在電線電纜的規(guī)劃、選材、出產(chǎn)、出售進(jìn)程中,往往碰到許多溫度參數(shù),如90℃、105℃、125℃、150℃等。這些參數(shù)在職業(yè)中的淺顯稱號(hào)都叫耐溫等級(jí)參數(shù),那這些參數(shù)是怎樣來(lái)的呢?同是90℃的耐溫等級(jí)的資料,為什么老化溫度不相同呢?老化溫度和耐溫等級(jí)是什么聯(lián)系?絕緣答應(yīng)的導(dǎo)體長(zhǎng)時(shí)刻最高作業(yè)溫度是怎樣界說(shuō)的?什么是溫度指數(shù)?什么是資料的額外溫度?硅烷交聯(lián)料能滿意125℃的耐溫等級(jí)嗎?
要答復(fù)上述問(wèn)題,首要要了解規(guī)范系統(tǒng),由于不同的規(guī)范系統(tǒng)對(duì)耐溫等級(jí)的界說(shuō)是不同的。咱們常見的規(guī)范系統(tǒng)主要有國(guó)家規(guī)范(及職業(yè)規(guī)范)、UL規(guī)范、EN/IEC規(guī)范等。
由于國(guó)標(biāo)和行標(biāo)的編制,許多內(nèi)容是參閱和學(xué)習(xí)了國(guó)際規(guī)范,因而咱們先來(lái)看看UL規(guī)范或EN/IEC規(guī)范對(duì)耐溫等級(jí)的規(guī)則。
一、UL規(guī)范
UL規(guī)范中,常見的耐溫等級(jí)是60℃、70℃、80℃、90℃、105℃、125℃和150℃。這些耐溫等級(jí)是怎樣來(lái)的呢?是導(dǎo)體的長(zhǎng)時(shí)刻作業(yè)溫度嗎?實(shí)際上,這些所謂的耐溫等級(jí),在UL規(guī)范中稱作額外溫度(rating temperature)。它并不是導(dǎo)體的長(zhǎng)時(shí)刻作業(yè)溫度。
額外作業(yè)溫度
UL規(guī)范中額外溫度的承認(rèn)是依照公式1.1來(lái)承認(rèn)的(拜見UL 2556-2007中4.3章資料長(zhǎng)時(shí)刻老化部分)。詳細(xì)進(jìn)程是先假定資料的一個(gè)耐溫等級(jí),如105℃,然后按公式1.1核算出烘箱的測(cè)驗(yàn)溫度112℃,別離在這樣的測(cè)驗(yàn)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(shù)的數(shù)據(jù),然后再經(jīng)過(guò)最小二乘法核算出老化天數(shù)和開裂伸長(zhǎng)率的線性聯(lián)系,從而依據(jù)此線性聯(lián)系核算在此烘箱溫度(112℃)下老化300地利的樣品開裂伸長(zhǎng)率。
假如開裂伸長(zhǎng)率的改變率小于50%,則以為此資料能夠到達(dá)這個(gè)假定的額外溫度,假如開裂伸長(zhǎng)率的改變率大于50%,則以為此資料的額外溫度不能到達(dá)假定的額外溫度,需求從頭假定一個(gè)額外溫度,持續(xù)上述實(shí)驗(yàn)。
由此可見,在UL規(guī)范系統(tǒng)中假如選用反推的辦法能夠這樣以為:某個(gè)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(rèn)此資料能夠到達(dá)溫度B℃的額外溫度。
這一額外溫度,絕不是絕緣層答應(yīng)的導(dǎo)體的長(zhǎng)時(shí)刻最高作業(yè)溫度。由于長(zhǎng)時(shí)刻最高作業(yè)溫度中的“長(zhǎng)時(shí)刻”實(shí)際上應(yīng)該是電纜在此作業(yè)溫度下的壽數(shù),至少要以年為單位核算,如光伏電纜規(guī)范EN50618中,電纜的壽數(shù)規(guī)劃為25年,UL規(guī)范中的額外溫度一般會(huì)比導(dǎo)體的長(zhǎng)時(shí)刻最高作業(yè)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(guī)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(lián)系呢?在UL規(guī)范中,短期老化的溫度是靠資料的長(zhǎng)時(shí)刻運(yùn)用經(jīng)歷取得的,但也總結(jié)了一些辦法來(lái)承認(rèn)。如在UL2556-2007規(guī)范4.3.5.6章及附錄D中這樣承認(rèn)一個(gè)資料的短期老化溫度。首要依照表1-1挑選一個(gè)額外溫度、老化溫度和老化時(shí)刻。
假如依照上述條件測(cè)驗(yàn)的資料的老化后的伸率改變率大于50%,則確認(rèn)為此資料能夠依照此條件來(lái)承認(rèn)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(gè)等級(jí)。
除此之外,在UL758-2010的第14章中也總結(jié)了簡(jiǎn)略的公式來(lái)承認(rèn)短期老化溫度。如式1.2:
二、EN/IEC規(guī)范
在EN/IEC規(guī)范中,很少像UL規(guī)范中那樣看到額外溫度(rating temperature),取而代之的是導(dǎo)體長(zhǎng)時(shí)刻作業(yè)溫度(operation temperature)或許溫度指數(shù)。那么這兩個(gè)溫度有什么區(qū)別呢?
