Die Isolationsmaterialien und Isolationsschichten von elektrischen Leitungen und Kabeln
Annotierte Bibliographie: Isolationsmaterialien für elektrische Drähte und Kabel
Umfang und Zweck: Diese Bibliographie richtet sich an Ingenieure der Kabelindustrie, Elektrotechniker, Doktoranden und akademische Autoren. Sie sammelt die Kernnormen, chinesische Zeitschriftenartikel und ausländische Literatur zu Kabelisolationsmaterialien mit Einträgen im GB/T 7714-Referenzstil und kurzen Anmerkungen, die für die Zitierung in wissenschaftlichen Arbeiten und technischen Berichten bereit sind. Abdeckung: Polyvinylchlorid (PVC), vernetztes Polyethylen (XLPE), Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPR/HEPR) und raucharme, halogenfreie (LSZH) Materialien, zusammen mit XLPE-Wasserbaumalterung, Teilentladung und Flammwidrigkeitsbewertung.
1. Überblick über Isolationsmaterialsysteme
Die vier gebräuchlichsten Kabelisolationsmaterialien, ihre Schlüsseleigenschaften und die entsprechenden Normen bilden die Grundlage für die Lektüre der folgenden Literatur:
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Material |
Code |
Max. Dauerbetriebstemperatur des Leiters |
Eigenschaften und Anwendungen |
Hauptnormen |
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Polyvinylchlorid |
PVC |
70 °C (Isolierung) |
Thermoplastisch; kostengünstig, selbstverlöschend, emittiert aber beim Brennen halogenierte giftige Dämpfe; hauptsächlich verwendet in Niederspannungs-Gebäudedrähten und -mänteln. |
GB/T 8815; GB/T 5023; IEC 60227 |
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Vernetztes Polyethylen |
XLPE |
90 °C (250 °C Kurzschluss) |
Duroplastisch; ausgezeichnete elektrische Eigenschaften, hohe Temperaturbeständigkeit und hohe Strombelastbarkeit; die Hauptisolierung für Mittel- und Hochspannungskabel. |
JB/T 10437; GB/T 11017; IEC 60502 |
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Ethylen-Propylen-Kautschuk |
EPR / HEPR |
90 °C |
Flexibel, hitze- und feuchtigkeitsbeständig; geeignet für flexible/mobile Anwendungen und feuerbeständige Kabel. |
IEC 60502; IEC 60245 |
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Raucharme, halogenfreie Flammwidrigkeit |
LSZH |
70–90 °C |
Polyolefin-basiert mit halogenfreien Flammschutzmitteln; geringe Rauchentwicklung, ungiftig und nicht korrosiv beim Brennen; verwendet in U-Bahn-Systemen, Krankenhäusern und überfüllten Orten. |
GB 31247; GB/T 19666 |
2. Kernnormen
2.1 Nationale und Industriestandards
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Standard-Nr. |
Titel |
Schlüsselinhalt bezüglich Isolationsmaterialien |
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GB/T 8815-2008 (wird durch GB/T 8815-2026 ersetzt, gültig ab 2027-02-01) |
Weichmacherhaltige Polyvinylchlorid (PVC)-Compounds für Drähte und Kabel |
Grundlegende Norm für PVC-Kabel-Compounds. Spezifiziert die Klassifizierung, das Aussehen, die mechanischen/physikalischen Eigenschaften und die elektrischen Eigenschaften (einschließlich nach thermischer Alterung) von weichen PVC-Compounds, die aus PVC-Harz mit Weichmachern und Stabilisatoren hergestellt werden; die Abnahmegrundlage für PVC-Isolier- und Mantel-Compounds. |
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JB/T 10437-2024 (ersetzt JB/T 10437-2004) |
Vernetzbare Polyethylen-Compounds für Drähte und Kabel |
Wichtiger Industriestandard für XLPE-Isolier-Compounds. Basiert auf Polyethylen niedriger Dichte mit einem Vernetzungsmittel, spezifiziert technische Anforderungen, Prüfmethoden und Inspektionsregeln für vernetzbare Isolierungen für XLPE-Kabel bis 35 kV. |
