Durabilità e resistenza al test di tensione dei cavi di collegamento

Il test di durabilità e resistenza alla tensione del cavo di collegamento è l'anello chiave per valutarne le prestazioni di isolamento e l'affidabilità a lungo termine. I punti tecnici specifici sono i seguenti:
1. Scopo della prova
‌Valutazione della durabilità‌
Rileva il degrado delle prestazioni del cavo dopo essere stato influenzato da fattori come il campo elettrico, sollecitazione meccanica, corrosione ambientale, ecc. nel funzionamento a lungo termine, e prevedere la vita rimanente‌.
‌Resistere alla verifica delle prestazioni della tensione‌
Verificare se il cavo è in grado di mantenere la resistenza dell'isolamento in condizioni di alta tensione o guasto per prevenire incidenti dovuti a guasti‌.

2. Metodo di prova fondamentale
‌Test di tensione di resistenza CA‌
principio: Applicare un'alimentazione CA superiore alla tensione nominale (ad esempio 1.5 volte la tensione nominale + 1kV), simulare la reale condizione di sovratensione, e rilevare difetti come scarico parziale e traferro‌.
attrezzatura: Dispositivo per test di risonanza in serie, partitore di tensione, microamperometro, ecc.
processo: Aumentare lentamente la tensione fino al valore target (come un cavo da 35 kV, deve essere aumentato al valore specificato e sottoposto a manutenzione 20 minuti)‌.
Monitorare la corrente di dispersione e i segnali di scarica parziale per determinare lo stato di isolamento‌.

‌Test di tenuta alla tensione CC (gradualmente eliminato)‌
Utilizzato principalmente per test su apparecchiature storiche, ma i cavi in ​​polietilene reticolato sono ora per lo più sostituiti da test in corrente alternata perché la corrente continua può facilmente causare danni all'isolamento.

La differenza tra la tensione di resistenza CA e la tensione di resistenza a CC, Pt, Test VT e alto voltag

Applicazione ad alta tensione:
Al cavo viene applicata una sorgente di alta tensione, simulando condizioni estreme per sollecitare l'isolamento.
Monitoraggio della corrente di dispersione:
Il test monitora la corrente di dispersione. Se un cavo si guasta, scorrerà una corrente significativa, indicando un guasto nell'isolamento.
Periodo di tempo:
La tensione viene generalmente applicata per una durata specifica, come definito dalle norme pertinenti.

3. Principali apparecchiature e tecnologie di prova
‌Attrezzature specializzate‌
Per esempio, IL “Dispositivo per test di tensione di resistenza al cavo flessibile con isolamento minerale” di Dongjin, Yunnan, utilizza cilindri e sensori di carico per ottenere test di pressione precisi quando il cavo viene teso.

Guangzhou Andian “Sistema di test integrato di tensione di resistenza a frequenza ultrabassa oscillante e scarica parziale” combina molteplici algoritmi di apprendimento per ottimizzare la sorgente di eccitazione e contemporaneamente completare la tensione di tenuta, rilevamento di perdite dielettriche e scariche parziali.
‌Attrezzature ausiliarie‌
Generatore ad alta tensione, resistore di protezione, asta di scarico, ecc. per garantire la sicurezza dei test e l’accuratezza dei dati.

Cavi schermati:
I cavi schermati possono complicare i test a causa della maggiore capacità tra la schermatura e i conduttori, in particolare con una maggiore superficie e lunghezza del cavo.
Tensione operativa:
La tensione di prova non deve superare la tensione linea-linea del sistema operativo.
Materiale e costruzione:
Il tipo di cavo, il suo materiale isolante, e la sua costruzione può influenzare le sue prestazioni nel test.

4. Specifiche del processo di test
‌Preparazione prima del test‌
Controllare l'aspetto del cavo e la sigillatura dei giunti per confermare che non vi siano danni o contaminazioni.

