Haltbarkeit und Widerstandspannungstest von Verbindungskabeln

Die Haltbarkeits- und Spannungsfestigkeitsprüfung des Verbindungskabels ist das entscheidende Glied zur Bewertung seiner Isolationsleistung und Langzeitzuverlässigkeit. Die spezifischen technischen Punkte sind wie folgt:
1. Testzweck
‌Haltbarkeitsbewertung‌
Erkennen Sie den Leistungsabfall des Kabels, nachdem es durch Faktoren wie ein elektrisches Feld beeinflusst wurde, mechanische Beanspruchung, Umweltkorrosion, usw. im Langzeitbetrieb, und die verbleibende Lebensdauer vorhersagen.
‌Überprüfung der Spannungsfestigkeit‌
Überprüfen Sie, ob das Kabel unter Hochspannungs- oder Fehlerbedingungen seine Isolationsfestigkeit aufrechterhalten kann, um Pannenunfälle zu vermeiden.

2. Kerntestmethode
‌Wechselspannungsfestigkeitstest‌
Prinzip: Legen Sie Wechselstrom an, der höher als die Nennspannung ist (wie zum Beispiel 1.5 mal der Nennspannung + 1kV), simulieren den tatsächlichen Überspannungszustand, und erkennen Sie Defekte wie Teilentladung und Luftspalt‌.
Ausrüstung: Serienresonanzprüfgerät, Spannungsteiler, Mikroamperemeter, usw.
Verfahren: Erhöhen Sie die Spannung langsam auf den Zielwert (B. 35-kV-Kabel, muss auf den angegebenen Wert erhöht und aufrechterhalten werden 20 Minuten)‌.
Überwachen Sie Leckstrom- und Teilentladungssignale, um den Isolationszustand zu bestimmen.

‌DC-Spannungsfestigkeitstest (schrittweise auslaufen)‌
Wird hauptsächlich für die Prüfung historischer Geräte verwendet, Kabel aus vernetztem Polyethylen werden heute jedoch größtenteils durch Wechselstromprüfungen ersetzt, da Gleichstrom leicht zu Isolationsschäden führen kann.

Die Differenz zwischen AC -Standspannung und DC stand der Voltage_CT, Pt, VT -Tests und Hochspannung

Hochspannungsanwendung:
An das Kabel wird eine Hochspannungsquelle angelegt, Simulation extremer Bedingungen zur Belastung der Isolierung.
Leckstromüberwachung:
Der Test überwacht den Leckstrom. Wenn ein Kabel ausfällt, Es wird ein erheblicher Strom fließen, weist auf einen Defekt in der Isolierung hin.
Zeitraum:
Die Spannung wird typischerweise für eine bestimmte Dauer angelegt, wie in den einschlägigen Normen definiert.

3. Wichtige Testausrüstung und -technologie
‌Spezialausrüstung‌
Zum Beispiel, Die “Flexibles, mineralisoliertes Kabel-Spannungsprüfgerät” von Dongjin, Yunnan, verwendet Zylinder und Lastsensoren, um eine präzise Druckprüfung zu erreichen, wenn das Kabel gerade gedehnt wird.

Guangzhou Andians “Integriertes Prüfsystem für oszillierende Ultra-Niederfrequenz-Spannungsfestigkeit und Teilentladung” kombiniert vielfältige Lernalgorithmen, um die Anregungsquelle zu optimieren und gleichzeitig die Spannungsfestigkeit zu gewährleisten, dielektrischer Verlust und Teilentladungserkennung.
‌Hilfsausrüstung‌
Hochspannungsgenerator, Schutzwiderstand, Entladungsstange, usw. um Testsicherheit und Datengenauigkeit zu gewährleisten.

