INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION
(ISC)

Общие методы испытаний материалов изоляции
и оболочек электрических и оптических кабелей

Часть 1-3

МЕТОДЫ ОБЩЕГО ПРИМЕНЕНИЯ. МЕТОДЫ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ. ИСПЫТАНИЯ
НА ВОДОПОГЛОЩЕНИЕ. ИСПЫТАНИЕ
НА УСАДКУ

(IEC 60811-1-3:1993, IDT)

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила, рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении» (ВНИИНМАШ)

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 40 от 29 ноября 2011 г.)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 декабря 2011 г. № 1440-ст межгосударственный стандарт ГОСТ IEC 60811-1-3-2011 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2013 г.

5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту IEC 60811-1-3:1993 Common test methods for insulating and sheathing materials of electric and optical cables - Part 1-3: General application - Methods for determining the density - Water absorption tests - Shrinkage test (Общие методы испытаний материалов изоляции и оболочек электрических и оптических кабелей. Часть 1-3. Методы общего применения. Методы определения плотности. Испытания на водопоглощение. Испытание на усадку), включая изменение к нему Amd 1:2001.

Сведения о соответствии межгосударственных стандартов ссылочным международным стандартам приведены в дополнительном приложении ДА.

Степень соответствия - идентичная (IDT).

Стандарт подготовлен на основе применения ГОСТ Р МЭК 60811-1-3-2007

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта публикуется в указателе «Национальные стандарты».

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе «Национальные стандарты», а текст изменений - в информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе «Национальные стандарты»

СОДЕРЖАНИЕ

Общие методы испытаний материалов изоляции и оболочек электрических
и оптических кабелей

Часть 1-3

МЕТОДЫ ОБЩЕГО ПРИМЕНЕНИЯ. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ.
ИСПЫТАНИЯ НА ВОДОПОГЛОЩЕНИЕ. ИСПЫТАНИЕ НА УСАДКУ

Common test methods for insulating and sheathing materials of electric and optical cables.
Part 1-3. General application methods. Methods for determining the density. Water absorption tests. Shrinkage test

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на методы испытаний полимерных материалов изоляции и оболочек электрических и оптических кабелей для распределения энергии и связи, включая кабели на судах и береговых установках, и устанавливает методы определения плотности, водопоглощения и усадки для наиболее общих типов композиций изоляции и оболочек (эластомерных, поливинилхлоридного пластиката, полиэтилена, полипропилена и т.д.).

1.1 Нормативные ссылки

Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные документы. Для недатированных ссылок применяют последнее издание ссылочного документа (включая все его изменения).

ISO 1183-2:2004 Пластмассы. Методы определения плотности непористых пластмасс. Часть 2. Метод градиентной колонки

2 Условия испытаний

Условия испытаний, не установленные настоящим стандартом (температура, продолжительность испытаний и т.д.), должны быть указаны в стандартах или технических условиях на конкретные кабельные изделия.

Любые требования к испытаниям, установленные настоящим стандартом, могут быть изменены в стандартах или технических условиях на конкретные кабельные изделия в зависимости от их особенностей.

3 Область применения

Условия кондиционирования и параметры испытаний установлены для наиболее распространенных типов композиций изоляции и оболочек, а также кабелей, проводов и шнуров.

4 Типовые и прочие испытания

Методы испытаний, установленные настоящим стандартом, предназначены, главным образом, для типовых испытаний. В случае необходимости изменения условий испытаний при более частых испытаниях (например, приемо-сдаточных) эти изменения устанавливают в стандартах или технических условиях на конкретные кабельные изделия.

5 Предварительное кондиционирование

Все испытания должны проводиться не ранее чем через 16 ч после экструзии или вулканизации (или сшивания), если эти процессы имеют место при наложении изоляции или оболочки.

Если испытание проводят при температуре окружающей среды, испытуемые образцы выдерживают не менее 3 ч при температуре (23 ± 5) °С.

6 Температура испытания

Если нет особых указаний, испытания проводят при температуре окружающей среды.

7 Медианное значение

Полученные результаты располагают в ряд в порядке возрастания или убывания числовых значений и определяют медианное значение, которое находится в середине ряда, если число результатов нечетное, или является усредненным значением из двух, которые находятся в середине ряда, если число результатов четное.

8 Методы определения плотности

8.1 Суспензионный метод (основной метод)

8.1.1 Испытательные материалы и оборудование

1) Этанол (этиловый спирт), ч.д.а., или другая аналогичная жидкость для определения плотности менее 1 г/см³.

2) Раствор хлористого цинка для определения плотности, равной или более 1 г/см³.

3) Дистиллированная или деионизированная вода.

4) Смесительный сосуд.

5) Термостат.

