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國標、美標、歐（ōu）標電纜（lǎn）中的耐溫等級區別

2019年05月17日 09:59:23 瀏覽量：文（wén）章（zhāng）來源：駿（jun4）豪電線（xiàn）

一（yī）、UL標準

UL標準中，常見的耐（nài）溫等級是60℃、70℃、80℃、90℃、105℃、125℃和150℃，實際上，這些所謂的（de）耐溫等級，在UL標準中稱作（zuò）額定（dìng）溫度（rating temperature）。它並不是導體的長（zhǎng）期工作溫度。

▎額定工作溫度

UL標準中額定溫度的確認是按照公式1.1來確定的（參見（jiàn）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（gè）耐溫等級，如（rú）105℃，然（rán）後按公式（shì）1.1計算出烘箱的測試溫度112℃，分別在這（zhè）樣的測試溫（wēn）度下將樣品放（fàng）置90天、120天和150天，得到樣品的伸率變化率和老化天數的數據，然後再通過（guò）最小二乘法推算出老化天數和斷裂伸長率的線性（xìng）關係，進而依據此線性關（guān）係推算在此烘箱溫度（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於50%，則認為此材料可以達到這個假（jiǎ）定的（de）額（é）定溫度，如果斷裂伸長率的變化率（lǜ）大於50%，則認為此材（cái）料的額定溫度不能（néng）達到假定的額（é）定溫度，需要重新假定一個額定溫度，繼續上述（shù）試驗。

由此可見，在UL標準體係中如果采用反推的方法可以這樣認（rèn）為：某個材料在（zài）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（jiǎn）去5.463，然後再除以1.02，得到溫度B℃，即（jí）可認定此材料可以達到溫度（dù）B℃的額定（dìng）溫度。

這一額定溫度（dù），絕（jué）不是絕緣層允許的導體的長期最高工作（zuò）溫度。因為長期最高工作溫度（dù）中的“長期”實際上應（yīng）該（gāi）是（shì）電纜在此工作溫度下的（de）壽（shòu）命，至少要以（yǐ）年為單位計算（suàn），如光伏電纜標準EN50618中，電纜的壽命設（shè）計為25年，UL標準中的額定溫度一（yī）般會比導體的長（zhǎng）期最高工作溫（wēn）度高（gāo）。

▎短（duǎn）期老化溫度

材料的短期老化溫度，即我們平常在標準中最常見的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麽關係呢（ne）？在UL標準中，短期老化（huà）的溫度是靠材料的（de）長期使用經驗獲得的，但也總結了一些方法來（lái）確認。如在UL2556-2007標準4.3.5.6章及附錄（lù）D中這樣確（què）定一個材料的短期老化溫度。首（shǒu）先（xiān）按（àn）照表（biǎo）1-1選擇一（yī）個（gè）額定溫度、老化溫度和老（lǎo）化時間。

如（rú）果（guǒ）按照（zhào）上述條件測試的材料的老化後的伸率變化率大於50%，則認定為此材料可以按照此條件來確定老化溫（wēn）度，如果伸率變化率大於50%，則材料的額定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（jié）了簡單（dān）的公式來確定短（duǎn）期老化（huà）溫度。

二、EN/IEC標準

在EN/IEC標準中，很少像UL標（biāo）準中那樣看到額定溫度（rating temperature），取而代之（zhī）的是（shì）導體長期（qī）工作溫度（operation temperature）或者（zhě）溫度指數。那麽這兩個溫度（dù）有什麽區別（bié）呢？

實際上，在EN/IEC標準體係中，對電纜的耐溫等級的評價主（zhǔ）要是按照EN 60216或IEC 60216來評價的。此標準主要是評價絕緣材料的熱壽（shòu）命。其評價方法是將材料（liào）在不同溫度下進行老化試驗，以斷裂伸（shēn）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。然後通過線性回歸（guī）的方式將老化天數和（hé）老化溫（wēn）度做線性相關（guān）處理，得出一個線性（xìng）關係曲線。然後根據（jù）電纜的壽命確定最高工作溫度，或者根據長期工作溫度（dù），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後，斷裂伸長率的變化（huà）率為50%時，所對應的溫度。以光伏電纜標準（zhǔn）EN 50618:2014為例，其電纜的設計壽命為25年，長期工作溫度為90℃，而溫度指數則是120℃。絕緣材（cái）料的短期老化溫度，也是以上述線性關係推導出來的。

