額定電壓450/750V及以下聚氯乙烯絕緣電纜電線和軟線-電梯電纜檢測技術研究

電梯電纜作為連接電梯轎廂與控制系統的關鍵部件，其性能直接關系到電梯運行的安全性與可靠性。額定電壓450/750V及以下的聚氯乙烯（PVC）絕緣電梯電纜和軟線，需在頻繁彎曲、拉伸及復雜環境條件下保持電氣與機械性能的穩定。因此，對其進行全面、嚴格的檢測至關重要。

一、 檢測項目與方法原理

電梯電纜的檢測涵蓋電氣性能、機械性能、材料性能及結構尺寸等多個方面。

1. 電氣性能試驗

   • 導體直流電阻測試：采用直流電阻電橋法。原理是通過惠斯通電橋或類似原理的高精度儀器，在恒溫條件下測量單位長度電纜導體的電阻值，換算至20℃時的標準值，以評估導體材料的導電性能、截面積是否符合要求及是否存在缺陷。此項是考核導體質量的關鍵指標。

   • 電壓試驗（耐壓試驗）：分為工頻交流電壓試驗和直流電壓試驗。原理是將電纜試樣浸入水中，在導體與水（作為電極）之間施加規定數值（如2500V交流或更高直流電壓）并維持規定時間（如5分鐘），檢驗絕緣層和護套層是否能承受特定過電壓而不發生擊穿或閃絡。這是檢驗絕緣結構電氣強度的核心試驗。

   • 絕緣電阻測量：通常采用高阻計（兆歐表）法。原理是在導體與絕緣外表面的水（或金屬套）之間施加一個直流電壓（如80V至500V），測量通過絕緣體的泄漏電流，從而計算出體積絕緣電阻率。該指標反映了絕緣材料在直流電場下的絕緣性能優劣及受潮情況。

2. 機械性能試驗

   • 曲撓試驗：模擬電梯電纜在運行中的反復彎曲。將電纜試樣安裝在曲撓試驗機上，在施加一定負載和電壓的情況下，以規定速率和次數進行反復彎曲和伸直。試驗后檢查導體是否斷裂，絕緣或護套是否有開裂。這是評估電纜耐彎曲疲勞壽命的核心項目。

   • 耐磨試驗：評估護套材料的耐磨損能力。使用專用的耐磨試驗機，以規定壓力和作用次數，用磨具或鋼針摩擦電纜護套表面，測量其磨損量或檢查是否磨穿。

   • 撕離試驗（針對編織屏蔽層）：對于帶有屏蔽層的電梯電纜，需測試其屏蔽編織層的易撕離性。使用拉力機以規定速度和角度撕離一段屏蔽層，測量其所需的力，確保其既滿足屏蔽效能要求，又便于安裝接續。

   • 拉伸試驗：對成品電纜或其護套、絕緣片狀試樣進行拉伸，測定其抗張強度與斷裂伸長率，以評估材料的老化狀態和機械韌性。

3. 結構尺寸與材料性能檢驗

   • 結構尺寸檢查：使用光學投影儀、千分尺、卡尺等工具，精確測量導體的直徑、絞合節距，絕緣和護套的厚度，以及成纜外徑。確保其符合標準規定的公差范圍。

   • 絕緣和護套熱老化試驗：將材料試樣置于空氣烘箱中，在特定溫度（如80℃±2℃、100℃±2℃或136℃±2℃）下持續老化規定時間（通常為7天）。老化前后分別進行拉伸試驗，計算抗張強度和斷裂伸長率的變化率，以評估材料的長時期熱穩定性。

