30–150 伏
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IEC 60840 / 62067 / 60502
電纜熱循環測試系統
電纜熱循環試驗系統 | DEMIKS 提供的符合 IEC 60840 / 62067 標準的型式試驗解決方案
在您自己的實驗室中執行符合 IEC 60840 標準的加熱循環電壓測試 - 以及 8,760 小時的 IEC 62067 預認證制度 - 而無需將進度控制權交給第三方電纜測試機構。
8,760Ĥ
持續PQ能力
5–10°C
高於最高導體溫度
IEC + GB
標準合規
PLC+光纖
控制與通信
交聯聚乙烯/聚異氰酸酯
支援的保溫系統
電纜在紙面上通過型式試驗但在現場卻失效－彌合熱應力差距
一條新的高壓電纜在例行驗收測試中能夠承受額定電壓，但在長期運行4,500小時後仍可能失效。原因很少是單一缺陷造成的。而是循環熱應力、絕緣材料上的電應力以及濕度之間的緩慢相互作用，導致隔音系統及其下方的絕緣電阻裕度在預期使用壽命到來前數年就可能出現計劃外停機。
電纜熱循環測試設備旨在使電纜在到達輸電線路走廊或海底電力電纜安裝之前，其熱循環特性能夠被觀察和驗證。 DEMIKS 電纜熱循環測試系統向被測電纜施加校準後的導體電流，將導體溫度保持在比 IEC 60840 12.4 標準規定的最高工作溫度高 5°C 至 10°C 的範圍內，然後讓系統冷卻，並重複上述過程。對於符合 IEC 62067 標準的預認證工作，該循環將持續 8,760 小時（整整一年），期間施加電壓並追蹤局部放電、電容和介電性能。
8,760 小時 = 365 天 × 24 小時。這是受測電纜在一次雷電衝擊測量結束 IEC 62067 預認證程序之前所承受的連續負載。
在您自己的實驗室中，這項測試失敗的代價是需要重新設計。而在調試過程中——或者在帶電電纜系統的第一個加熱季——測試失敗的代價是停電事故、監管風險以及無法挽回的客戶關係。這正是我們系統旨在彌合的熱應力差距。
DEMIKS電纜熱循環測試系統－型號、配置與決策矩陣
DEMIKS電纜熱循環測試系統會圍繞三個變數進行配置：被測電纜的電壓等級、導體橫截面積和達到測試溫度所需的電流，以及測試持續時間－符合IEC 60840/IEC 60502標準的短時型式試驗循環，或符合IEC 62067標準的長期預認證試驗。所有配置均配備相同的PLC控制模組、光纖通訊鏈路和CF卡資料匯出功能，因此不同項目之間的資料管道保持一致。
輸出和測試能力－可設定範圍
| 參數 | 可配置範圍 | 應用說明 |
|---|---|---|
| 輸出電壓（高壓電纜側） | 最高可達 150 kV（可擴充用於特高壓電纜系統） | 符合 IEC 60840 電壓範圍；符合 IEC 62067 規定的特高壓配置。 |
| 加熱電流（導體） | 根據導體橫截面進行配置 | 根據 IEC 60840 §12.4 的規定，導體溫度應比正常運作中導體的最高溫度高 5–10 °C。 |
| 電源輸入 | 根據目前需求進行尺寸調整；包含低壓無功補償。 | 無功補償可以降低視在功率需求和上游供電容量。 |
| 加熱/冷卻循環時間 | 8 小時加熱 + 16 小時冷氣（可設定） | 預設設定與IEC 60840型式試驗順序一致。支援工程師自訂的、符合IEEE 400.2標準的現場試驗場景。 |
| 循環數 | 使用者自訂（預設值為 20，符合 IEC 60840 標準） | 可設定為符合 IEC 62067 預認證測試要求的 8,760 小時連續運轉模式。 |
| 溫度監控 | 實時，導體+護套表面 | 精度等級 0.5；記錄到無紙記錄器；可作為 0–5 V 類比訊號傳輸到外部電腦。 |
