0112]第五步，以实验数据作图，求解；
[0113]第六步，建立寿命时间方程，并解析计算。
[0114]第七步，计算电缆服役温度条件下的寿命。
[0115]所述第一步所述的称取，即称取5份线缆高分子材料，其质量均等于10mg。
[0116]所述第二步所述的样品放入是指分5次放入，热分析仪是指带有微商的热重分析仪(0了6)，并分别按设定加热程序5°(:/1^11、10°(:/1^11、15°(:/1^11、20°(:/1^11、25°(:/1^11的加热速率Φ进行加热实验，直至失重终了。
[0117]所述第三步所述电缆失效指标是指电缆失重10%即为失效，或根据实际而设定。
[0118]所述第四步中所述的按第三步确定的失效指标在热重曲线上截取实验数据，即在失重为10%的地方对应5°(:/11^11、10°(:/11^11、15°(:/11^11、20°(:/11^11、25°(:/11^11的5条加热曲线分别截取5个对应的绝对温度T。
[0119]所述第五步中所述的以实验数据作图，即用lg?对1/T作图得一直线，求解是令直线斜率等于-0.4567 Δ E/R，从而求得Δ E值。
[0120]所述第六步中所述的寿命时间(t)方程的一般式为:t= -ln(l-a)eAE/RT/A，式中a=w/w总,A= [eAE/RT/(W^-W) ]dw/dt.其中w为失重1%时的失重量;*总为全部燃烧完时的失重量;dw/dt为与10%时的失重点相对应的微商值;R为空气常数，且等于8.SHJmor1Ir1;在A=[eAE/RT/(w@_w)]dw/dt式中，τ为失重10%处的绝对温度。由这些实验数据可以求出(1和八的具体数值。再将α、A、ΔE、R代入t = -ln(l-α)eΛE/RT/A，就可得到t与T的对应函数关系式。
[0121]所述第七步中所述计算电缆服役温度条件下的寿命，即令T等于电缆的服役温度(绝对温度)，并代入t与T的对应函数关系式lgt = -10.871+5394/T。
[0122]实施例5:
[0123]供电线缆高分子材料绝缘寿命的实验方法与解析，包括以下步骤:
[0124]第一步，称取线缆高分子材料，所述高分子材料为天然丁苯橡胶；
[0125]第二步，将样品放入热分析仪，按设定程序加热实验；
[0126]第三步，确定电缆失效指标；
[0127]第四步，按第三步确定的失效指标在热重曲线上截取实验数据；
[0128]第五步，以实验数据作图，求解；
[0129]第六步，建立寿命时间方程，并解析计算。
[0130]第七步，计算电缆服役温度条件下的寿命。
[0131]所述第一步所述的称取，即称取5份线缆高分子材料，其质量均等于10mg。
[0132]所述第二步所述的样品放入是指分5次放入，热分析仪是指带有微商的热重分析仪(0了6)，并分别按设定加热程序5°(:/1^11、10°(:/1^11、15°(:/1^11、20°(:/1^11、25°(:/1^11的加热速率Φ进行加热实验，直至失重终了。
[0133]所述第三步所述电缆失效指标是指电缆失重10%即为失效，或根据实际而设定。
[0134]所述第四步中所述的按第三步确定的失效指标在热重曲线上截取实验数据，即在失重为10%的地方对应5°(:/11^11、10°(:/11^11、15°(:/11^11、20°(:/11^11、25°(:/11^11的5条加热曲线分别截取5个对应的绝对温度T。
[0135]所述第五步中所述的以实验数据作图，即用IgO对1/T作图得一直线，求解是令直线斜率等于-0.4567 Δ E/R，从而求得Δ E值。
[0136]所述第六步中所述的寿命时间(t)方程的一般式为:t= -ln(l_a)eAE/RT/A，式中a=w/w总,A= [eAE/RT/(w^-w) ]dw/dt.其中w为失重10%时的失重量;*总为全部燃烧完时的失重量;dw/dt为与10%时的失重点相对应的微商值;R为空气常数，且等于8.SHJmor1Ir1;在A=[eAE/RT/(w@_w)]dw/dt式中，τ为失重10%处的绝对温度。由这些实验数据可以求出(1和八的具体数值。再将a、A、ΔE、R代入t = -ln(l-a)eΛE/RT/A，就可得到t与T的对应函数关系式。
[0137]所述第七步中所述计算电缆服役温度条件下的寿命，即令T等于电缆的服役温度(绝对温度)，并代入t与T的对应函数关系式lgt = -10.671+5344/T。