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T/ZZB 1243-2019 |
XLPE-Isoliercompound für 66 kV–220 kV Wechselstromkabel |
Gruppennorm der Zhejiang Manufacturing zur Festlegung von Qualitäts- und technischen Anforderungen für XLPE-Isolier-Compounds für Hochspannungsgrade. |
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GB/T 11017.2-2024 (gültig ab 2025-04-01) |
Mit vernetztem Polyethylen isolierte Stromkabel und deren Zubehör für Nennspannungen von 66 kV und 110 kV — Teil 2: Kabel |
Produktstandard für Hochspannungs-XLPE-Kabel; spezifiziert die Dicke der XLPE-Isolierung, die Exzentrizität der Isolierung, die halbleitende Abschirmung sowie die elektrischen/mechanischen Leistungen von Trommeln. |
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GB/T 12706.2-2020 |
Extrudierte Vollisolations-Stromkabel und Zubehör für Nennspannungen von 1 kV bis 35 kV — Teil 2 |
Produktstandard für extrudierte Isolationskabel (XLPE, PVC) für Mittel-/Niederspannung; spezifiziert Isolationsmaterialien, Isolationsdicke und Fertigkabeltests. |
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GB/T 5023 (Serie) |
Mit PVC isolierte Kabel für Nennspannungen bis einschließlich 450/750 V |
Produktstandard für Niederspannungs-PVC-Gebäudedrähte; spezifiziert die Dicke der PVC-Isolierung, elektrische Eigenschaften und Alterungsanforderungen. |
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GB 31247-2014 |
Klassifizierung des Brennverhaltens von elektrischen und Glasfaserkabeln |
Klassifiziert die Brandleistung von Kabeln in die Stufen B1–B3 nach Brenntropfen (d), Rauchtoxizität (t) und Korrosivität (a); die Bewertungsbasis für die Auswahl und Bewertung von LSZH- und flammwidrigen Kabeln. |
2.2 Internationale Standards
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Standard-Nr. |
Titel |
Schlüsselinhalt bezüglich Isolationsmaterialien |
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IEC 60502-1:2021 / IEC 60502-2:2014+AMD1:2024 |
Stromkabel mit extrudierter Isolierung für Nennspannungen von 1 kV bis 30 kV |
Internationaler Standard für Stromkabel mit extrudierter Isolierung; definiert die Codes, maximalen Betriebs-/Kurzschluss-Temperaturen, das spezifische Volumenwiderstandsvermögen und die Fertigkabeltests für PVC-, XLPE- und EPR/HEPR-Isolier-Compounds. |
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IEC 60811 (Serie) |
Elektrische und Glasfaserkabel — Prüfverfahren für Isolier- und Mantelmaterialien |
Master-Standard für gängige Prüfverfahren für Isolier-/Mantelmaterialien: Dicke und Gesamtabmessungen, mechanische Eigenschaften, thermische Alterung, Heißverformung, Wasseraufnahme, Dichte usw.; die methodische Grundlage für die Prüfung von Isolationsmaterialien. |
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IEC 60227 (Serie) |
Mit Polyvinylchlorid isolierte Kabel für Nennspannungen bis einschließlich 450/750 V |
Internationaler Produktstandard für Niederspannungs-PVC-isolierte Kabel, verweist auf IEC 60811 für Prüfungen von PVC-Isolier-/Mantelmaterialien. |
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IEC 60245 (Serie) |
Mit Kautschuk isolierte Kabel für Nennspannungen bis einschließlich 450/750 V |
Internationaler Produktstandard für mit Kautschuk (z. B. EPR) isolierte Kabel. |
3. XLPE-Isolierungsalterung und Wasserbaum
A novel water-tree repair technique for XLPE cables based on nano-SiO₂ composite filling[J]. Transactions of China Electrotechnical Society.