6) Ареометр, градуированный при (23,0 ± 0,1) °С.

7) Термометр с ценой деления 0,1 °С.

8.1.2 Проведение испытания

8.1.2.1 Из испытуемой изоляции или оболочки изделия перпендикулярно к оси жилы вырезают образец, который разрезают на небольшие отрезки длиной 1 - 2 мм.

Плотность определяют после того, как образец достигает взвешенного состояния в жидкости, которая не вступает во взаимодействие с испытуемым материалом. Для этого могут быть использованы следующие жидкости:

- смесь этанола и воды - для плотности менее 1 г/см³;

- смесь хлористого цинка и воды - для плотности 1 г/см³ и более.

8.1.2.2 Три отрезка образца помещают в смесительный сосуд с жидкостью при температуре (23,0 ± 0,5) °С, при этом не должно быть образования пузырьков воздуха. В сосуд с жидкостью добавляют дистиллированную воду до тех пор, пока отрезки образца не окажутся во взвешенном состоянии. Полученный раствор должен быть однородным и с постоянной температурой.

Плотность раствора определяют ареометром и фиксируют с точностью до трех десятичных знаков как плотность испытуемых образцов.

Примечание - Допускается использование градиентного метода, установленного в ISO 1183-2.

8.2 Пикнометрический метод (контрольный метод)

8.2.1 Испытательное оборудование

Для этого метода применяют следующее испытательное оборудование.

Весы с погрешностью не более 0,1 мг.

Пикнометр вместимостью 50 см³.

Водяная баня с терморегулятором.

Рабочая жидкость (96 %-ный этиловый спирт).

8.2.2 Подготовка образцов

Отрезки образца для испытаний должны быть отобраны из изоляции или оболочки кабельного изделия. Отрезки получают, разрезая небольшие трубочки образца изоляции или оболочки продольно на две или более частей, чтобы избежать образования воздушных пузырьков. Общая масса отрезков должна составлять от 1 до 5 г.

8.2.3 Кондиционирование

Отрезки образца должны быть выдержаны при температуре (23 ± 2) °С.

8.2.4 Проведение испытания

После взвешивания пустого и сухого пикнометра взвешивают пикнометр вместе с соответствующим количеством помещенных в него отрезков образца. Затем отрезки образца в пикнометре заливают рабочей жидкостью (96 %-ным этиловым спиртом) и из них удаляют весь воздух, например вакуумированием пикнометра, помещенного в эксикатор. После прекращения вакуумирования пикнометр заполняют рабочей жидкостью, температуру которой доводят до (23,0 ± 0,5) °С на водяной бане; пикнометр должен быть заполнен до своей предельной вместимости. Затем наружную поверхность пикнометра вытирают насухо и взвешивают пикнометр вместе с его содержимым, после чего содержимое удаляют и пикнометр заполняют рабочей жидкостью. Воздух должен быть удален. Определяют массу пикнометра с его содержимым при температуре (23,0 ± 0,5) °С.

8.2.5 Расчет

Плотность материала изоляции и оболочки рассчитывают следующим образом

плотность при 23 °С =                                         (1)

где m - масса отрезков образца, г;

m₁ - масса жидкости, необходимая для заполнения пикнометра, г;

т₂ - масса жидкости, необходимая для заполнения пикнометра, когда в нем находятся отрезки образцов, г;

d - плотность 96 %-ного этилового спирта при 23 °С, равная 0,7988 г/см³.

8.3 Метод кажущейся массы

8.3.1 Испытательное оборудование

8.4 Поправка для наполненного полиэтилена (ПЭ)

Антиоксиданты и органические красители, которые применяют в незначительных количествах, можно не учитывать. Однако, если применяют такие добавки, как минеральные наполнители, которые используются в достаточно больших количествах, необходимо ввести соответствующую поправку. Для этого химическими методами определяют свойства добавки и рассчитывают плотность по формуле

                                                        (3)

где δ - плотность ПЭ (скорректированное значение), г/см³;

m - масса ПЭ полимера (разность между т_с и m_F), г;

δ_c - измеренная плотность ПЭ композиции, г/см³;

δ_F - плотность добавки или наполнителя (измеренное значение), г/см³;

m_c - масса ПЭ композиции (измеренное значение), г;

m_F - масса наполнителя (измеренное значение), г.

Для композиций, содержащих сажу, плотность с учетом поправки вычисляют по упрощенной формуле

δ = δ_c - 0,0045С_в,                                                          (4)

где С_в - числовое значение процентного содержания сажи.

9 Испытания на водопоглощение

9.1 Электрический метод

9.1.1 Средства испытаний

Источники постоянного и переменного тока.

Вольтметр.

Водяная ванна с подогревом.

