ASTM D2220-17
Стандартные спецификации для изоляции из поли(винилхлорида) для проводов и кабелей, эксплуатация при температуре 75°C
- Стандартный №
- ASTM D2220-17
- Дата публикации
- 2017
- Разместил
- American Society for Testing and Materials (ASTM)
- состояние
- быть заменен
- ASTM D2220-21
- Последняя версия
- ASTM D2220-21
- сфера применения
-
Обзор стандарта и техническая база
ASTM D2220-17 — это стандарт спецификации для изоляции из поливинилхлорида (ПВХ) или сополимера винилхлорида-винилацетата, разработанный Американским обществом по испытаниям и материалам. Он специально предназначен для использования в силовых кабелях и кабелях управления, работающих при температуре до 75 °C. Первоначально разработанный в 1963 году, стандарт последний раз пересматривался в 2017 году, чтобы отразить последние разработки в технологии изоляции из ПВХ.
Область применения и ограничения
Настоящий стандарт четко определяет границы применения изоляции: при толщине 15 мил (0,38 мм) она ограничена напряжением до 300 В и использованием в сухих средах. При увеличении толщины до 30 мил диапазон применения расширяется до 600 В и как в сухих, так и влажных средах. Такая многоуровневая конструкция отражает внутреннюю взаимосвязь между толщиной изоляции и электрическими характеристиками.
Толщина изоляции Максимальное номинальное напряжение Среда использования Ограничения применения 15 мил (0,38 мм) 300 В Сухая среда Низковольтные цепи управления 30 мил (0,76 мм) 600 В Влажная и сухая среда Цепи управления питанием 45–125 мил (1,14–3,18 мм) Выше 600 В Множественные среды Силовой кабель большого сечения Подробные требования к физическим характеристикам
Стандарт устанавливает строгие требования к физическим свойствам изоляционных материалов из ПВХ, включая механические свойства как несостаренных, так и состаренных. В несостаренном состоянии минимальное требование к прочности на разрыв составляет 2000 фунтов на квадратный дюйм (13,8 МПа), а относительное удлинение при разрыве — не менее 150%.
После старения в воздушной печи при температуре 121±1°C в течение 168 часов требования к сохранению характеристик для образцов разных размеров различаются: для трубчатых образцов (AWG6 и ниже) требования к сохранению прочности на разрыв и относительного удлинения составляют не менее 80% и 75% соответственно; для полированных и вырубных образцов (AWG6 и выше) требования к сохранению составляют 75% и 50% соответственно.
Требования к испытаниям электрических характеристик
Испытание высоким напряжением переменного тока
Проведите испытание высоким напряжением переменного тока при испытательном напряжении, указанном в таблице 2, в диапазоне от 1,0 кВ до 7,0 кВ, в зависимости от сечения проводника и номинального напряжения. Механические напряжения могут потребоваться для особых условий применения, таких как подводные кабели или длинные вертикальные стояки.
Требования к сопротивлению изоляции
Для изолированных проводников AWG14 (2,08 мм²) и больше константа сопротивления изоляции при 60 °F (15,6 °C) должна быть не менее 2000 МОм на 1000 футов. Температурные поправки следует вносить в соответствии с таблицей поправочных коэффициентов в Методе D2633.
Испытание высоким напряжением постоянного тока
После испытания сопротивления изоляции выполните 5-минутное испытание высоким напряжением постоянного тока на неэкранированных изолированных проводниках при испытательном напряжении, в три раза превышающем испытательное напряжение переменного тока. Это требование обеспечивает стабильность изоляционного материала в электрических полях постоянного тока.
Стандарт контроля толщины изоляции
Стандарт устанавливает точные требования к контролю толщины изоляции: средняя толщина должна быть не менее значения, указанного в Таблице 2, а минимальная толщина должна быть не менее 90% от указанного значения. Это двойное требование обеспечивает равномерность и надежность слоя изоляции.
Номинальное напряжение цепи (В) Характеристики проводника (AWG/cmil) Толщина изоляции (мил/мм) Испытательное напряжение переменного тока (кВ) 0-300 26-16 15/0,38 1,0 0-600 26-16 30/ 0,76 1,5 0-600 14-9 45/1,14 3,0 0-600 8-2 60/1,52 3,5 Ускоренное водопоглощение и сохранение диэлектрической прочности
Стандарт требует, чтобы изоляционные материалы прошли ускоренное испытание на водопоглощение при температуре 75±1°C. Через 24 часа диэлектрическая проницаемость не должна превышать 10,0. Скорость увеличения емкости не должна превышать 4,0% в течение 1-14 дней и 2,0% в течение 7-14 дней.