Calibrare i parametri dell'apparecchiatura (come il livello di tensione, allineare), e impostare segnali di avvertimento di sicurezza.
‌Controllo durante il test‌
Aumenta la tensione in più fasi e registra la corrente di dispersione per osservare fenomeni di scarica anomala. Per cavi multipolari, la resistenza di isolamento di ciascun nucleo rispetto agli altri nuclei e alla guaina esterna deve essere testata separatamente.
‌Elaborazione post-test‌
Dopo che la tensione è stata ridotta a zero, è completamente scarico e la resistenza di isolamento viene nuovamente testata per confermare che non vi sia alcun degrado delle prestazioni‌.

V. Analisi dei risultati e applicazione ‌Giudizio qualificato‌: La corrente di dispersione è stabile e non supera la soglia, e il segnale di scarica parziale è normale‌.
‌Posizione difettosa‌: Analizzare i punti deboli o le posizioni dei guasti dell'isolamento attraverso segnali di impulso di scarica parziale‌.
‌Decisione sulla manutenzione‌: Sviluppare un piano di manutenzione preventiva basato sui parametri di perdita dielettrica e sui dati di tensione di resistenza‌.

Attraverso i test sistematici di cui sopra, l'affidabilità dei cavi in ​​condizioni di lavoro estreme può essere valutata in modo completo, fornire garanzia per il funzionamento sicuro dei sistemi di alimentazione‌.

8 tipi di test dei cavi ad alta tensione e metodi di rilevamento

Come corpo di rete di base dei circuiti automobilistici, il cablaggio di collegamento terminale svolge ancora un ruolo insostituibile nell'impianto elettrico dell'automobile.
Automotive I cavi di collegamento sono distribuiti in vari angoli dell'auto. Secondo la struttura principale, può essere suddiviso in cablaggio della cabina, cablaggio del telaio e cablaggio del motore.
Tra loro, il cablaggio della porta nella cabina funziona in condizioni di espansione e contrazione ripetute per lungo tempo;
• Il cablaggio del telaio funziona a lungo in ambienti ad alta e bassa temperatura e immersi nel fango;
• Il cablaggio del motore funziona per la maggior parte del tempo in un ambiente ad alta temperatura e con un alto contenuto di olio, e deve sopportare l'impatto della corrente transitoria al momento dell'avvio del motore.
Se il cablaggio dell'automobile non è in grado di adattarsi al lavoro in questi ambienti estremi, porterà inevitabilmente al fuoco, cortocircuito, corrosione e invecchiamento, ecc., che influenzeranno direttamente la sicurezza di guida dell'auto e porteranno a incidenti. Al fine di garantire la sicurezza delle automobili, particolarmente importante è il collaudo e la verifica dei cablaggi automobilistici. L'ingegnere del cablaggio di questo articolo introduce principalmente la ricerca sulle caratteristiche di durabilità e sui metodi di test della caduta di tensione di contatto dei cablaggi.
I principali standard di cablaggio automobilistico includono QCn29005-1990 "Classificazione di qualità dei cablaggi automobilistici a bassa tensione"; QCn29009-1991 “Condizioni tecniche per connettori di cavi automobilistici”; QC/T29106-2014 “Condizioni tecniche per cablaggi automobilistici”.
In termini di test del cablaggio, La Cina segue principalmente lo standard QC/T29106-2014. Tuttavia, questo insieme di standard presenta molte carenze nei test delle prestazioni elettriche:
Per il test della caduta di tensione di contatto nei test delle prestazioni elettriche, il metodo menzionato nella norma non è applicabile ai test effettivi, perché questo metodo richiede molte apparecchiature di prova e deve essere misurato dopo l'equilibrio termico. Per quanto riguarda il test caratteristico di durabilità, nella norma non se ne parla.
Mirare alle carenze in questi due elementi di prova del test di prestazione standard CLP. Sulla base del QC/T 29106-2014 standard, questo articolo propone nuovi metodi di prova delle caratteristiche di durabilità e di prova della caduta di tensione di contatto, e conduce la verifica sperimentale su questi due metodi di prova.