9.1.2 Подготовка образцов

Изолированные жилы для испытаний отбирают из образца кабельного изделия длиной около 3 м. При этом не должно быть повреждений изоляции жил.

9.1.3 Проведение испытания

a) Предварительное испытание

Изолированные жилы помещают в ванну с водой, температура которой должна быть установлена в стандарте или технических условиях на конкретное кабельное изделие.

Концы изолированных жил должны выступать над поверхностью воды, чтобы не было утечки тока при приложении напряжения между жилами и водой.

После выдержки изолированных жил в воде в течение 1 ч между жилами и водой прикладывают переменное напряжение 4 кВ и выдерживают в течение 5 мин. При пробое образца изолированной жилы его следует вынуть из ванны и не использовать при проведении основного испытания по перечислению b). Вместо поврежденного образца берут другой от той же изолированной жилы и предварительное испытание повторяют (его допускается проводить не более двух раз для каждой изолированной жилы).

Предварительное испытание предназначено для выявления дефектных изолированных жил, непригодных для проведения основного испытания.

b) Основное испытание

Изолированные жилы, выдержавшие предварительное испытание, оставляют в ванне с водой при температуре, установленной в стандарте или технических условиях на конкретное кабельное изделие.

Между жилами и водой прикладывают напряжение постоянного тока величиной, указанной в таблице 1, в течение времени, установленного в стандарте или технических условиях на конкретный тип кабельного изделия, при этом жилы должны быть соединены с отрицательным полюсом источника.

Таблица 1

9.1.4 Оценка результатов

Не должно быть пробоя изоляции.

9.2 Гравиметрический метод испытания на водопоглощение

9.2.1 Подготовка образцов

a) Для кабелей с жилами номинальным сечением до 25 мм² включительно и на номинальное напряжение до 0,6/1 кВ включительно

Образцы представляют собой отрезки изолированной жилы длиной около 300 мм.

b) Для остальных кабелей

Из изоляции вырезают полоски толщиной 0,6 - 0,9 мм с приблизительно параллельными и ровными поверхностями.

Из этих полосок вырубают образцы длиной 80 - 100 мм и шириной 4 - 5 мм.

c) От каждой жилы, предназначенной для испытания, отбирают два образца.

9.2.2 Проведение испытания

a) Для образцов, указанных в 9.2.1, перечисление а)

Поверхность образца очищают, протирая влажной фильтровальной бумагой.

Образец высушивают до постоянной массы при температуре (70 ± 2) °С.

Допускается высушивать образец при выдерживании его в течение 24 ч в термостате с пониженным давлением не более 6,6 ∙ 10² Па при температуре (70 ± 2) °С.

Охлаждают образец в эксикаторе.

Образец взвешивают с точностью до 0,1 мг. Массу в миллиграммах обозначают М1.

Образец изгибают в форме буквы «U» вокруг стержня, диаметр которого превышает диаметр образца не менее чем в 6 - 8 раз. Концы образца пропускают через отверстия в крышке соответствующего стеклянного сосуда. В стеклянном сосуде размещают не более двух образцов от одной и той же изолированной жилы.

Положение образца в сосуде, заполненном водой до нижнего края притертой крышки, регулируется так, чтобы 250 мм его длины было погружено в воду.

Образец выдерживают при температуре и в течение времени, указанных в стандарте или технических условиях на конкретное кабельное изделие, или, если время не нормировано, в течение 14 сут - для толщины до 1,0 мм, 21 сут - для толщины от 1,1 до 1,5 мм и 28 сут - для толщины свыше 1,5 мм. Если температура не нормирована, она должна быть на 5 °С ниже максимально допустимой температуры на токопроводящей жиле, но не выше 90 °С. Уровень воды должен сохраняться до нижнего края крышки.

Затем воду охлаждают до температуры окружающей среды. Образец вынимают из воды, встряхивают для удаления капель воды, слегка вытирают фильтровальной бумагой и взвешивают с точностью до 0,1 мг в течение 2 - 3 мин после удаления из воды. Массу в миллиграммах обозначают М2.

Затем образец высушивают в тех же условиях, которые были до его погружения в воду, то есть используют один из двух методов высушивания, описанных выше, примененный перед первым взвешиванием. Массу в миллиграммах в конце испытаний обозначают М3.

b) Для образцов, указанных в 9.2.1, перечисление b)

Образцы с тщательно очищенными поверхностями высушивают при температуре (70 ± 2) °С в условиях вакуума при остаточном давлении около 10² Па в течение 72 ч. В одну и ту же камеру или термостат не следует помещать одновременно материалы разного состава.

После выдерживания образцы охлаждают в течение 1 ч в эксикаторе и взвешивают с точностью до 0,1 мг (масса М1).