所以，EN 50618:2014中絕緣材料的老化（huà）溫度為150℃。這（zhè）一（yī）老化溫度和UL標準係（xì）列中額定溫度為125℃的（de）材（cái）料（liào）的老化溫度158℃非常接近。

通過上述分析不難看出（chū），同樣的導（dǎo）體的長期工作溫度，由於（yú）電（diàn）纜的設計壽命不同（tóng），可能其要求的老化溫度並不一（yī）樣。在同樣的長期（qī）工作溫度下，電纜設計壽命越短，絕緣材料的短期老化溫度就可以要求的越低。

例如（rú）在IEC 60502-1:2004中要求的XLPE絕緣料的長期最高工作溫度為90℃，而此材料的老化溫度為135℃。這裏的135℃卻和UL標準中額定溫度（dù）為105℃的老化溫度136℃很接近，卻和同樣是（shì）長期最高工作（zuò）溫度（dù）同樣為90℃的EN 50618:2014中絕緣的老化溫度差很多。盡（jìn）管在60502-1:2004沒有找到電纜（lǎn）的設計壽命，但兩種電纜的（de）設計壽命肯定是不（bú）同（tóng）的。

三、國標及行業（yè）標準

我國的國家標準和行業標準在編製過程中，很多內容是參（cān）考和借鑒了UL標準或EN/IEC標準。但是由於是多方參考，所以有些表述筆者認為是不準確的。例如在GB/T 32129-2015、JB/T 10436-2004、JB/T 10491.1-2004中，無論是材料還是電線，其耐溫等級都（dōu）有90℃、105℃、125℃和150℃，這明顯是借鑒了UL的標準體係。但是，對於耐（nài）熱的（de）表述（shù）卻是允許的導體長期（qī）最高工作溫度。這個耐（nài）熱性的（de）表述又明顯（xiǎn）參考IEC標準體（tǐ）係。

在IEC標準體係中，導體的長期最高工作溫度應該和電纜的設計壽命（mìng）關聯，可這些國標及行標中，根本沒有電纜壽命（mìng）的表述。所以這種“適用（yòng）的電纜導體長期允許（xǔ）最高工作溫度是90℃、105℃、125℃和150℃”的表述有待商榷。

那麽矽烷交聯型XLPE能不（bú）能達到125℃的耐溫等（děng）級呢？比較嚴謹回答應該是矽烷交聯型XLPE可以達到UL標（biāo）準中規定的125℃的額定溫度，因為在UL1581第40章的絕緣和護套材料總則中，已經明確提出不對材料的化學成分做規定。而XLPE導體的長期最高工作是否能達到（dào）125℃，這和電纜的設（shè）計壽命及使用場（chǎng）合有關，目前，沒有找到相關（guān）資料係統評價此材料的壽命。通過短期老化來推測，如果電纜的設計壽（shòu）命是25年，其允許的導體的長期最（zuì）高溫度肯定能大於90℃。

在IEC標準中，傳統的電力電纜、建築用線甚至太陽能電纜的設（shè）計導（dǎo）體長期最高（gāo）工作溫度都不會超（chāo）過90℃，但並不代表用於此類（lèi）電纜的材料允許的（de）長（zhǎng）期最高工作溫度不能大於90℃。也不（bú）能說輻（fú）照交聯料可以達（dá）到125℃的耐（nài）溫等級，而矽烷交聯料不能達到（dào）125℃的耐溫等（děng）級，這樣的（de）表述（shù）是沒有道理的。

總之，一個材（cái）料能否達到某個溫度等級，不能（néng）簡單的（de）回答是或不是，而是要（yào）結合材料耐溫等級的評價方法或者電纜的設（shè）計壽命來考慮的，不能將（jiāng）幾個標準體係混合著亂用。

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