电缆接头

[align=center]（需对客户的信息及样品保密，此案例只体现部分信息）[/align]项目背景某公司生产的电缆线，在出货之前就出现了严重的开裂，失效比例高达80%。造成这次失效的直接原因是，更换了新的材料：注塑接头部分依然是聚醚型TPU，但线缆部分由之前的聚醚型TPU，改成了聚酯型TPU。于此基础，制定了下面的失效分析方案，给予具体的失效原因和建议。主要测试项目外观观察热分析分子量分析添加剂分析老化验证1、外观观察根据提供的信息，观察整个样品。如图，位置1包覆层为聚醚型TPU，下层为聚酯型TPU线缆外被。包覆层TPU材料性能良好，柔软有弹性，无开裂或发粘现象。下层聚酯型TPU线缆外被可见明显开裂。切开包覆层，可看到，下层聚酯型TPU材料已经发粘，碎裂。位置2为聚酯型TPU线缆外被，其表面光洁，柔软有弹性，无开裂或发粘，弯折也无发白无裂纹。[align=center][img=,670,285]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709271826_01_3300822_3.png[/img][/align] 图1. 聚酯NG样品 图2. 聚醚OK样品基于观察到的现象：对线缆外被的聚酯型TPU材料，被包覆部分的聚酯型TPU材料物性严重下降，出现开裂；无包覆部分的聚酯型TPU材料物性基本没变化，无裂纹。[align=center][img=,526,381]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709271827_01_3300822_3.png[/img][/align]2、热性能分析对于聚酯型TPU线缆材料的样品，取位置2的聚酯型TPU材料（正常）与位置1的聚酯型TPU材料（异常），做DSC与TGA分析。结果如下图。[align=center][img=,690,241]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709271827_02_3300822_3.png[/img][/align] DSC对比图 TGA对比图从样品DSC测试谱图来看，位置1部分聚酯TPU材料的玻璃化温度为-40.2℃，位置2部分聚酯TPU材料的玻璃化温度为-32.6℃。从样品TGA测试结果谱图来看，位置1与位置2部分聚酯TPU材料的起始分解温度分别为316.0与272.0。残留质量分别为12.26%与11.22%。表明位置1与位置2的材料的可分解成分含量基本一致，但材料成分有了明显的差异。3、分子量测试对位置1与位置2部分聚酯TPU材料的分子量做了对比测试，结果如下表：[table][tr][td]样品[/td][td]检测项目[/td][td=3,1][align=center]结果[/align][/td][/tr][tr][td] [/td][td] [/td][td]Mn[/td][td]Mw[/td][td]D[/td][/tr][tr][td]位置1部分TPU[/td][td]分子量[/td][td]9995[/td][td]17772[/td][td]1.95[/td][/tr][tr][td]位置2部分TPU[/td][td]分子量[/td][td]37404[/td][td]47548[/td][td]1.27[/td][/tr][/table][align=center][/align]从相对分子量结果可见，位置1部分的TPU材料的分子量相比位置2部分的TPU材料的分子量有了明显的下降，直接表明位置1部分的TPU材料出现了降解。4、样品增塑剂分析 用Py-GCMS,对位置1的包覆材料聚醚型TPU材料的添加剂进行分析。对位置1与位置2部分聚酯TPU材料，也通过萃取分离出添加剂，进行红外分析。综合两个结果可见，在位置1部分聚酯TPU材料中萃取分离得到了磷酸甲苯二苯酯。而在位置2部分的聚酯TPU材料中未发现磷酸酯类物质。