Затем образцы погружают в деионизированную (или дистиллированную) воду при температуре и на время, указанные в стандарте или технических условиях на конкретное кабельное изделие. Если температура не нормирована, она должна быть на 5 °С ниже максимально допустимой температуры на токопроводящей жиле, но не выше 90 °С. Каждый из образцов должен быть помещен в отдельный стеклянный сосуд, снабженный конденсатором, или в химический стакан со стеклянной крышкой и полностью погружен в воду.

При применении конденсатора его сверху прикрывают алюминиевой фольгой во избежание загрязнения.

По истечении времени, указанного в стандарте или технических условиях на конкретное кабельное изделие, или, если время не указано, через 14 сут образцы переносят в деионизированную (или дистиллированную) воду при комнатной температуре для охлаждения. Затем каждый образец вынимают из воды, встряхивают для удаления капель воды, обсушивают при помощи фильтровальной бумаги, не оставляющей волокон, и взвешивают с точностью до 0,1 мг (масса М2). Затем образец обрабатывают в тех же условиях, которые были до погружения. Массу в миллиграммах в конце испытаний обозначают М3.

9.2.3 Обработка результатов

a) Изменение массы, мг, рассчитывают по одной из следующих формул:

1) если масса М3 меньше чем М1

(М2 - М3)/А;                                                             (5)

2) если масса М3 больше чем М1

(М2 - М1)/А,                                                             (6)

где А для образцов, указанных в 9.2.1, перечисление а), означает площадь поверхности (см²) части образца, погруженного на длину 250 мм, а для образцов, указанных в 9.2.1, перечисление Ь), - общую площадь поверхности погруженного образца (см²).

b) За результат испытаний изолированной жилы принимают среднее значение изменения массы двух образцов.

10 Испытание на усадку изоляции

10.1 Отбор образцов

От каждой изолированной жилы, предназначенной для испытания, отбирают по одному образцу длиной 1,5L мм на расстоянии не менее 0,5 м от конца кабельного изделия.

Длину L устанавливают в стандарте или технических условиях на конкретное кабельное изделие.

10.2 Подготовка образцов

С образцов удаляют все защитные покрытия, кроме экструдированных электропроводящих экранов.

Не более чем через 5 мин после отбора образцов в средней части каждого образца отмечают контрольную длину (L ± 5) мм. Расстояние между отметками измеряют с точностью до 0,5 мм. С концов каждого образца делают подрезы изоляции и оголяют жилу на длине от 2 до 5 мм от отметок контрольного участка.

10.3 Проведение испытания

Образцы помещают горизонтально в воздушном термостате, закрепив за оголенные концы жилы или уложив на тальковую подушку для обеспечения свободного перемещения изоляции. Образцы выдерживают при температуре и в течение времени, указанных в стандарте или технических условиях на конкретное кабельное изделие.

Затем образцы вынимают из термостата и охлаждают до комнатной температуры, после чего вновь измеряют расстояние между контрольными отметками с точностью до 0,5 мм.

10.4 Обработка результатов

Разницу расстояний между контрольными отметками до и после нагрева образцов выражают в процентах по отношению к расстоянию между отметками до нагрева.

11 Испытание на усадку полиэтиленовых оболочек

11.1 Испытательное оборудование

Термостат с электрическим обогревом и естественной циркуляцией воздуха. Измерительная лента с ценой деления 1 мм.

11.2 Отбор образцов

Перед испытанием кабельное изделие, предназначенное для испытания, выдерживают в течение не менее 24 ч при комнатной температуре.

На расстоянии не менее 2 м от конца кабельного изделия отбирают один образец длиной (500 ± 5) мм.

11.3 Подготовка образцов

Непосредственно после отбора образца измеряют исходную длину оболочки L₁ как среднее значение результатов двух измерений. Эти измерения проводят вдоль и параллельно оси кабельного изделия на диаметрально противоположных сторонах образца. Если образец изогнут, измерения проводят на внутренней и внешней сторонах изгиба.

11.4 Проведение испытания

Образцы помещают горизонтально в термостат, нагретый до температуры, указанной в стандарте или технических условиях на конкретное кабельное изделие. Образец выдерживают в термостате в течение времени, указанного в стандарте или технических условиях на конкретное кабельное изделие.

Затем образец вынимают из термостата и охлаждают на воздухе до комнатной температуры. Этот термический цикл повторяют 5 раз. После охлаждения образца до комнатной температуры определяют в соответствии с 11.3 окончательную длину оболочки L₂.

11.5 Обработка результатов

Усадку оболочки ΔL, %, рассчитывают по формуле

                                                       (7)

Приложение ДА
(справочное)

Сведения о соответствии межгосударственных стандартов
ссылочным международным стандартам

Таблица ДА.1