在電線電纜的規劃、選材、出產、出售進程中,往往碰到許多溫度參數,如90℃、105℃、125℃、150℃等。這些參數在職業中的淺顯稱號都叫耐溫等級參數,那這些參數是怎樣來的呢?同是90℃的耐溫等級的資料,為什么老化溫度不相同呢?老化溫度和耐溫等級是什么聯系?絕緣答應的導體長時刻最高作業溫度是怎樣界說的?什么是溫度指數?什么是資料的額外溫度?硅烷交聯料能滿意125℃的耐溫等級嗎?
要答復上述問題,首要要了解規范系統,由于不同的規范系統對耐溫等級的界說是不同的。咱們常見的規范系統主要有國家規范(及職業規范)、UL規范、EN/IEC規范等。
由于國標和行標的編制,許多內容是參閱和學習了國際規范,因而咱們先來看看UL規范或EN/IEC規范對耐溫等級的規則。
一、UL規范
UL規范中,常見的耐溫等級是60℃、70℃、80℃、90℃、105℃、125℃和150℃。這些耐溫等級是怎樣來的呢?是導體的長時刻作業溫度嗎?實際上,這些所謂的耐溫等級,在UL規范中稱作額外溫度(rating temperature)。它并不是導體的長時刻作業溫度。
額外作業溫度
UL規范中額外溫度的承認是依照公式1.1來承認的(拜見UL 2556-2007中4.3章資料長時刻老化部分)。詳細進程是先假定資料的一個耐溫等級,如105℃,然后按公式1.1核算出烘箱的測驗溫度112℃,別離在這樣的測驗溫度下將樣品放置90天、120天和150天,得到樣品的伸率改變率和老化天數的數據,然后再經過最小二乘法核算出老化天數和開裂伸長率的線性聯系,從而依據此線性聯系核算在此烘箱溫度(112℃)下老化300地利的樣品開裂伸長率。
假如開裂伸長率的改變率小于50%,則以為此資料能夠到達這個假定的額外溫度,假如開裂伸長率的改變率大于50%,則以為此資料的額外溫度不能到達假定的額外溫度,需求從頭假定一個額外溫度,持續上述實驗。
由此可見,在UL規范系統中假如選用反推的辦法能夠這樣以為:某個資料在某溫度A℃下老化300天,其伸率改變率不超越50%,再將溫度A減去5.463,然后再除以1.02,得到溫度B℃,即可確認此資料能夠到達溫度B℃的額外溫度。
這一額外溫度,絕不是絕緣層答應的導體的長時刻最高作業溫度。由于長時刻最高作業溫度中的“長時刻”實際上應該是電纜在此作業溫度下的壽數,至少要以年為單位核算,如光伏電纜規范EN50618中,電纜的壽數規劃為25年,UL規范中的額外溫度一般會比導體的長時刻最高作業溫度高。
短期老化溫度
資料的短期老化溫度,即咱們平常在規范中最常見的7天、10天等,如105℃的資料,老化條件為136℃×7天。那這和額外溫度是什么聯系呢?在UL規范中,短期老化的溫度是靠資料的長時刻運用經歷取得的,但也總結了一些辦法來承認。如在UL2556-2007規范4.3.5.6章及附錄D中這樣承認一個資料的短期老化溫度。首要依照表1-1挑選一個額外溫度、老化溫度和老化時刻。
假如依照上述條件測驗的資料的老化后的伸率改變率大于50%,則確認為此資料能夠依照此條件來承認老化溫度,假如伸率改變率大于50%,則資料的額外溫度和短期老化溫度要下降一個等級。
除此之外,在UL758-2010的第14章中也總結了簡略的公式來承認短期老化溫度。如式1.2:
二、EN/IEC規范
在EN/IEC規范中,很少像UL規范中那樣看到額外溫度(rating temperature),取而代之的是導體長時刻作業溫度(operation temperature)或許溫度指數。那么這兩個溫度有什么區別呢?