Abgeschirmte Kabel:
Abgeschirmte Kabel können die Prüfung aufgrund der erhöhten Kapazität zwischen der Abschirmung und den Leitern erschweren, insbesondere bei größerer Oberfläche und Kabellänge.
Betriebsspannung:
Die Prüfspannung sollte die Leiter-zu-Leiter-Spannung des Betriebssystems nicht überschreiten.
Material und Konstruktion:
Der Kabeltyp, sein Isoliermaterial, und seine Konstruktion kann Einfluss darauf haben, wie es im Test abschneidet.

4. Testprozessspezifikationen
‌Vorbereitung vor dem Test‌
Überprüfen Sie das Aussehen des Kabels und die Abdichtung der Verbindungen, um sicherzustellen, dass keine Beschädigungen oder Verunreinigungen vorliegen.

Geräteparameter kalibrieren (wie z.B. Spannungsniveau, Reichweite), und stellen Sie Sicherheitswarnschilder auf.
‌Kontrolle während des Tests‌
Erhöhen Sie die Spannung stufenweise und zeichnen Sie den Leckstrom auf, um abnormale Entladungsphänomene zu beobachten. Für mehradrige Kabel, Der Isolationswiderstand jedes Kerns gegenüber anderen Kernen und dem Außenmantel muss separat geprüft werden.
‌Nachbearbeitung‌
Nachdem die Spannung auf Null reduziert wurde, Es wird vollständig entladen und der Isolationswiderstand wird erneut getestet, um zu bestätigen, dass keine Leistungseinbußen vorliegen.

V. Ergebnisanalyse und Anwendung ‌Qualifiziertes Urteil‌: Der Leckstrom ist stabil und überschreitet den Schwellenwert nicht, und das Teilentladungssignal ist normal‌.
‌Fehlerort‌: Analysieren Sie die Schwachstellen oder Fehlerstellen der Isolierung durch Teilentladungsimpulssignale‌.
‌Instandhaltungsentscheidung‌: Entwickeln Sie einen vorbeugenden Wartungsplan auf der Grundlage der dielektrischen Verlustparameter und Spannungsfestigkeitsdaten‌.

Durch die oben genannten systematischen Tests, Die Zuverlässigkeit von Kabeln unter extremen Arbeitsbedingungen kann umfassend bewertet werden, Bereitstellung einer Garantie für den sicheren Betrieb von Energiesystemen.

8 Arten von Test- und Erkennungsmethoden für Hochspannungskabel

Als grundlegender Netzwerkkörper für Automobilstrecken, Nach wie vor spielt der Klemmenanschlussbaum eine unersetzliche Rolle im Kfz-Bordnetz.
Automotive-Anschlusskabel sind in verschiedenen Ecken des Autos verteilt. Entsprechend der Hauptstruktur, Es kann in den Kabelbaum der Kabine unterteilt werden, Fahrgestellkabelbaum und Motorkabelbaum.
Darunter, Der Türkabelbaum im Fahrerhaus funktioniert lange Zeit unter wiederholter Ausdehnung und Kontraktion;
• Der Fahrgestellkabelbaum funktioniert lange Zeit in Umgebungen mit hohen und niedrigen Temperaturen sowie in schlammigen Umgebungen;
• Der Motorkabelbaum arbeitet die meiste Zeit in einer Umgebung mit hohen Temperaturen und hohem Ölgehalt, und muss den Auswirkungen von Übergangsströmen im Moment des Motorstarts standhalten.
Wenn sich der Kfz-Kabelbaum nicht an den Einsatz in diesen extremen Umgebungen anpassen kann, es wird unweigerlich zu einem Brand führen, Kurzschluss, Korrosion und Alterung, usw., Dies beeinträchtigt direkt die Fahrsicherheit des Fahrzeugs und führt zu Unfällen. Um die Sicherheit von Automobilen zu gewährleisten, Besonders wichtig ist die Prüfung und Verifizierung von Kfz-Kabelbäumen. Der Kabelbaumingenieur dieses Artikels stellt hauptsächlich die Forschung zu den Haltbarkeitseigenschaften und Kontaktspannungsabfalltestmethoden von Kabelbäumen vor.
Zu den wichtigsten Normen für Kfz-Kabelbäume gehört QCn29005-1990 „Qualitätsklassifizierung von Kfz-Niederspannungskabelbäumen“.; QCn29009-1991 „Technische Bedingungen für Kfz-Kabelsteckverbinder“; QC/T29106-2014 „Technische Bedingungen für Kfz-Kabelbäume“.
Was die Kabelbaumprüfung angeht, China folgt hauptsächlich dem QC/T29106-2014-Standard. Jedoch, Diese Reihe von Normen weist viele Mängel bei der Prüfung der elektrischen Leistung auf:
Für den Kontaktspannungsabfalltest bei elektrischen Leistungstests, Die in der Norm genannte Methode ist bei tatsächlichen Tests nicht anwendbar, denn diese Methode erfordert viele Testgeräte und muss nach dem thermischen Gleichgewicht gemessen werden. Was die Prüfung der Haltbarkeitseigenschaften betrifft, Im Standard gibt es keine Erwähnung.
Zielt auf die Mängel dieser beiden Testpunkte des Standard-CLP-Leistungstests. Basierend auf der QC/T 29106-2014 Standard, In diesem Artikel werden neue Methoden zur Prüfung der Haltbarkeitseigenschaften und des Kontaktspannungsabfalls vorgeschlagen, und führt eine experimentelle Verifizierung dieser beiden Testmethoden durch.