Скорость сохранения электрической прочности должна достигать не менее 60% от исходной электрической прочности, что обеспечивает стабильность электрических характеристик материала при длительном использовании.
Требования к качеству изготовления и внешнему виду
Изоляционный слой должен быть непосредственно и плотно нанесен на поверхность проводника или покрытия проводника, чтобы гарантировать отсутствие пустот и дефектов. Ремонт и обработка соединений должны соответствовать тем же требованиям к электрическим испытаниям и соответствовать пределам толщины, указанным в Разделе 6.
Методы испытаний и спецификации отбора проб
Все испытания проводятся в соответствии с методом ASTM D2633, а отбор проб также следует тому же стандарту. Этот унифицированный метод испытаний обеспечивает сопоставимость и повторяемость результатов.
Дополнительное испытание на атмосферостойкость
В Приложении X1 приведены дополнительные необязательные требования к испытаниям на атмосферостойкость, включая требования к сохранению физических свойств после 720 часов воздействия ксеноновой или угольной дуги, что обеспечивает дополнительную гарантию качества для особых экологических применений.
Рекомендации по внедрению стандартов
Рекомендации по выбору материала
При выборе изоляционного материала из ПВХ следует всесторонне учитывать температуру, влажность, уровень напряжения и факторы механического напряжения среды применения. Для влажных сред или применений с более высоким напряжением рекомендуются более толстые спецификации изоляции.
Ключевые точки контроля качества
Производственный процесс должен быть сосредоточен на контроле однородности толщины изоляции, стабильности характеристик старения и постоянства электрических характеристик. Регулярно проводите ускоренные испытания на старение и испытания электрических характеристик, чтобы гарантировать, что продукция продолжает соответствовать стандартным требованиям.
Рекомендуемая частота испытаний
Рекомендуется, чтобы каждая партия продукции проходила ключевые эксплуатационные испытания, включая испытания на прочность при растяжении, удлинение, тепловой удар и электрическую прочность. Испытания на долговременную стабильность могут проводиться ежеквартально или раз в полгода.
Развитие технологий и разработка стандартов
Основные изменения от издания 2011 года к изданию 2017 года включают добавление ссылок на стандарты практики G153 и G155, а также добавление Приложения X1. Эти изменения отражают уточнение требований к испытаниям на атмосферостойкость и обновление методов испытаний.
С развитием новых технологий материалов будущие стандарты могут дополнительно расширить температурный диапазон, повысить требования к эксплуатационным характеристикам и включить более современные методы испытаний, такие как модели прогнозирования характеристик долговременного старения.
ASTM D2220-17 Ссылочный документ
- ASTM D1711 Стандартная терминология, касающаяся электроизоляции
- ASTM D2633 Стандартные методы испытаний термопластической изоляции и оболочек проводов и кабелей
- ASTM G153 Стандартная практика эксплуатации закрытой угольной дуговой установки для экспонирования неметаллических материалов
- ASTM G155 Обычная практика эксплуатации лампового оборудования с ксеноновой дуговой лампой для воздействия на материалы
ASTM D2220-17 История
- 2021 ASTM D2220-21 Стандартные спецификации на поливинилхлоридную изоляцию для проводов и кабелей, эксплуатация при температуре 75 °C
- 2017 ASTM D2220-17 Стандартные спецификации для изоляции из поли(винилхлорида) для проводов и кабелей, эксплуатация при температуре 75°C
- 2011 ASTM D2220-11 Стандартные спецификации для изоляции из поли(винилхлорида) для проводов и кабелей, эксплуатация 75x00B0;C
- 2002 ASTM D2220-02(2007)e1 Стандартные спецификации для изоляции из поли(винилхлорида) для проводов и кабелей, эксплуатация 75 176;C
- 2002 ASTM D2220-02 Стандартные спецификации для изоляции из поли(винилхлорида) для проводов и кабелей, эксплуатация 75176C
- 1997 ASTM D2220-97 Стандартные спецификации для изоляции из поли(винилхлорида) для проводов и кабелей, эксплуатация 75176C