   • 絕緣和護套熱失重試驗：將制備好的試樣在特定溫度下老化規定時間后，測量其質量損失百分比。用于評估材料中增塑劑等易揮發成分的穩定性。

   • 低溫卷繞/沖擊試驗：將電纜或試樣在低溫箱中冷卻至規定溫度（如-15℃），然后進行卷繞或沖擊，檢驗其絕緣和護套材料在低溫條件下的脆化、開裂情況。

   • 不延燃試驗：將一段電纜試樣以特定角度固定在試驗架上，用規定火焰燃燒一定時間，移開火源后觀察電纜上的火焰是否在規定時間和距離內自行熄滅，以驗證其阻燃性能。

二、 檢測范圍與應用領域

電梯電纜的檢測需求主要源于其廣泛的應用領域，不同應用場景對電纜性能的側重點有所不同。

• 乘客電梯與載貨電梯：核心檢測項目為曲撓試驗、耐壓試驗和導體電阻，確保動力和控制線路在頻繁運行下的安全。

• 高速電梯：除常規項目外，對電纜的平衡性、柔軟性、電磁兼容性（屏蔽效能）要求更高，需加強屏蔽效果和結構對稱性檢測。

• 觀光電梯：電纜需具備良好的耐候性（如紫外線耐受性）和外觀一致性，可能增加額外的光老化或臭氧老化測試。

• 防爆電梯：用于潛在爆炸性環境，電纜需滿足更高的阻燃、無鹵低煙要求，檢測需側重阻燃等級、煙密度、酸氣含量等。

• 液壓電梯及自動扶梯：檢測重點在于電纜的耐油性、機械強度和曲撓性能。

三、 檢測標準與規范

電梯電纜的檢測嚴格遵循國內外標準，確保產品質量的一致性和可比性。

• 中國標準（GB/T）：

  • GB/T 5013.5《額定電壓450/750V及以下橡皮絕緣電纜 第5部分：電梯電纜》是核心參考，其中詳細規定了電梯電纜的技術要求和試驗方法。對于聚氯乙烯絕緣類型，其通用要求參照GB/T 5023系列，但電梯專用的特殊試驗（如曲撓）以GB/T 5013.5為準。

  • GB/T 2951系列規定了電纜絕緣和護套材料的通用試驗方法。

  • GB/T 3048系列規定了電纜的電氣性能試驗方法。

• 標準（IEC）：

  • IEC 60245-5與接軌，內容與GB/T 5013.5基本對應。

  • IEC 60227系列規定了聚氯乙烯絕緣電纜的通用要求。

• 歐洲標準（EN）：EN 50214等標準在歐洲市場被廣泛采用。

• 北美標準（UL/CSA）：UL 62、CSA C22.2 No. 49等標準在北美市場具有強制性，其試驗方法和要求與IEC/GB體系存在差異。

在實際檢測中，通常依據產品明示標準或客戶指定標準執行。

四、 主要檢測儀器及其功能

1. 直流電阻測試儀：高精度測量導體直流電阻，具備溫度自動補償功能。

2. 工頻/直流耐壓測試儀：提供穩定可調的高壓輸出，具備擊穿報警和自動切斷功能。

3. 絕緣電阻測試儀（高阻計）：用于測量絕緣電阻，量程寬廣，測試電壓可調。

4. 曲撓試驗機：模擬電纜往復彎曲運動，可設定彎曲次數、速度及負載，并自動計數和故障停機。

5. 萬能材料試驗機：用于進行拉伸試驗、撕離試驗，可精確測量力值和位移，計算強度與伸長率。

6. 熱老化試驗箱：提供恒定且均勻的高溫環境，用于材料的熱老化試驗。

7. 低溫試驗箱：提供可控的低溫環境，用于低溫卷繞、低溫沖擊等試驗。

8. 燃燒試驗裝置：用于垂直燃燒、水平燃燒等不延燃試驗，符合標準規定的火焰條件和試驗箱體要求。

9. 投影儀/數字式測厚儀：用于精確測量導體直徑、絕緣和護套厚度等結構尺寸。

10. 耐磨試驗機：專用設備，用于評估電纜護套的耐磨損性能。

綜上所述，對額定電壓450/750V及以下聚氯乙烯絕緣電梯電纜進行系統性的檢測，是保障電梯安全、可靠、長效運行不可或缺的環節。通過嚴格遵循標準、運用精密的儀器設備對各項性能指標進行科學驗證，才能確保電纜產品滿足日益復雜的應用需求。