1 Haltbarkeitstest
Der Zweck der Prüfung der Haltbarkeitseigenschaften besteht hauptsächlich darin, sicherzustellen, dass die Temperatur der Kabel die Fehlertemperatur nicht überschreiten kann, nachdem der Lastkabelbaum eine Zeit lang unter Volllast betrieben wurde. Und elektrische Geräte wie Sicherungen, Anschlüsse, und Relais im Stromkreis dürfen nicht durchgebrannt sein. In der Norm QC/T29106-2014 wird die Prüfung der Haltbarkeitseigenschaften nicht erwähnt.
Durch Konsultation relevanter Literatur, Die traditionellen Methoden zur Prüfung der Haltbarkeitseigenschaften sind:
Nach Einspeisung eines Überlaststroms in den Prüfstromkreis für eine bestimmte Zeitspanne, Verwenden Sie einen Temperatursensor, um die Temperatur des Drahtes zu messen. Beurteilen Sie, ob der Test qualifiziert ist, indem Sie die Temperatur und das Aussehen des Drahtes beobachten.

Temperatursensoren werden bei der herkömmlichen Prüfung der Haltbarkeitseigenschaften zur Messung der Drahttemperatur eingesetzt. Diese Methode kann nur die Temperatur eines bestimmten Messpunkts des Leiters widerspiegeln, kann aber nicht die Temperatur des gesamten Leiters widerspiegeln. daher, In diesem Artikel wird eine Methode zur Messung der Drahttemperatur mithilfe einer Infrarot-Wärmebildkamera vorgeschlagen. Mit dieser Methode kann die Temperatur des gesamten gemessenen Kabelbaums intuitiv und schnell beobachtet werden. Figur 1 ist ein schematisches Diagramm des Tests der verbesserten Haltbarkeitseigenschaften von Kabelbäumen. Die Berechnungsformel für den Überlaststrom lautet:

(1) In der Formel: Io ist der Überlaststrom; K ist der Überlaststromkoeffizient; IA ist der Nennstrom der Sicherung. Der Überlaststromkoeffizient K hängt von der Art der Sicherung ab: K für Jcase- und Mega-Sicherungen ist 135%; für Midi- und BF-Sicherungen, K beträgt 145 %.Abbildung 2 ist ein Wärmebilddiagramm der Prüfung der Haltbarkeitseigenschaften des Elektrokasten-Kabelbaums eines bestimmten Fahrzeugmodells, und Figur 3 ist ein Temperaturtrenddiagramm des Kabelbaums. Die Sicherung der Kabelbaumschleife ist eine 20 Eine Jcase-Sicherung, und der Überlaststrom beträgt:

Durch Testen, Es wurde festgestellt, dass die maximale Temperatur der Drähte im Kabelbaum des Elektrokastens 98 °C nicht überstieg, nachdem der Überlaststrom für 20 Minuten durchflossen war 30 Minuten, Das war weniger als die Fehlertemperatur der Drähte von 105°C. Die Testergebnisse zeigen, dass der Kabelbaum des Elektrokastens den Test auf Haltbarkeitseigenschaften bestanden hat. Mit dieser Methode können die Haltbarkeitseigenschaften von Kabelbäumen effektiv getestet werden.

Die Drahttemperatur T steht im Zusammenhang mit dem Heizwert Q des Drahtes. Der Heizwert Q des Drahtes wird nach der Formel berechnet (2):

(2) In der Formel: I ist der berechnete Wert des Drahtstroms; R ist der berechnete Wert des Drahtwiderstands; t ist die Erregungszeit des Drahtes; ρ ist der spezifische Widerstand von Kupfer; l ist die Länge des Drahtes; s ist die Querschnittsfläche des Drahtes.

Die Parameter von Drähten 101, 102, Und 108 in diesem Test sind in der Tabelle aufgeführt 1. Basierend auf den Daten in der Tabelle 1, die I2R-Werte von Drähten 101, 102, Und 108 werden berechnet 22.7, 293.6, Und 317.3 jeweils, das heißt, Die von den Drähten erzeugte Wärme ist Q108>Q102>Q101. Daraus kann geschlossen werden, dass die Drahttemperatur T108 ist>T102>T101 stimmt mit dem von der Wärmebildkamera gemessenen Drahttemperaturtrend überein (Figur 3).

2 Kontaktspannungsabfalltest der Kabelbaumklemmen
1. Direkte Testmethode
Die Norm QC/T29106-2014 legt die Prüfmethode für den Spannungsabfall der Kabelbaum-Anschlusskontakte fest:
Erste, Schließen Sie den Stromkreis gemäß dem Schaltplan an (Figur 4), Schauen Sie in der Tabelle nach 2 um den Prüfstrom zu ermitteln, und dann einen konstanten Strom durch den Stromkreis leiten. Wenn der Unterschied in den Temperaturmesswerten von fünf aufeinanderfolgenden Temperaturmesspunkten weniger als ±2 °C beträgt, Der thermische Gleichgewichtszustand ist erreicht. Zu diesem Zeitpunkt, Messen Sie die Spannung zwischen Punkt A und Punkt B, Punkt A und Punkt C, Punkt C bzw. Punkt D. Der Spannungsabfall im Crimpbereich des Leiters wird nach der Formel berechnet (3):
(3) In der Formel: UAB ist der Spannungsabfall im Crimpbereich des Drahtes; UAC ist der Spannungsabfall zwischen Messpunkt A und Punkt C; UCD ist der Spannungsabfall zwischen Messpunkt C und Punkt D. Gemäß den Anforderungen von QC/T29106-2014, Der berechnete Spannungsabfall UAB sollte nicht größer sein als der in der Tabelle angegebene Spannungsabfall 2.