由于位置1与位置2部分聚酯TPU材料为相同的原材料，对比包覆层聚醚型TPU材料的添加剂为磷酸酯类，认为是有包覆层的添加剂渗入到聚酯型TPU材料内。[align=center][img=,690,230]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709271828_01_3300822_3.png[/img][/align][align=center][img=,690,194]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709271828_02_3300822_3.png[/img][/align]5、老化验证根据样品加工信息与前述测试结果，位置1部分聚酯型TPU发生了明显降解，位置2部分聚酯型TPU未明显降解。降解的原因可能为：1.水汽降解，2.加工时的热降解，3.渗入的添加剂降解。对于这三种情况，设计了温度加速老化试验。1.水汽降解：取聚酯型TPU接头样品与聚醚型TPU接头样品位置2部分TPU材料，置于温度60℃，湿度90%环境下，14天。每2天检查样品是否有发粘，开裂。结果：至14天。样品柔软有弹性。表面光洁，无发粘，无明显开裂。2.热降解：取聚酯型TPU接头样品与聚醚型TPU接头样品位置2部分TPU材料，加热到175℃，维持34秒，冷却后，置于温度60，湿度90%环境下，14天。每2天检查样品是否有发粘，开裂。结果：至14天。聚酯型TPU接头样品材料柔软有弹性，无发粘，表面有微小裂纹。聚醚型TPU接头样品柔软有弹性，表面光洁，无发粘，无明显开裂。3.添加剂降解：取聚酯型TPU接头样品与聚醚型TPU接头样品位置2部分TPU材料，浸入磷酸酯类物质中，48小时后检查样品是否有发粘，开裂。结果：聚酯型TPU接头样品材料有轻微发粘。聚醚型TPU接头样品材料表面无明显变化。总结总结上述测试，从外观与测试观察表明，包覆层下的聚酯型TPU材料发生了明显降解导致开裂，无包覆层的聚酯型TPU材料末发生明显降解。通过添加剂成分分析，可看到，包覆层的聚醚型TPU的磷酸酯类阻燃剂有渗入到下层的聚酯型TPU材料内（无包覆层部分聚酯TPU内无磷酸酯类物质）。通过水汽老化与热老化，暂时没发现有降解现象，进行添加剂的降解老化测试，发现对聚酯型TPU材料有腐蚀作用，对聚醚型材料无明显腐蚀作用。MTT是一家从事材料及零部件品质检验、鉴定、认证及失效分析服务的第三方实验室，网址：www.mttcert.com，联系电话：400-850-4050。

XSJ-2000型电缆温度在线监测预警系统1、引言随着现代工业化产业的蓬勃发展，设备自动化管理水平的提高，电缆用量越来越多。由于运行的电力电缆长度密度增加，其电力电缆火灾事故的发生率也相应增大。电力电缆的安全运行已经成为用电单位的重要指标。为进一步落实“坚持预防为主，落实安全措施，确保安全生产”的要求，完善各项反事故措施，更好地推动电力安全生产，有目标、有重点地防止电力生产重大恶性事故的发生，国家电力公司颁布了《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》（国电发589号）。原文1.1.11条款明确要求“对电缆中间头定期测温”，以防止发生电缆沟重大火灾事故。电力企业按照“关于贯彻落实《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》的通知（发输电发125号）”中明确提出“为了预防电缆中间接头爆破和防止电缆火灾事故扩大，可加装电缆中间接头温度在线监测和烟感报警系统。对电缆中间接头温度实施在线监测，可根据温度变化来判定接头是否存在爆破的可能性，起到对电缆接头爆破早期预警的作用；烟感报警系统可即时发现火情，避免事故扩大。”本系统就是从分析电缆火灾原因入手，抓住电缆火灾的基本特征开发研制的。2、系统简介2－1 系统概述：XSJ-2000型电缆、电缆头温度在线监测系统,采用了当今先进的总线通讯技术、微处理器技术、数字化点温、线温传感技术、离子感烟技术。