La norme « EN IEC 60811-1-2 Méthodes d'essai communes pour les matériaux d'isolation et de gainage des câbles électriques - Partie 1-2 : Méthodes d'application générale - Méthodes de vieillissement thermique », qui est basée sur une norme européenne et publiée ultérieurement par la Commission électrotechnique internationale (CEI), décrit les méthodes de vieillissement thermique appliquées aux composés d'isolation et de gainage les plus courants, élastomère, polychlorure de vinyle (PVC), polyéthylène (PE), polypropylène (PP) et composés similaires.
Cette norme comprend les méthodes d'essai à utiliser pour tester les matériaux isolants et chauffants polymères des câbles électriques utilisés pour la distribution et la communication électriques, y compris les câbles utilisés sur les navires.
Les tests de vieillissement accéléré permettent d'étudier les performances des câbles sur une courte période de temps, simulant ainsi les performances à long terme des matériaux qui les composent. Généralement dans ce cas, le vieillissement est réalisé dans un four à air chaud à circulation d'air naturelle ou forcée. Les échantillons sont placés au centre du four et maintenus à la température définie pendant la durée spécifiée dans la norme spécifique du câble. À la fin du processus de vieillissement accéléré, une fois les échantillons revenus à température ambiante, ils sont soumis à un test de détermination des propriétés mécaniques pour vérifier les effets du processus sur l'échantillon.
Le vieillissement thermique fait référence aux changements irréversibles à long terme dans la structure, la composition et la morphologie des matériaux résultant de l'exposition à des températures susceptibles d'être rencontrées pendant le service. Ces changements peuvent résulter d’une combinaison de charges mécaniques et de changements chimiques. Parmi celles-ci, l’oxydation par contact avec l’oxygène atmosphérique est généralement la plus importante. En pratique, le vieillissement physique ou la durée de vie d'un matériau plastique est défini en termes de seuil critique pour une propriété physique facilement mesurable telle que la contrainte de rupture.
Le degré de changement des performances d’isolation des câbles électriques détermine le niveau de vieillissement des matériaux isolants. Si la performance d'isolation du matériau atteint une certaine valeur, le degré de vieillissement de l'isolation est grave. La valeur au-delà de laquelle l’isolant ne peut plus être utilisé en toute sécurité est appelée fin de vie de l’isolant.
Les facteurs courants qui provoquent le vieillissement de l'isolation sont le vieillissement thermique, le vieillissement électrique, le vieillissement chimique ou le vieillissement mécanique, mais plus de 80 % des défaillances de câbles sont causées par la chaleur, et la clé pour raccourcir la durée de vie du câble est le vieillissement thermique, la température étant le facteur principal. Par conséquent, l’effet du vieillissement thermique sur la durée de vie du câble est significatif.
En bref, l'essence du vieillissement thermique réside dans les changements chimiques et physiques complexes causés par une température ambiante élevée ou par la chaleur transportant du courant à long terme pendant le fonctionnement du câble, entraînant une augmentation de la température de l'isolation et une détérioration des performances de la couche d'isolation. Cela entraîne une augmentation de la température de l’isolation et une diminution des performances de la couche isolante.
Les méthodes courantes de prédiction de la durée de vie du vieillissement thermique des câbles comprennent l’évaluation conventionnelle et l’évaluation accélérée. Premièrement, il s’agit d’une méthode de test de durée de vie reconnue à l’échelle internationale et dotée d’une grande fiabilité, mais le temps de test est très long. Deuxièmement, c’est une méthode rapide pour simuler le mécanisme de vieillissement du câble. Son principe est d'accélérer la réaction physique et chimique des matériaux en augmentant la température de vieillissement de l'isolant pour simuler le processus de vieillissement. En testant la valeur caractéristique de la durée de vie du câble avec cette méthode, la fonction entre la durée de vie du câble, le temps de vieillissement et la température de vieillissement est établie. Les données de test sont analysées pour obtenir le modèle de prédiction de la durée de vie du vieillissement thermique, calculant ainsi la durée de vie du câble dans des conditions normales de fonctionnement de l'isolation. Le modèle de Weibull et le modèle d'Arrhenius sont souvent utilisés pour analyser la durée de vie des câbles.
Notre organisation, qui s'efforce de soutenir les entreprises de tous les secteurs avec une large gamme d'études de tests, de mesures, d'analyses et d'évaluation qu'elle réalise depuis des années, dispose d'un personnel solide qui suit de près les développements dans le monde dans le domaine de la science et de la technologie et s'améliore constamment. Dans ce contexte, des services d’essais sont également fournis aux entreprises conformément à la norme « EN IEC 60811-1-2 Méthodes d’essai communes pour les matériaux d’isolation et de gaine des câbles électriques - Partie 1-2 : Méthodes d’application générale - Méthodes de vieillissement thermique ».
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