Anmerkung: Stellt eine Kabelreparaturflüssigkeit vor, die im Inneren von Wasserbaumkanälen selbstständig einen Nano-SiO₂-Verbundfüllstoff erzeugt. Wasser-Nadel-Elektroden-Tests beschleunigen die Wasserbaumalterung der XLPE-Isolierung; dielektrische Verlust- und Netzfrequenz-Durchschlagsprüfungen zeigen, dass die Nano-Verbundfüllung Wasserbaumhohlräume füllt, das Wachstum von Wasserbäumen unterdrückt und die Durchschlagsspannung erhöht.
Diagnosis of local insulation aging defects in XLPE cables by high-voltage frequency-domain dielectric spectroscopy[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2022.
Anmerkung: Verwendet Wasser-Nadel-Elektroden zur Beschleunigung der Wasserbaumalterung und untersucht die diagnostische Fähigkeit der Hochspannungs-Frequenzbereich-Dielektroskopie für lokale Isolationsdefekte in XLPE-Kabeln, was eine zerstörungsfreie Methode zur Zustandsbewertung von im Betrieb befindlichen Kabeln darstellt.
Repair of water-tree-aged XLPE cables with siloxane[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2013.
Anmerkung: Eine Siloxan-Reparaturflüssigkeit dringt effektiv in wasserbaum-gealterte Bereiche ein, entfernt Feuchtigkeit und füllt Wasserbaumhohlräume, wodurch der Verlustfaktor gesenkt und die Durchschlagsspannung erhöht wird; Finite-Elemente-Simulationen analysieren die elektrische Feldkonzentration an den Spitzen von Wasserbäumen.
3.1 Raucharme, halogenfreie (LSZH) Materialien
Sun T, Wang Y J, Chai Z J, et al. Preparation and properties of thermoplastic low-smoke halogen-free flame-retardant polypropylene insulation for wires and cables up to 450/750 V[J]. Electric Wire & Cable, 2025, 68(3): 42-49.
Anmerkung: Herstellt eine thermoplastische LSZH-Flammschutz-Polypropylen-Isolierung für Niederspannungsdrähte und untersucht deren Flammwidrigkeit, elektrische und Verarbeitungseigenschaften; LSZH-Compounds müssen gleichzeitig geringe Rauchentwicklung (Lichtdurchlässigkeit > 60%), Halogenfreiheit und Flammwidrigkeit erfüllen.
Zhang X. Research progress in low-smoke halogen-free flame-retardant technology for EVA cable compounds[J]. Insulating Materials, 2023, 56(4): 7-11.
Anmerkung: Überprüft die flammhemmenden Systeme, halogenfreien flammhemmenden Synergien und Mechanismen von EVA-basierten (Ethylen-Vinylacetat) LSZH-Kabel-Compounds; eine Überblicksreferenz für die LSZH-Formulierungsforschung.
Influence of Vicat softening temperature on the extrusion stability of LSZH materials and optimisation strategies[J]. Electric Wire & Cable, 2026.
Anmerkung: Untersucht den Einfluss der Vicat-Erweichungstemperatur auf die Extrusionsstabilität von LSZH und schlägt Optimierungsstrategien vor, die sich auf die Übereinstimmung zwischen den thermischen Materialeigenschaften und der Extrusionsverarbeitung konzentrieren.
3.2 Bewertung und Mechanismus der Flammwidrigkeit
Performance evaluation and mechanism study of flame-retardant cables[J]. Electric Wire & Cable.
Anmerkung: Um die flammhemmende Anforderung B1 (d0, t0, a1) zu erfüllen, werden drei Mantelmaterialien verglichen, um eine qualifizierte Formulierung auszuwählen; der Einfluss wichtiger Extrusionsfaktoren — Strömungsteiler, Extrusionstemperatur, Düse und Schnecke — auf die Flammwidrigkeit wird untersucht.
Effect of silicone masterbatch on the electrical and flame-retardant properties of halogen-free cable compounds[J]. Acta Materiae Compositae Sinica.