[0138]最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或调整仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1.一种供电线缆高分子材料绝缘寿命的实验与解析方法，其特征在于，包括: 将待测电缆称重； 确定电缆的失效指标，所述失效指标为:电缆失重10%即为失效； 在热重分析仪中，测量不同加热速率下，待测电缆失效时的绝对温度； 根据热解动力学反应速率方程及Amhenius方程，建立电缆在服役温度条件下的服役寿命t与服役温度T的对应函数关系式，即得电缆在服役温度T条件下的服役寿命t; 所述电缆为高分子绝缘材料，其中，增塑剂和热稳定剂的总含量为16%?24%。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热重分析仪是指带有微商的热重分析仪。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述不同加热速率至少分为3组，各组加热速率成等差数列。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述等差数列的公差为5°C/min。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述“建立电缆在服役温度条件下的服役寿命t与服役温度T的对应函数关系式”的具体步骤，包括: 根据Doyle-Qzawa法求得分解激活能Δ E; 根据寿命时间⑴方程的一般式为:t = -ln(l-a)eAE/RT/A，式中a=WA^，A=[eAE/RT/(w总-w)] dw/dt;其中w为失重10%时的失重量;w总为全部燃烧完时的失重量;dw/dt为与10%时的失重点相对应的微商值;R为空气常数，且等于8.SHJmor1Ir1;在A= [eAE/RT/(w总-w)]dw/dt式中，T为失重10%处的绝对温度； 求得t与T的对应函数关系；即得电缆在服役温度T条件下的服役寿命t。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述分解激活能△E的求解步骤为: 以实验数据作图，即用lg?对1/T作图得一直线，求解是令直线斜率等于-0.4567 Δ E/R，从而求得分解激活能A E。7.—种供电线缆高分子材料绝缘寿命的实验与解析装置，其特征在于，包括: 线缆称重装置，用于称量待测高分子绝缘电缆的重量； 热重分析仪，用于采集不同加热速率下，待测高分子绝缘电缆失效时的绝对温度;所述失效是指:线缆失重10% ； 处理器，用于将检测到的各组绝对温度和相应的线缆重量，根据热解动力学反应速率方程及Amhenius方程，建立电缆在服役温度条件下的服役寿命t与服役温度T的对应函数关系式，即得电缆在服役温度T条件下的服役寿命t; 所述电缆为高分子绝缘材料，其中，增塑剂和热稳定剂的总含量为16%?24%。8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述“建立电缆在服役温度条件下的服役寿命t与服役温度T的对应函数关系式”的具体步骤，包括: 根据Doyle-Qzawa法求得分解激活能Δ E; 根据寿命时间⑴方程的一般式为:t = -ln(l-a)eAE/RT/A，式中a=WA^，A=[eAE/RT/(w总-w)] dw/dt;其中w为失重10%时的失重量;w总为全部燃烧完时的失重量;dw/dt为与10%时的失重点相对应的微商值;R为空气常数，且等于8.SHJmor1Ir1;在A= [eAE/RT/(w总-w)]dw/dt式中，T为失重10%处的绝对温度； 求得t与T的对应函数关系；即得电缆在服役温度T条件下的服役寿命t。9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述分解激活能△E的求解步骤为: 以实验数据作图，即用lg?对1/T作图得一直线，求解是令直线斜率等于-0.4567 Δ E/R，从而求得分解激活能A E。10.材料失效指标是在检测高分子绝缘电缆服役寿命中的应用，其特征在于，所述失效指标为所述电缆失重10%即为失效。
【文档编号】G01N5/04GK105973745SQ201610281211
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】耿贵立, 白玉俊
【申请人】山东大学