1 Prova di durabilità
Lo scopo del test caratteristico di durabilità è principalmente quello di garantire che la temperatura dei cavi non possa superare la temperatura di guasto dopo che il cablaggio del tipo di carico funziona a pieno carico per un periodo di tempo. E apparecchiature elettriche come i fusibili, connettori, e i relè nel circuito non devono essere bruciati. Non vi è alcuna menzione dei test sulle caratteristiche di durabilità nello standard QC/T29106-2014.
Consultando la letteratura pertinente, i tradizionali metodi di prova delle caratteristiche di durabilità sono:
Dopo aver immesso una corrente di sovraccarico nel circuito di prova per un certo periodo di tempo, utilizzare un sensore di temperatura per misurare la temperatura del filo. Giudicare se il test è qualificato osservando la temperatura e l'aspetto del filo.

I sensori di temperatura vengono utilizzati nei tradizionali test sulle caratteristiche di durabilità per misurare la temperatura del filo. Questo metodo può riflettere solo la temperatura di un determinato punto di misurazione del conduttore, ma non può riflettere la temperatura dell'intero conduttore. Perciò, questo articolo propone un metodo per misurare la temperatura del filo utilizzando una termocamera a infrarossi. Questo metodo può osservare in modo intuitivo e rapido la temperatura del cablaggio misurato nel suo complesso. Figura 1 è un diagramma schematico del test delle caratteristiche di durabilità migliorate del cablaggio elettrico. La formula di calcolo per la corrente di sovraccarico è:

(1) Nella formula: Io è la corrente di sovraccarico; K è il coefficiente di corrente di sovraccarico; IA è la corrente nominale del fusibile. Il coefficiente di corrente di sovraccarico K è legato al tipo di fusibile: K per i fusibili Jcase e Mega è 135%; per fusibili Midi e BF, K è 145%.Figura 2 è un diagramma di imaging termico del test delle caratteristiche di durabilità del cablaggio della scatola elettrica di un determinato modello di veicolo, e Figura 3 è un diagramma dell'andamento della temperatura del cablaggio. Il fusibile del circuito del cablaggio è a 20 Un fusibile Jcase, e la corrente di sovraccarico è:

Attraverso i test, è stato riscontrato che la temperatura massima dei fili nel cablaggio della scatola elettrica non superava i 98°C dopo il passaggio della corrente di sovraccarico per 30 minuti, che era inferiore alla temperatura di guasto dei fili di 105°C. I risultati del test mostrano che il cablaggio della scatola elettrica ha superato il test delle caratteristiche di durabilità. Questo metodo può testare efficacemente le caratteristiche di durabilità dei cablaggi.

La temperatura del filo T è correlata al potere calorifico del filo Q. Il potere calorifico del filo Q viene calcolato secondo la formula (2):

(2) Nella formula: I è il valore calcolato della corrente del filo; R è il valore calcolato della resistenza del filo; t è il tempo di energizzazione del filo; ρ è la resistività del rame; l è la lunghezza del filo; s è l'area della sezione trasversale del filo.

I parametri dei fili 101, 102, E 108 in questo test sono mostrati nella tabella 1. Sulla base dei dati della tabella 1, i valori I2R dei fili 101, 102, E 108 sono calcolati per essere 22.7, 293.6, E 317.3 rispettivamente, questo è, il calore generato dai fili è Q108>Q102>Q101. Si può concludere che la temperatura del filo T108>T102>T101 è coerente con l'andamento della temperatura del filo misurato dalla termocamera (Figura 3).

2 Test di caduta di tensione sui contatti dei terminali del cablaggio
1. Metodo di prova diretto
Lo standard QC/T29106-2014 stabilisce il metodo di prova per la caduta di tensione dei contatti dei terminali del cablaggio:
Primo, collegare il circuito secondo lo schema (Figura 4), cerca Tabella 2 per determinare la corrente di prova, e poi far passare una corrente costante attraverso il circuito. Quando la differenza nelle letture della temperatura di cinque punti di misurazione della temperatura consecutivi è inferiore a ±2°C, si raggiunge lo stato di equilibrio termico. In questo momento, misurare la tensione tra il punto A e il punto B, punto A e punto C, rispettivamente punto C e punto D. La caduta di tensione nell'area di crimpatura del conduttore si calcola secondo la formula (3):
(3) Nella formula: UAB è la caduta di tensione nell'area di crimpatura del filo; L'UAC è la caduta di tensione tra il punto di misurazione A e il punto C; UCD è la caduta di tensione tra il punto di misurazione C e il punto D. Secondo i requisiti di QC/T29106-2014, la caduta di tensione calcolata UAB non deve essere maggiore della caduta di tensione indicata nella tabella 2.