| 冷卻增強 | 風扇或水冷（可選） | 縮短非循環時間，並縮短 20 個循環的 IEC 60840 型式試驗的日曆時間。 |
| 安全堆疊 | 過溫、過流、漏電保護 | 硬體及軟體聯鎖；長時間無人操作所必需。 |
決策矩陣－按測試目標配置
| 買方目標 | 電壓等級覆蓋範圍 | 循環輪廓 | 推薦配置 |
|---|---|---|---|
| 常規交聯聚乙烯型式試驗（製造商品質保證） | 中壓電纜 1–30 kV (IEC 60502) | 加熱週期短，無持續電壓 | 主機，風冷，20週期自動模式 |
| 高壓電纜型式試驗（公用事業級） | 30–150 kV 高壓電纜（IEC 60840） | 8 小時開/16 小時關 × 20 個循環，加熱期間施加電壓 | 高壓級單元，水冷，介電測量橋 |
| EHV預認證（PQ）活動 | 150–500 kV 特高壓電纜（IEC 62067） | 8,760 小時連續加熱循環電壓測試 | 超高壓級單元，擴充電容補償，冗餘光纖遙測 |
| 電纜附件鑑定（接頭、端接） | 按電纜等級 | 加熱循環與施加電壓同步 | 附加附件測試台，獨立的導體加熱電路 |
內部電纜熱循環測試與第三方實驗室外包測試－整體擁有成本
買家不會將電纜熱循環測試系統的單價與零進行比較。他們會將其與每次電纜型式試驗、每次附件認證活動以及每次預認證工作中，送至外部高壓電纜測試實驗室的重複性成本進行比較。如果他們要論證投資回報，這才是正確的比較方式——而大多數初步採購調查都忽略了這一點。
| 成本維度 | 第三方實驗室 | 內部（DEMIKS） |
|---|---|---|
| 每個電纜類型測試 | 每次測試活動的循環費用 | 一次性資本支出，無限重複使用 |
| 腔室/設置排隊時間 | 高峰期持續數週至數月 | 由工程師安排，無外部隊列 |
| 8,760 小時預認證（IEC 62067） | 實驗室行程已鎖定日曆年 | 日曆年已在您的日程表中被屏蔽 |
| 數據所有權 | 實驗室保留原始測試數據；發布報告 | 完整原始資料；CF卡導出；軟體導入 |
| 失敗後的重新測試成本 | 再次收取全額測試費用 | 僅需重新運作的營運成本 |
| 多電纜並行作業 | 受實驗室腔室數量限制 | 透過增購車位擴大規模 |
| 設計資料的保密性 | 外部處理樣品 | 在製造商自身邊界內 |
成本結構分析
外包電纜測試的成本結構
大多數獨立有線電視測試實驗室按測試次數或測試室使用小時數收費，並且需要提前預約。業界有關認證測試時間的資訊（此處僅作參考，因為公開的有線電視實驗室測試時間並未公開索引）顯示，在旺季，常規認證工作的積壓通常需要六到八週。
IEC 62067 標準本身就要求電纜經銷商在同一測試室中進行為期一年的多次測試。如果電纜製造商在同一產品路線圖中需要兩次這樣的測試能力，那麼考慮到停機成本和預認證中規定的保證負載問題，實際成本將遠超預期。
TCO 優惠卡
將電纜熱循環測試納入企業內部管理的理由
電纜熱循環測試系統並非購買一件物品，而是購買一項能力。這項能力帶來的回報涵蓋電纜廠或研究機構在其使用壽命內使用該設備進行的每一次電纜型式試驗、每一次接頭或端接重新認證，以及每一次IEC 62067預認證循環。現場操作通常會發現，真正的總擁有成本（TCO）並非設備本身的價格，而是經常性的測試費用、測試室可用性的安排風險以及外部測試的資料所有權費用。
對於五年產品開發週期內需要進行兩輪或以上預認證測試的採購商而言，擁有電纜熱循環測試房就成為一項採購決策，而非研發支出。具體的投資回報取決於測試量、電壓等級分佈以及現有測試房的成本。
註：實際投資回收期、內部報酬率和避免成本估算是基於現有系統。請聯絡我們以取得您自己的測試場景計算結果。