實(shí)際上,在EN/IEC規(guī)范系統(tǒng)中,對(duì)電纜的耐溫等級(jí)的點(diǎn)評(píng)主要是依照EN 60216或IEC 60216來(lái)點(diǎn)評(píng)的。此規(guī)范主要是點(diǎn)評(píng)絕緣資料的熱壽數(shù)。其點(diǎn)評(píng)辦法是將資料在不同溫度下進(jìn)行老化實(shí)驗(yàn),以開裂伸長(zhǎng)率的改變率為50%作為老化的結(jié)尾,得出資料在不同溫度下的老化天數(shù)。然后經(jīng)過(guò)線性回歸的辦法將老化天數(shù)和老化溫度做線性相關(guān)處理,得出一個(gè)線性聯(lián)系曲線。然后依據(jù)電纜的壽數(shù)承認(rèn)最高作業(yè)溫度,或許依據(jù)長(zhǎng)時(shí)刻作業(yè)溫度,承認(rèn)線纜的壽數(shù)。
而溫度指數(shù),就是指絕緣資料在熱老化20000H后,開裂伸長(zhǎng)率的改變率為50%時(shí),所對(duì)應(yīng)的溫度。以光伏電纜規(guī)范EN 50618:2014為例,其電纜的規(guī)劃壽數(shù)為25年,長(zhǎng)時(shí)刻作業(yè)溫度為90℃,而溫度指數(shù)則是120℃。絕緣資料的短期老化溫度,也是以上述線性聯(lián)系推導(dǎo)出來(lái)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(guī)范系列中額外溫度為125℃的資料的老化溫度158℃十分挨近。
經(jīng)過(guò)上述剖析不難看出,相同的導(dǎo)體的長(zhǎng)時(shí)刻作業(yè)溫度,由于電纜的規(guī)劃壽數(shù)不同,或許其要求的老化溫度并不相同。在相同的長(zhǎng)時(shí)刻作業(yè)溫度下,電纜規(guī)劃壽數(shù)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(zhǎng)時(shí)刻最高作業(yè)溫度為90℃,而此資料的老化溫度為135℃。這兒的135℃卻和UL規(guī)范中額外溫度為105℃的老化溫度136℃很挨近,卻和相同是長(zhǎng)時(shí)刻最高作業(yè)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(méi)有找到電纜的規(guī)劃壽數(shù),但兩種電纜的規(guī)劃壽數(shù)肯定是不同的。
三、國(guó)標(biāo)及職業(yè)規(guī)范
我國(guó)的國(guó)家規(guī)范和職業(yè)規(guī)范在編制進(jìn)程中,許多內(nèi)容是參閱和學(xué)習(xí)了UL規(guī)范或EN/IEC規(guī)范??墒怯捎谑嵌喾絽㈤?,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(wú)論是資料仍是電線,其耐溫等級(jí)都有90℃、105℃、125℃和150℃,這顯著是學(xué)習(xí)了UL的規(guī)范系統(tǒng)。可是,關(guān)于耐熱的表述卻是答應(yīng)的導(dǎo)體長(zhǎng)時(shí)刻最高作業(yè)溫度。這個(gè)耐熱性的表述又顯著參閱IEC規(guī)范系統(tǒng)。
在IEC規(guī)范系統(tǒng)中,導(dǎo)體的長(zhǎng)時(shí)刻最高作業(yè)溫度應(yīng)該和電纜的規(guī)劃壽數(shù)相關(guān),可這些國(guó)標(biāo)及行標(biāo)中,底子沒(méi)有電纜壽數(shù)的表述。所以這種“適用的電纜導(dǎo)體長(zhǎng)時(shí)刻答應(yīng)最高作業(yè)溫度是90℃、105℃、125℃和150℃”的表述有待商討。
那么硅烷交聯(lián)型XLPE能不能到達(dá)125℃的耐溫等級(jí)呢?比較謹(jǐn)慎答復(fù)應(yīng)該是硅烷交聯(lián)型XLPE能夠到達(dá)UL規(guī)范中規(guī)則的125℃的額外溫度,由于在UL1581第40章的絕緣和護(hù)套資料總則中,現(xiàn)已明確提出不對(duì)資料的化學(xué)成分做規(guī)則。而XLPE導(dǎo)體的長(zhǎng)時(shí)刻最高作業(yè)是否能到達(dá)125℃,這和電纜的規(guī)劃壽數(shù)及運(yùn)用場(chǎng)合有關(guān),現(xiàn)在,沒(méi)有找到相關(guān)資料系統(tǒng)點(diǎn)評(píng)此資料的壽數(shù)。經(jīng)過(guò)短期老化來(lái)估測(cè),假如電纜的規(guī)劃壽數(shù)是25年,其答應(yīng)的導(dǎo)體的長(zhǎng)時(shí)刻最高溫度肯定能大于90℃。
在IEC規(guī)范中,傳統(tǒng)的電力電纜、修建用線乃至太陽(yáng)能電纜的規(guī)劃導(dǎo)體長(zhǎng)時(shí)刻最高作業(yè)溫度都不會(huì)超越90℃,但并不代表用于此類電纜的資料答應(yīng)的長(zhǎng)時(shí)刻最高作業(yè)溫度不能大于90℃。也不能說(shuō)輻照交聯(lián)料能夠到達(dá)125℃的耐溫等級(jí),而硅烷交聯(lián)料不能到達(dá)125℃的耐溫等級(jí),這樣的表述是沒(méi)有道理的。
總歸,一個(gè)資料能否到達(dá)某個(gè)溫度等級(jí),不能簡(jiǎn)略的答復(fù)是或不是,而是要結(jié)合資料耐溫等級(jí)的點(diǎn)評(píng)辦法或許電纜的規(guī)劃壽數(shù)來(lái)考慮的,不能將幾個(gè)規(guī)范系統(tǒng)混合著亂用。
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