Anmerkung: Untersucht den synergistischen Effekt eines Silikon-Masterbatches auf die elektrischen und flammhemmenden Eigenschaften von halogenfreien Kabel-Compounds im Bereich der halogenfreien flammhemmenden Modifikation.
4. Ausländische Literatur
Qin C, et al. Mustererkennung von Teilentladungssignalen für Verbundisolationsdefekte in vernetzten Polyethylen-Kabeln[J]. Sensors, 2024, 24(11): 3460.
Anmerkung: Untersucht die Mustererkennung von Teilentladungssignalen (PD) für Verbundisolationsdefekte in XLPE-Kabeln zur automatischen Diagnose von Isolationsdefekten.
Wasserbaum-beständige Eigenschaften von vernetzer-modifizierten SiO₂/XLPE-Nanokompositen[J]. Polymers, 2021.
Anmerkung: Untersucht die Wasserbaum-Beständigkeit von vernetzer-modifizierten Nano-SiO₂/XLPE-Nanokompositen; chemisches Pfropfen unterdrückt die Kondensation von Wassermolekülen zwischen Polyethylen-Lamellen und verbessert die Wasserbaumalterung.
5. Vollständige Referenzliste (GB/T 7714-Stil)
Standards:
1. GB/T 8815-2008, Plasticized polyvinyl chloride (PVC) compounds for wire and cable[S]. Beijing: China Standards Press, 2008. (GB/T 8815-2026 wird am 2027-02-01 implementiert)
2. JB/T 10437-2024, Cross-linkable polyethylene compounds for wire and cable[S]. Beijing: China Machine Press, 2024.
3. T/ZZB 1243-2019, XLPE insulating compound for 66 kV–220 kV AC cables[S]. 2019.
4. GB/T 11017.2-2024, Cross-linked polyethylene insulated power cables and their accessories for rated voltages 66 kV and 110 kV — Part 2: Cables[S]. Beijing: China Standards Press, 2024.
5. GB/T 12706.2-2020, Extruded solid insulation power cables and accessories for rated voltages from 1 kV up to 35 kV — Part 2[S]. Beijing: China Standards Press, 2020.
6. GB/T 5023 (series), PVC insulated cables of rated voltages up to and including 450/750 V[S]. Beijing: China Standards Press.
7. GB 31247-2014, Classification of burning behaviour for electric and optical fibre cables[S]. Beijing: China Standards Press, 2014.
8. IEC 60502-1:2021, Power cables with extruded solid insulation for rated voltages from 1 kV up to 30 kV — Part 1: Cables for rated voltages of 1 kV and 3 kV[S]. Geneva: IEC, 2021.
9. IEC 60811 (series), Electric and optical fibre cables — Test methods for insulating and sheathing materials[S]. Geneva: IEC.
10. IEC 60227 (series), Polyvinyl chloride insulated cables of rated voltages up to and including 450/750 V[S]. Geneva: IEC.
Zeitschriftenartikel:
11. A novel water-tree repair technique for XLPE cables based on nano-SiO₂ composite filling[J]. Transactions of China Electrotechnical Society.
12. Diagnosis of local insulation aging defects in XLPE cables by high-voltage frequency-domain dielectric spectroscopy[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2022.
13. Repair of water-tree-aged XLPE cables with siloxane[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2013.
14. Sun T, Wang Y J, Chai Z J, et al. Preparation and properties of thermoplastic low-smoke halogen-free flame-retardant polypropylene insulation for wires and cables up to 450/750 V[J]. Electric Wire & Cable, 2025, 68(3): 42-49.
15. Zhang X. Research progress in low-smoke halogen-free flame-retardant technology for EVA cable compounds[J]. Insulating Materials, 2023, 56(4): 7-11.
16. Influence of Vicat softening temperature on the extrusion stability of LSZH materials and optimisation strategies[J]. Electric Wire & Cable, 2026.
17. Performance evaluation and mechanism study of flame-retardant cables[J]. Electric Wire & Cable.
