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電纜耐溫等級國標(biāo)、美標(biāo)、歐標(biāo)介紹

所屬分類：行業(yè)新聞與動態(tài)發(fā)布時間：2021/3/31 9:51:47

在電線電纜的設(shè)計、選材、生產(chǎn)、銷售過程中，往往碰到很多溫度參數(shù)，如90℃、105℃、125℃、150℃等。這些參數(shù)在行業(yè)中的通俗名稱都叫耐溫等級參數(shù)，那這些參數(shù)是怎么來的呢？同是90℃的耐溫等級的材料，為什么老化溫度不一樣呢？老化溫度和耐溫等級是什么關(guān)系？絕緣允許的導(dǎo)體長期最高工作溫度是怎么定義的？什么是溫度指數(shù)？什么是材料的額定溫度？硅烷交聯(lián)料能滿足125℃的耐溫等級嗎？

要回答上述問題，首先要了解標(biāo)準(zhǔn)體系，因為不同的標(biāo)準(zhǔn)體系對耐溫等級的定義是不同的。我們常見的標(biāo)準(zhǔn)體系主要有國家標(biāo)準(zhǔn)(及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn))、UL標(biāo)準(zhǔn)、EN/IEC標(biāo)準(zhǔn)等。

01 UL標(biāo)準(zhǔn)

UL標(biāo)準(zhǔn)中，常見的耐溫等級是60℃、70℃、80℃、90℃、105℃、125℃和150℃。這些耐溫等級是怎么來呢？是導(dǎo)體的長期工作溫度嗎？實際上，這些所謂的耐溫等級，在UL標(biāo)準(zhǔn)中稱作額定溫度（rating temperature）。它并不是導(dǎo)體的長期工作溫度。

額定工作溫度

UL標(biāo)準(zhǔn)中額定溫度的確認(rèn)是按照公式1.1來確定的（參見UL 2556-2007中4.3章材料長期老化部分）。具體過程是先假定材料的一個耐溫等級，如105℃，然后按公式1.1計算出烘箱的測試溫度112℃，分別在這樣的測試溫度下將樣品放置90天、120天和150天，得到樣品的伸率變化率和老化天數(shù)的數(shù)據(jù)，然后再通過最小二乘法推算出老化天數(shù)和斷裂伸長率的線性關(guān)系，進而依據(jù)此線性關(guān)系推算在此烘箱溫度（112℃）下老化300天時的樣品斷裂伸長率。

如果斷裂伸長率的變化率小于50%，則認(rèn)為此材料可以達到這個假定的額定溫度，如果斷裂伸長率的變化率大于50%，則認(rèn)為此材料的額定溫度不能達到假定的額定溫度，需要重新假定一個額定溫度，繼續(xù)上述試驗。

由此可見，在UL標(biāo)準(zhǔn)體系中如果采用反推的方法可以這樣認(rèn)為：某個材料在某溫度A℃下老化300天，其伸率變化率不超過50%，再將溫度A減去5.463，然后再除以1.02，得到溫度B℃，即可認(rèn)定此材料可以達到溫度B℃的額定溫度。

這一額定溫度，絕不是絕緣層允許的導(dǎo)體的長期最高工作溫度。因為長期最高工作溫度中的“長期”實際上應(yīng)該是電纜在此工作溫度下的壽命，至少要以年為單位計算，如光伏電纜標(biāo)準(zhǔn)EN50618中，電纜的壽命設(shè)計為25年，UL標(biāo)準(zhǔn)中的額定溫度一般會比導(dǎo)體的長期最高工作溫度高。

短期老化溫度

材料的短期老化溫度，即我們平常在標(biāo)準(zhǔn)中最常見的7天、10天等，如105℃的材料，老化條件為136℃×7天。那這和額定溫度是什么關(guān)系呢？在UL標(biāo)準(zhǔn)中，短期老化的溫度是靠材料的長期使用經(jīng)驗獲得的，但也總結(jié)了一些方法來確認(rèn)。如在UL2556-2007標(biāo)準(zhǔn)4.3.5.6章及附錄D中這樣確定一個材料的短期老化溫度。首先選擇一個額定溫度、老化溫度和老化時間。如果測試材料老化后的伸率變化率大于50%，則認(rèn)定為此材料可以按照此條件來確定老化溫度，如果伸率變化率大于50%，則材料的額定溫度和短期老化溫度需要下降一個等級。除此之外，在UL758-2010的第14章中也總結(jié)了簡單的公式來確定短期老化溫度。

02 EN/IEC標(biāo)準(zhǔn)

在EN/IEC標(biāo)準(zhǔn)中，很少像UL標(biāo)準(zhǔn)中那樣看到額定溫度（rating temperature），取而代之的是導(dǎo)體長期工作溫度（operation temperature）或者溫度指數(shù)。那么這兩個溫度有什么區(qū)別呢？

實際上，在EN/IEC標(biāo)準(zhǔn)體系中，對電纜的耐溫等級的評價主要是按照EN 60216或IEC 60216來評價的。此標(biāo)準(zhǔn)主要是評價絕緣材料的熱壽命。其評價方法是將材料在不同溫度下進行老化試驗，以斷裂伸長率的變化率為50%作為老化的終點，得出材料在不同溫度下的老化天數(shù)。然后通過線性回歸的方式將老化天數(shù)和老化溫度做線性相關(guān)處理，得出一個線性關(guān)系曲線。然后根據(jù)電纜的壽命確定最高工作溫度，或者根據(jù)長期工作溫度，確定線纜的壽命。

而溫度指數(shù)，就是指絕緣材料在熱老化20000H后，斷裂伸長率的變化率為50%時，所對應(yīng)的溫度。以光伏電纜標(biāo)準(zhǔn)EN 50618:2014為例，其電纜的設(shè)計壽命為25年，長期工作溫度為90℃，而溫度指數(shù)則是120℃。絕緣材料的短期老化溫度，也是以上述線性關(guān)系推導(dǎo)出來的。

所以，EN 50618:2014中絕緣材料的老化溫度為150℃。這一老化溫度和UL標(biāo)準(zhǔn)系列中額定溫度為125℃的材料的老化溫度158℃非常接近。

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