符合 IEC 60840 / IEC 62067 / IEC 60502 / GB 標準－型式試驗、PQ 試驗和長期循環試驗
電纜熱循環測試由一套有限的國際和國家標準規定，這些標準要求特定的循環曲線、加熱期間的最大和最小電壓、導體最高溫度、循環次數，以及（對於特高壓電纜系統）電纜在該電壓下必須承受的時間。 DEMIKS 電纜熱循環系統的設計是基於以下標準中的相關規定，因此該設備可直接應用於已驗證的型式試驗、驗收試驗和預認證方案中。
適用標準矩陣
IEC 60840 第12.4條
高壓電纜及配件，30–150 kV（Um 最高可達 170 kV）。加熱循環電壓測試，導體溫度高於最高工作溫度 5–10 °C，加熱 8 小時 + 冷卻 16 小時 × 20 個循環，加熱期間施加電壓。
IEC 62067 附錄 H
特高壓電纜及配件，150–500 kV（Um 最高可達 550 kV）。 8,760 小時加熱循環電壓試驗，約 100 公尺電纜系統，每種附件類型各一套，多種安裝條件（直埋、隧道、管道），最後進行雷擊電壓試驗。
IEC 60502 第18.1.6條
中壓電纜 1–30 kV。加熱過程中不施加連續電壓的熱循環試驗－與 IEC 60840 的差異。
IEEE 400.2 / 400.3
屏蔽電力電纜及附件的現場測試－包括用於調試和維護程序的超低頻 (VLF) 電纜測試參考。
GB / T 11017
中國 110 kV 級電纜國家標準，是 IEC 60840 型式試驗要求的英國對應標準。
類型 · PQ · 常規區分
型式試驗驗證電纜設計；預先認證試驗驗證電纜系統在整個使用壽命期間的性能；例行試驗是按長度進行的驗收試驗。該系統支援前兩項試驗；例行試驗由鄰近的DEMIKS設備系列負責。
電纜熱循環測試是公用事業級電纜系統必須通過的幾項高壓電纜測試程序之一。耐壓測試驗證高壓下的介電完整性；局部放電 (PD) 測量可在缺陷擴散前檢測電纜絕緣層中的缺陷；損耗角正切 (tan delta) 診斷可揭示交聯聚乙烯 (XLPE) 或其他絕緣電纜內部的介電損耗；甚低頻 (VLF) 電纜測試 (絕緣電阻測試和耐壓測試完善了常規驗收流程。
DEMIKS 電纜熱循環測試系統是此堆疊結構中長時間熱應力測試的主力軍；相鄰的電纜耐壓測試系統和高壓測量系統分別處理同一測試程序的電壓側和診斷側。
規範並未規定短路加熱。它規定將導體加熱至穩態溫度，該溫度比正常運行期間測得的最高導體溫度高 5°C 至 10°C。氣候設計：溫度足以加速老化過程——主要是交聯聚烯烴的熱氧化——但又不會高到使電纜處於其在實際使用中不會遇到的狀態。將導體加熱 8 小時，然後自然冷卻 16 小時，如此重複 20 次。絕緣系統承受的這種累積負載正是此測試所要模擬的環境。
每個溫度顯示器還提供標準的、易於獲取的 0-5V 類比訊號，使外部獨立電腦或監視器能夠從測試迴路外部監控循環曲線。我們的無紙記錄器將輸出相同的導體和表面溫度，並透過 CF 卡直接匯出到您的工程師常用的資料工具中。
如果這還不夠，對於150kV以上的超高壓電纜系統，IEC 62067標準進一步規定了預認證測試，該測試包括約100米長的電纜，每種附件類型，以及多種不同的電纜安裝方式（直埋、隧道、管道）。測試裝置需在加熱循環電壓下維持8,760小時。之後，還要進行雷擊衝擊試驗，已安裝的系統必須能夠承受該試驗。 8,760小時並非行銷噱頭！標準明確規定了8,760小時的測試時間，而DEMIKS電纜熱循環測試系統正是為此而設計的。
系統內部結構 - PLC 控制、光纖通訊以及到 MATLAB/ORIGIN 的資料管道