實際上,在EN/IEC規范系統中,對電纜的耐溫等級的點評主要是依照EN 60216或IEC 60216來點評的。此規范主要是點評絕緣資料的熱壽數。其點評辦法是將資料在不同溫度下進行老化實驗,以開裂伸長率的改變率為50%作為老化的結尾,得出資料在不同溫度下的老化天數。然后經過線性回歸的辦法將老化天數和老化溫度做線性相關處理,得出一個線性聯系曲線。然后依據電纜的壽數承認最高作業溫度,或許依據長時刻作業溫度,承認線纜的壽數。
而溫度指數,就是指絕緣資料在熱老化20000H后,開裂伸長率的改變率為50%時,所對應的溫度。以光伏電纜規范EN 50618:2014為例,其電纜的規劃壽數為25年,長時刻作業溫度為90℃,而溫度指數則是120℃。絕緣資料的短期老化溫度,也是以上述線性聯系推導出來的。
所以,EN 50618:2014中絕緣資料的老化溫度為150℃。這一老化溫度和UL規范系列中額外溫度為125℃的資料的老化溫度158℃十分挨近。
經過上述剖析不難看出,相同的導體的長時刻作業溫度,由于電纜的規劃壽數不同,或許其要求的老化溫度并不相同。在相同的長時刻作業溫度下,電纜規劃壽數越短,絕緣資料的短期老化溫度就能夠要求的越低。
例如在IEC 60502-1:2004中要求的XLPE絕緣料的長時刻最高作業溫度為90℃,而此資料的老化溫度為135℃。這兒的135℃卻和UL規范中額外溫度為105℃的老化溫度136℃很挨近,卻和相同是長時刻最高作業溫度相同為90℃的EN 50618:2014中絕緣的老化溫度差許多。雖然在60502-1:2004沒有找到電纜的規劃壽數,但兩種電纜的規劃壽數肯定是不同的。
三、國標及職業規范
我國的國家規范和職業規范在編制進程中,許多內容是參閱和學習了UL規范或EN/IEC規范。可是由于是多方參閱,所以有些表述筆者以為是不精確的。例如在GB/T 32129-2015、JB/T 10436-2004、JB/T 10491.1-2004中,無論是資料仍是電線,其耐溫等級都有90℃、105℃、125℃和150℃,這顯著是學習了UL的規范系統。可是,關于耐熱的表述卻是答應的導體長時刻最高作業溫度。這個耐熱性的表述又顯著參閱IEC規范系統。
在IEC規范系統中,導體的長時刻最高作業溫度應該和電纜的規劃壽數相關,可這些國標及行標中,底子沒有電纜壽數的表述。所以這種“適用的電纜導體長時刻答應最高作業溫度是90℃、105℃、125℃和150℃”的表述有待商討。
那么硅烷交聯型XLPE能不能到達125℃的耐溫等級呢?比較謹慎答復應該是硅烷交聯型XLPE能夠到達UL規范中規則的125℃的額外溫度,由于在UL1581第40章的絕緣和護套資料總則中,現已明確提出不對資料的化學成分做規則。而XLPE導體的長時刻最高作業是否能到達125℃,這和電纜的規劃壽數及運用場合有關,現在,沒有找到相關資料系統點評此資料的壽數。經過短期老化來估測,假如電纜的規劃壽數是25年,其答應的導體的長時刻最高溫度肯定能大于90℃。
在IEC規范中,傳統的電力電纜、修建用線乃至太陽能電纜的規劃導體長時刻最高作業溫度都不會超越90℃,但并不代表用于此類電纜的資料答應的長時刻最高作業溫度不能大于90℃。也不能說輻照交聯料能夠到達125℃的耐溫等級,而硅烷交聯料不能到達125℃的耐溫等級,這樣的表述是沒有道理的。
總歸,一個資料能否到達某個溫度等級,不能簡略的答復是或不是,而是要結合資料耐溫等級的點評辦法或許電纜的規劃壽數來考慮的,不能將幾個規范系統混合著亂用。