Metodo di prova indiretto
L'essenza della caduta di tensione sul contatto del terminale del cablaggio è la resistenza di contatto generata quando il terminale e il filo vengono crimpati. La resistenza del contatto comprende tre parti: resistenza al ritiro, resistenza del conduttore, e resistenza dello strato di pellicola.
Perciò, questo articolo propone un metodo per misurare indirettamente la caduta di tensione del contatto del terminale del cablaggio: metodo di misurazione della resistenza. Questo metodo di prova è semplice da utilizzare e può essere completato solo con un milliohmmetro ad alta precisione. In questo articolo, la misurazione della resistenza del cablaggio utilizza il tester a bassa resistenza TH2516B con una precisione di 1 mΩ. Figura 5 è un diagramma schematico del metodo di misurazione indiretta. AB nella figura è l'area di crimpatura tra il filo e il terminale. Durante la prova, la resistenza di contatto dell'area di crimpatura può essere calcolata mediante la formula (4) semplicemente misurando la resistenza tra AC e CD.

(4) Nella formula: RAB è la resistenza di contatto dell'area di crimpatura del filo; RAC è la resistenza tra il punto di misurazione A e il punto C; RCD è la resistenza tra il punto di misurazione C e il punto D.

In base alle cadute di tensione e alle correnti di prova corrispondenti a cavi con diverse sezioni trasversali indicate in QC/T29106-2014, quali sono i valori nella tabella 2, è possibile calcolare la resistenza di contatto dei corrispondenti punti di crimpatura di diversi fili. come mostrato nella tabella 3. Secondo il requisito della norma che la caduta di tensione UAB non dovrebbe essere maggiore della caduta di tensione indicata nella tabella 2, la resistenza di contatto del punto di crimpatura misurata e calcolata in questo test con metodo di misurazione indiretta non deve essere superiore ai requisiti nella tabella 3.

Tavolo 4 mostra i risultati della misurazione di alcuni cavi di un determinato modello di auto. Si può vedere che la resistenza di contatto RAB di tutti i punti di crimpatura del filo è inferiore al valore riportato nella tabella 3, questo è, la caduta di tensione tra il filo e il contatto terminale soddisfa i requisiti dello standard QC/T29106-2014. I risultati del test mostrano che la caduta di tensione dei contatti del cablaggio elettrico soddisfa i requisiti, e questo metodo può condurre efficacemente test di caduta di tensione di contatto.

3 Conclusione
Prendendo QC/T29106-2014 come standard di prova, viene proposto un nuovo metodo di prova per affrontare le carenze del metodo di prova delle prestazioni elettriche standard, e si traggono le seguenti conclusioni:
1) I test tradizionali sulle caratteristiche di durabilità utilizzano sensori di temperatura per registrare la temperatura del cablaggio. Questo metodo può misurare la temperatura solo in un determinato punto del filo. L'uso di una termocamera per misurare la temperatura dei cavi proposto in questo articolo può osservare in modo dinamico e intuitivo la temperatura dell'intero sistema di cablaggio, compresi i connettori, fili, e apparecchiature elettriche, e può trovare rapidamente il punto di temperatura più alto per analizzare le caratteristiche di durabilità del cablaggio;
2) Il tradizionale test di caduta della tensione di contatto utilizza un metodo di misurazione diretto, che richiede molte apparecchiature di prova e deve essere eseguito dopo che è stata energizzata una corrente costante per raggiungere l'equilibrio termico. Il metodo proposto in questo articolo per misurare indirettamente la caduta di tensione di contatto misurando la resistenza di contatto richiede solo un milliohmmetro e non richiede la costruzione di un circuito di prova. Più conciso ed efficiente rispetto ai metodi tradizionali.