接下來是您期待已久的技術部分。此測試裝置基於四項工程設計特性，這些特性決定了您的測試活動能否在首次運行中成功完成 8,760 小時的測試，還是需要在第九個月中途重新設定：- 直通變壓器配置、我們如何處理系統的無功負載分量、將控制電路與測試迴路進行電磁隔離，以及記錄器資料的輸出路徑。
PLC控制與測量系統
該測試台是一個PLC控制和監控系統，用於模擬和測試迴路電路，可控制被測電纜中的導體電流和芯線溫度、模擬導體中的導體電流和表面溫度以及測試程序的運行時間。操作介面提供兩種模式：手動控制模式，用於測試工程師控制的逐步驗證程序；以及自動無人值守的長時間測試模式，測試時長可達8,760小時，加熱時間、冷卻時間和循環次數均可預先設定。所有顯示點均標配0-5V直流輸出，用於資料擷取或與監控系統整合。
45°開口鐵心直通式變壓器
當我們使用饋通式變壓器向受測電纜導體施加經過處理的電熱時，顯然需要一個「載流裝置」。但其獨特之處在於，這種「鐵芯」結構在一側可以打開至45°，只需一名操作人員即可完成電纜穿入，而無需像傳統的多段式實心磁環那樣，需要多名操作人員將電纜繞線。對於預先安裝的、不易拆卸的附件電纜系統而言，無需將系統分割成多個零件即可輕鬆穿入電纜，這大大節省了操作人員的安裝和拆卸時間。
左心室反應性補償
由於使用饋通變壓器將調節後的電熱注入電纜系統時，上游電源會消耗大量的視在功率，因此我們測試系統上的低壓無功補償裝置可以顯著降低實驗室所需的上游變壓器尺寸、成本和總佔地面積，同時最大限度地減少 8,760 小時測試運行中浪費的能量。
光纖通訊和乙太網路遠端監控
測試迴路的控制訊號透過光纖而非銅纜從監控電腦傳輸到測試平台，這是因為必須進行電氣隔離，以防止測試平台故障引起的過電壓瞬變傳播到連接的硬體。這顯然可以保護測試工程師的人身安全。該系統還提供網路端口，因此在長達 6,200 小時的預認證測試期間（測試週期已進行數千小時），監控人員無需一直待在測試室中。
散熱增強－風扇或水冷（可選）
IEC 60840 型式試驗包括在每個 8 小時加熱模組中設定 16 小時的冷卻時間，因此，考慮到型式試驗的持續時間，累積冷卻時間通常決定了總試驗時間。如果累積冷卻時間過長，則會添加風扇或水冷等更快速的冷卻裝置；如果沒有此類裝置，系統將預設為自然冷卻，這仍然完全可以接受。
安全疊層 - 過溫、過流、漏電保護
該系統的兩大主要保護功能疊加運作：首先是基本的過溫、過流和介電洩漏保護；其次是聯鎖功能，用於在無人值守運行期間，如果過溫/過流/洩漏聯鎖觸發，則發出電纜內部絕緣層脫落的初步警告。聯鎖觸發後，系統會記錄事件日誌，其中包含日期/時間戳記以及觸發前的溫度、電流和介電損耗曲線值：這使得工程師能夠在測試週期恢復後，快速識別曲線變化的位置（如有）。
無紙化記錄器和 CF 卡資料管道至 EXCEL / ORIGIN / MATLAB
其感測器的溫度資料透過電腦軟體進行數學歸一化，捕獲到資料記錄器中，列印或匯出到計算機，並以使用者選擇的任何資料格式儲存到 CF 卡上（各個工程部門使用 EXCEL、ORIGIN 或 MATLAB），這樣工程團隊就不會遺失任何資訊。
客戶成果－交聯聚乙烯/聚對二氯乙烯型式試驗、電力研究院驗證、電纜製造商品質保證
電纜熱循環測試系統的買家可分為三類：電纜製造商（需按標準測試）、獨立測試機構以及從事絕緣系統研發和產品壽命預測的電氣研究實驗室。儘管基本的測試控制系統和工程流程可能相同，但各類買家所需的測試配置可能略有不同。
電纜製造商－品質保證與型式認證
高壓/超高壓交流及直流電纜型式試驗
根據IEC 60840標準定義的型式試驗以及附件H中規定的預認證試驗（針對長度超過預定值的電纜），均分兩步驟完成，試驗時間分別為20小時和8760小時。海底電纜型式試驗的流程與地下電纜相同，但會使用特定的配件間來容納各種接頭和分支連接，以符合任何所需的配件配置。