独创设计的低温、强电场、潮湿环境运行技术。该系统的开发研制均在电缆隧道内经多次反复试验攻关才得以完善，避免了电缆隧道内强大电场的干扰，完整安全地把数据传送至监视终端，因此，该系统是一种高可靠性的分布式电缆、电缆头温度在线监测系统。该系统具有良好的计算机界面，可显示电缆沟电缆隧道分布模拟图、电缆及电缆头运行温度及温度曲线、显示传感器所监测的实际位置，当运行中电缆、电缆头温度出现异常时，显示画面及事故音响同时出现，可通过计算机的电缆隧道模拟图上直接查看，并能迅速准确地判断出发生故障的实际位置，很大程度地提高了电缆运行的可靠性及技术管理水平。2－2 连续的温度测量显示 通过对电缆头、电缆本身的连续温度测量，能够预测电缆设备本身的故障趋势，及时提供故障部位，实现设备的状态检修，避免发生重大事故。2－3 烟雾检测 做为系统的一种辅助监测措施，离子型感烟装置能够检测电缆隧道中的烟雾。这种烟雾是由于电缆发热烧损绝缘层而产生的，通过离子感烟器启动数据采集器的继电器可以控制电缆隧道内防火门的自动关闭，隔离火灾的蔓延，减小火灾事故造成的损失。2－4 通讯接口标准化 为了与其它系统更好地连接，本系统采用标准通讯接口和通讯协议：RS－485和ETHERNET IEEE802.3规范，支持IPX及TCP/IP协议，由于采用ETHERNET标准，系统可与管理网互连。(可选)2－5 隔离、耐高压及工作温度◆ 现场智能数据采集器与通讯总线采用完全隔离措施，能经受的电压冲击典型值为1500VRMS/分钟或2000VRMS/秒◆ 温度传感器可经受ESD ±10000V高压，工作温度为-55℃～+125℃，测量误差是0.5℃，分辨率达到0.1℃◆ 工作环境温度：-35℃--+85℃2－6 质量认证及鉴定标准◆ 离子烟雾传感器具有UL(美国)认证，并通过中国消防局鉴定◆ 温度传感器通过Meets UL#913(4th Edit)◆ 本系统部件均通过ISO－9001 Certified◆ 数据通讯校验标准：CRC纠错◆ 国家消防电子产品质量监督检验中心认证 通信接口及电缆符合下列规范： IEEE(美国电气和电子工程协会)ANSI IEEE802.3。 UL(美国保险商实验室)UL44橡胶导线、电缆的安全标准。数据采集模块是接收、管理、转换其所在范围内的智能温度传感器、离子感烟探头和测温电缆的数据进行上传，数据通讯采用CRC16和CRC8纠错校验，以保证系统能在恶劣环境下可靠运行。配合光缆使用，传输距离可达几十公里。 CL-IV型数据采集器可同时挂接20个T1001智能温度传感器、8个离子感烟探测器，所辖范围为100米半径，或者挂接200米WAB智能测温电缆。安装位置在所带设备的中心电缆隧道的墙壁上。具有独立显示温度的功能，能够极大方便现场故障的定位及维护。本传感器是数字化温度传感器与总线接口的集成，具有体积小、抗干扰能力强等优点。本传感器可经受ESD(10000V)的高压，安装在电缆头压接管绝缘外侧防爆盒内或电缆密集处。◆ WAB智能测温电缆：实时测量动力电缆运行温度，可以沿电缆走向进行铺设，每根测温电缆长度为100米。适合电缆测温、电缆敷设密集的地方。用于检测电缆绝缘受热及燃烧时产生的化学气体（有色或无色）。这是采用红外或非离子型感烟探头所无法实现的。3－5 现场总线接口及操作监视站ACCESS模块总线将操作监视站与分布于现场的数据采集器连接起来。它可以采用双绞线和光纤的混合布线方式，当采用双绞线布线方式时，系统的基本通讯距离1500m，其隔离方式为双隔离浮动总线技术，单级隔离电压为3500VDC，总隔离电压高达7000VDC；当采用光纤布线方式时，其功能是增加网络覆盖范围，单模光纤的通讯距离超过3000m，并能够提供超过1000Kv的隔离电压。这一设计主要应用于6Kv以上的高电压电缆监测，有效地防止了电缆沟内的高电压串入操作监视站，并造成人员和设备的损伤。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/10/201210291515_400001_2519986_3.jpg