电缆绝缘材料在挤出、冷却和交联过程中可能形成一定的内部残余应力。当电缆后续经历较高温度时，这些应力可能释放，使绝缘层沿电缆轴向发生回缩。绝缘回缩过大可能在电缆终端、接头或剥切位置形成尺寸变化，影响绝缘覆盖和附件配合，因此收缩试验是评价特定电缆绝缘材料热尺寸稳定性的重要方法。
一：收缩试验的目的
电缆绝缘材料收缩试验主要模拟绝缘层在规定热环境中释放加工残余应力后的尺寸变化。试验关注的不是普通热膨胀，而是经过规定热处理和冷却后保留下来的永久性长度变化。
开展收缩试验主要用于：
- 评价绝缘材料受热后的纵向尺寸稳定性；
- 判断挤出和冷却工艺是否形成过大残余应力；
- 比较不同绝缘材料或加工工艺的热收缩差异；
- 评价交联聚乙烯等绝缘层的加工一致性；
- 分析电缆端部绝缘回缩问题；
- 为电缆附件匹配和长期运行可靠性提供数据；
- 用于产品研发、型式试验和批次质量控制。
二：试验条件与方法
1. 试样制备
试样通常从成品电缆绝缘层中取得，并按照适用标准制成规定长度。试样端部切割应整齐，避免由于拉伸、压扁或机械加工造成新的残余变形。
2. 初始长度测量
在热处理前按照标准要求测定试样有效长度，并做好标记。长度测量应保证基准一致，因为收缩率通常只有几个百分点甚至更低，测量误差会明显影响结果。
3. 热处理温度
将试样置于规定温度的空气环境中加热。具体温度由电缆产品标准和绝缘材料类型确定，不同聚合物不能采用同一温度条件。
4. 热处理时间
试样需要在规定温度下保持标准要求的时间，使绝缘材料中可释放的加工应力充分表现。温度和时间共同决定试验严酷程度。
5. 冷却和恢复
热处理结束后，应按照标准要求将试样取出并冷却至规定状态，再重新测量长度。未经充分恢复直接测量可能把暂时的热膨胀或温度效应带入结果。
6. 收缩率计算
根据处理前后的长度变化计算纵向收缩率。一般以初始长度和热处理后长度之差相对于初始长度的百分比表示。
| 试验环节 | 主要控制内容 | 对结果的影响 |
|---|---|---|
| 取样 | 代表性绝缘试样 | 影响批次代表性 |
| 初始测量 | 长度与标记基准 | 决定计算准确性 |
| 热处理 | 规定温度和时间 | 释放加工残余应力 |
| 冷却恢复 | 按标准恢复状态 | 避免热膨胀干扰 |
| 复测 | 热处理后长度 | 计算最终收缩率 |
三：相关标准
电缆和光缆绝缘材料收缩试验可依据GB/T 2951.13-2008《电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法 第13部分：通用试验方法 密度测定方法 吸水试验 收缩试验》。该标准目前为现行国家标准，并于2009年4月1日起实施。
GB/T 2951.13-2008给出了电缆绝缘和护套材料相关通用试验方法，但具体哪些电缆需要做收缩试验、热处理温度、时间以及最大允许收缩率，应结合对应电缆产品标准确定。
| 标准 | 主要用途 |
|---|---|
| GB/T 2951.13-2008 | 绝缘和护套材料收缩等通用试验方法 |
| GB/T 2951.11-2008 | 厚度、外形尺寸及机械性能测量 |
| GB/T 12706系列 | 挤包绝缘电力电缆产品要求 |
| 具体电缆产品标准 | 确定试验温度、时间和收缩率限值 |
四：试验流程
- 确认电缆类型：记录额定电压、绝缘材料和产品标准。
- 核对收缩要求：确认是否规定收缩试验及对应限值。
- 截取代表性试样：避免取样过程中拉伸绝缘。
- 进行必要预处理：按标准调整试样状态。
- 标记测量基准：建立稳定长度测量位置。
- 测量初始长度：记录处理前有效尺寸。
- 设定热处理温度：依据产品标准控制环境。
- 持续规定时间：完成热应力释放过程。
- 取出并冷却：按照规定条件恢复试样。
- 测量最终长度：保持与初始测量相同基准。
- 计算收缩率：得到各试样纵向尺寸变化。
- 结果判定：与产品标准限值比较并分析离散性。
五：第三方试验服务
电缆绝缘材料收缩试验适用于产品标准明确要求热收缩评价的电力电缆绝缘层及其他挤出绝缘材料，可用于研发验证、批次检验和失效原因分析。
- 绝缘材料纵向收缩率；
- 不同热处理温度对比；
- 不同处理时间对比；
- 不同生产批次收缩率比较；
- 不同挤出或冷却工艺比较；
- 交联工艺前后尺寸稳定性分析；
- 绝缘厚度配套测量；
- 热老化与收缩组合评价；
- 端部回缩问题分析。
试验通常需要受控热处理环境、精密长度测量及试样制备条件。具体温度、时间和取样数量应依据电缆产品标准确定。
六：收缩率评价
1. 收缩率越大说明热尺寸稳定性越差
较大的永久收缩通常意味着绝缘在制造过程中积累了较高的轴向残余应力，受热后这些应力释放并形成明显回缩。
2. 挤出牵引会影响残余应力
绝缘挤出后如果牵引、冷却或定径条件不匹配，聚合物分子链可能形成较高取向，后续加热时容易产生回缩。
3. 冷却速度会影响尺寸稳定性
快速且不均匀的冷却可能形成温度梯度和结构差异，因此同一种材料在不同生产线条件下可能表现出不同收缩率。
4. 交联状态会影响热收缩行为
对于交联绝缘材料，交联程度、热历史和后处理都会影响材料网络结构与尺寸稳定性，收缩率异常时应结合其他材料性能一起分析。
5. 单次结果应结合多个试样评价
局部挤出波动和取样位置可能造成一定离散，批次质量评价应按照标准样本数量计算并观察结果一致性。
6. 收缩合格不等于全部绝缘性能合格
收缩试验只评价热尺寸稳定性，不能替代拉伸、热老化、绝缘电阻、耐压和热延伸等其他性能试验。
七：总结
电缆绝缘材料收缩试验通过规定热处理前后长度变化评价材料的热尺寸稳定性，是识别绝缘加工残余应力和端部回缩风险的重要方法。GB/T 2951.13-2008是当前常用的收缩试验基础标准，具体试验温度、时间及允许收缩率还需要依据对应电缆产品标准确定。
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