測試機構－獨立認證
代表公用事業公司進行電纜及附件資格認證
經認可的測試實驗室將購買電纜熱循環測試系統，以便根據IEC、GB和IEEE參考標準，為擬銷售給網路營運商的電纜出具型式試驗證書。此系統的PLC手動操作模式可滿足認證機構通常要求的見證測試場景，而自動模式則可在無人值守的情況下運行長時間循環測試，這些循環測試發生在需要操作員直接輸入的事件之間。
電力研究所—壽命研究
絕緣材料老化及使用壽命預測
從事交聯聚乙烯（XLPE）熱氧化、循環應力下介電老化以及基於阿倫尼烏斯方程式的壽命預測研究的科學研究團隊會將此平台視為一個長時老化試驗台。該平台配備乙太網路端口，方便外部團隊在測試電纜加熱循環的同時，運行各自的電導率測量或局部放電測試裝置，進行連續數據採集。
採購指南－定價因素、交貨週期、安裝支援和售後服務
電纜熱循環測試系統的採購流程是結構化的。本產品根據您的特定需求進行配置；它並非現貨產品，因此沒有統一的標價。價格由以下結構概述的多個工程參數決定。
定價因素框架詳情
| 定價驅動因素 | 它如何移動配置 | 我們需要您提供什麼 |
|---|---|---|
| 受測電纜的電壓等級 | 確定饋通式變壓器額定值、介電測量橋和開關設備尺寸。 | 中壓 (1–30 kV) · 高壓 (30–150 kV) · 超高壓 (>150 kV) |
| 導體橫斷面/電流包絡 | 設定加熱電流能力和低電壓無功補償額定值。 | 導體橫斷面範圍；預計受測平行電纜數量 |
| 測試制度－型式試驗與資格預審 | 20 個週期的短型試驗與 8,760 小時的連續試驗相比，提高了冗餘度、遙測能力和電容補償深度。 | IEC 60840 短週期 / IEC 60502 中壓週期 / IEC 62067 電能品質認證活動 |
| 冷卻增強選擇 | 風扇或水冷與自然冷卻－影響能源消耗和活動週期。 | 場地能源環境；並聯單元調度意圖 |
| 附件測試平台範圍 | 系統是否需要專用隔間來放置接頭、終端、分支連接器。 | 待測試的電纜系統附件類型 |
| 資料整合深度 | 僅支援 CF 卡匯出 vs 乙太網路監控整合 vs 基於 PLC 的自訂協定。 | 現有實驗室數據基礎設施 |
| 標準目標 | 僅IEC認證檔案包、僅GB認證檔案包或IEC+GB雙認證檔案包。 | 電纜設計的目標市場 |
定價取決於配置，具體結構如下。我們不提供與系統測試的電纜等級和所需測試模式無關的單價。所有其他因素均屬於標準組件，最終形成的系統是同類產品中獨一無二的設備。
交貨週期、安裝及售後流程
| 尺寸 | DEMIKS 如何處理 |
|---|---|
| 交貨時間 | 報價根據決策矩陣討論後的配置而定。長週期元件（饋通變壓器、補償電抗器）會影響交付進度；標準高壓級配置的交付速度快於超高壓級預認證配置。 |
| 工廠驗收測試（FAT） | 在 DEMIKS 工廠進行，工程和採購部門有見證人，包括代表性的加熱循環曲線和完整的資料匯出驗證。 |
| 現場安裝 | 工程師監督調試。包括現場勘測、供電變壓器驗證、光纖佈線和PLC程序審查。 |
| 操作員培訓 | 兩個資料流－控制系統操作（PLC 手動/自動模式、配方管理）和資料管道（無紙記錄器、CF 卡匯出、EXCEL / ORIGIN / MATLAB 匯入）。 |
| 遠程支持 | 以乙太網路為基礎的遠端監控功能可讓 DEMIKS 工程師在客戶工程師標記事件時檢查運作週期。 |
| 備件和校準 | 校準週期根據溫度精度等級決定。備件清單在交付時提供，關鍵路徑上的物料已預先部署，以備長期預認證活動之需。 |
| 標準文檔包 | IEC 60840 / 62067 / 60502 條款映射工廠測試證書和（根據要求）GB 側交叉參考。 |