Indirekte Testmethode
Der Spannungsabfall am Anschlusskontakt des Kabelbaums ist im Wesentlichen auf den Kontaktwiderstand zurückzuführen, der entsteht, wenn der Anschluss und das Kabel gecrimpt werden. Der Kontaktwiderstand besteht aus drei Teilen: Schrumpffestigkeit, Leiterwiderstand, und Filmschichtwiderstand.
daher, In diesem Artikel wird eine Methode zur indirekten Messung des Spannungsabfalls am Anschlusskontakt des Kabelbaums vorgeschlagen – eine Methode zur Widerstandsmessung. Diese Testmethode ist einfach durchzuführen und kann nur mit einem hochpräzisen Milliohmmeter durchgeführt werden. In diesem Artikel, Für die Messung des Kabelbaumwiderstands wird der Niederwiderstandstester TH2516B mit einer Genauigkeit von verwendet 1 mΩ. Figur 5 ist ein schematisches Diagramm der indirekten Messmethode. AB in der Abbildung ist der Crimpbereich zwischen dem Draht und der Klemme. Während des Tests, Der Kontaktwiderstand des Crimpbereichs kann per Formel berechnet werden (4) durch einfaches Messen des Widerstands zwischen AC und CD.

(4) In der Formel: RAB ist der Kontaktwiderstand des Drahtcrimpbereichs; RAC ist der Widerstand zwischen Messpunkt A und Punkt C; RCD ist der Widerstand zwischen Messpunkt C und Punkt D.

Basierend auf den Spannungsabfällen und Prüfströmen entsprechend Drähten mit unterschiedlichen Querschnittsflächen, angegeben in QC/T29106-2014, Das sind die Werte in der Tabelle 2, Der Kontaktwiderstand der entsprechenden Crimpstellen verschiedener Drähte kann berechnet werden. wie in der Tabelle gezeigt 3. Gemäß der Anforderung der Norm darf der Spannungsabfall UAB nicht größer sein als der in der Tabelle angegebene Spannungsabfall 2, Der Kontaktwiderstand des Crimppunkts, der in diesem indirekten Messmethodentest gemessen und berechnet wird, sollte nicht größer sein als die Anforderungen in der Tabelle 3.

Tisch 4 zeigt die Messergebnisse einiger Kabel eines bestimmten Automodells. Es ist zu erkennen, dass der Kontaktwiderstand RAB aller Drahtcrimpstellen kleiner ist als der Wert in der Tabelle 3, das heißt, Der Spannungsabfall zwischen Draht und Anschlusskontakt entspricht den Anforderungen der Norm QC/T29106-2014. Die Testergebnisse zeigen, dass der Spannungsabfall im Kabelbaumkontakt den Anforderungen entspricht, und mit dieser Methode können Kontaktspannungsabfalltests effektiv durchgeführt werden.

3 Abschluss
Als Teststandard wird QC/T29106-2014 verwendet, Es wird eine neue Testmethode vorgeschlagen, um die Mängel der standardmäßigen elektrischen Leistungstestmethode zu beheben, und die folgenden Schlussfolgerungen werden gezogen:
1) Bei der herkömmlichen Prüfung der Haltbarkeitseigenschaften werden Temperatursensoren zur Aufzeichnung der Kabelbaumtemperatur eingesetzt. Mit dieser Methode kann nur die Temperatur an einem bestimmten Punkt des Drahtes gemessen werden. Mit der in diesem Artikel vorgeschlagenen Verwendung einer Wärmebildkamera zur Messung der Kabeltemperatur kann die Temperatur des gesamten Kabelbaumsystems einschließlich der Steckverbinder dynamisch und intuitiv beobachtet werden, Drähte, und Elektrogeräte, und kann schnell den höchsten Temperaturpunkt finden, um die Haltbarkeitseigenschaften des Kabelbaums zu analysieren;
2) Der herkömmliche Kontaktspannungsabfalltest verwendet eine direkte Messmethode, Dies erfordert eine Menge Testgeräte und muss durchgeführt werden, nachdem ein konstanter Strom angelegt wurde, um ein thermisches Gleichgewicht zu erreichen. Die in diesem Artikel vorgeschlagene Methode zur indirekten Messung des Kontaktspannungsabfalls durch Messung des Kontaktwiderstands erfordert nur ein Milliohmmeter und erfordert keinen Aufbau einer Testschaltung. Prägnanter und effizienter als herkömmliche Methoden.