如果您需要配置估價、條款映射合規包，或只是想開啟對話，請填寫以下表格，概述您的電纜分類、工作電流範圍、目標標準，我們將根據定義的參數提供合適尺寸的配置以及定價。
常見問題 — 電纜熱循環測試系統
電纜熱循環測試系統將待測樣品的導體置於高溫環境中，使其溫度比電纜在最大運行條件下的預期溫度高出約 5-10℃，並保持一段時間後冷卻，然後重複此過程。通常，根據 IEC 60840 標準 12.4（高壓系統），需要重複 20 次；或者，根據 IEC 62067 附錄 H（超高壓系統預認證測試），可能需要進行多個 8,760 小時的連續循環。換句話說，絕緣系統承受的循環加速應力與電纜在長期運作條件下所承受的應力類似。
IEC 60840 12.4 導體電流加熱持續進行，直到導體達到比其最高工作溫度高 5-10°C 的穩定溫度。然而，在通電循環的加熱階段，導體在達到該溫度後仍保持通電狀態。通電循環持續時間至少為 8 小時，斷電循環持續時間至少為 16 小時，以使導體溫度冷卻至比環境溫度高 10°C 以內。此測試序列重複 20 次。 IEC 60840 與 IEC 60502 中壓網路電纜熱循環測試模式的差異在於，IEC 60840 的通電循環加熱階段是在導體通電狀態下進行的。
是的。該系統設計用於符合IEC 62067附錄H規定的8,760小時為期一年的預認證測試，測試採用恆定加熱循環模式，並在該測試循環電壓下進行不間斷、無人值守運行，其基於以下技術：• 監控PLC硬體；• 光纖遙測；• 過溫/過流和漏電聯鎖。標準還要求測試程序包括對總長約100公尺的電纜進行附件測試，每種類型的附件均需在直埋、隧道敷設和管道敷設條件下進行安裝測試。測試系統的附件測試間已為此配置。
該系統是根據測試規範而非絕緣化學成分開發的，這是為了確保能夠涵蓋IEC 60502、IEC 60840和IEC 62067標準所定義的範圍內的所有測試，這當然包括目前仍在運行的XLPE基高壓和超高壓電纜以及紙鉛護套電纜等。加熱電流前端和介電測量前端均與被測導體的截面積和電壓等級相符。
用於電子設備的熱循環測試箱旨在透過改變環境箱內的溫度條件，迫使被測設備中的表面貼裝元件及其焊點反覆經歷膨脹和收縮。相較之下，電纜測試裝置則利用變壓器在測試結構內部加熱電纜，並透過測試模組在絕緣層上施加高壓（此測試模組同時也會加熱導體），然後記錄導體中的電訊號如何受到熱量的影響。雖然搜尋「熱循環測試」一詞主要會找到與電子設備相關的文章，但本頁將討論電纜系統應用方面的熱循環測試。
型式試驗（IEC 60840 12、IEC 60502 18）：證明電纜及其附件能夠滿足適用標準中規定的電氣、熱學和機械性能要求－試驗是基於一個代表性樣品組裝而成。預認證試驗（IEC 62067 附錄 H）：透過在一段更長、更典型的電纜及其全套附件上，在類似實際使用條件下進行為期一年的負載測試，向客戶證明電纜及其附件能夠長期穩定運行。例行試驗：每條電纜的每一公尺都應符合耐壓要求。
交貨週期因應用而異，並根據具體項目進行估算。高壓標準的運作週期與超高壓級預認證計畫有所不同，後者採用更大的饋通變壓器和更高的無功補償能力。在完成決策矩陣討論後，我們會根據您提供的電纜等級、電流範圍和附件間範圍來報價。在初步溝通中，我們會辨識出交貨週期較長的組件，以便根據現有的測試計畫優先採購。
這款無紙記錄器將溫度訊號數位化並儲存到本地記憶體，然後提取到CF卡。 CF卡檔案可直接匯入Excel用於合規性報告，匯入ORIGIN用於老化曲線擬合，以及匯入MATLAB用於控制迴路建模。每個測量顯示輸出端均提供外部採樣的0-5V類比訊號輸出，允許外部控制電腦或SCADA系統監控資料冗餘，並遠端運行/查看測試序列。該設備還配備乙太網路端口，用於遠端監控。