在电线电缆的规划、选材、出产、出售进程中,往往碰到许多温度参数,如90℃、105℃、125℃、150℃等。这些参数在职业中的浅显称号都叫耐温等级参数,那这些参数是怎样来的呢?同是90℃的耐温等级的资料,为什么老化温度不相同呢?老化温度和耐温等级是什么联系?绝缘答应的导体长时刻最高作业温度是怎样界说的?什么是温度指数?什么是资料的额外温度?硅烷交联料能满意125℃的耐温等级吗?
要答复上述问题,首要要了解规范系统,由于不同的规范系统对耐温等级的界说是不同的。咱们常见的规范系统主要有国家规范(及职业规范)、UL规范、EN/IEC规范等。
由于国标和行标的编制,许多内容是参阅和学习了国际规范,因而咱们先来看看UL规范或EN/IEC规范对耐温等级的规则。
一、UL规范
UL规范中,常见的耐温等级是60℃、70℃、80℃、90℃、105℃、125℃和150℃。这些耐温等级是怎样来的呢?是导体的长时刻作业温度吗?实际上,这些所谓的耐温等级,在UL规范中称作额外温度(rating temperature)。它并不是导体的长时刻作业温度。
额外作业温度
UL规范中额外温度的承认是依照公式1.1来承认的(拜见UL 2556-2007中4.3章资料长时刻老化部分)。详细进程是先假定资料的一个耐温等级,如105℃,然后按公式1.1核算出烘箱的测验温度112℃,别离在这样的测验温度下将样品放置90天、120天和150天,得到样品的伸率改变率和老化天数的数据,然后再经过最小二乘法核算出老化天数和开裂伸长率的线性联系,从而依据此线性联系核算在此烘箱温度(112℃)下老化300地利的样品开裂伸长率。
假如开裂伸长率的改变率小于50%,则以为此资料能够到达这个假定的额外温度,假如开裂伸长率的改变率大于50%,则以为此资料的额外温度不能到达假定的额外温度,需求从头假定一个额外温度,持续上述实验。
由此可见,在UL规范系统中假如选用反推的办法能够这样以为:某个资料在某温度A℃下老化300天,其伸率改变率不超越50%,再将温度A减去5.463,然后再除以1.02,得到温度B℃,即可确认此资料能够到达温度B℃的额外温度。
这一额外温度,绝不是绝缘层答应的导体的长时刻最高作业温度。由于长时刻最高作业温度中的“长时刻”实际上应该是电缆在此作业温度下的寿数,至少要以年为单位核算,如光伏电缆规范EN50618中,电缆的寿数规划为25年,UL规范中的额外温度一般会比导体的长时刻最高作业温度高。
短期老化温度
资料的短期老化温度,即咱们平常在规范中最常见的7天、10天等,如105℃的资料,老化条件为136℃×7天。那这和额外温度是什么联系呢?在UL规范中,短期老化的温度是靠资料的长时刻运用经历取得的,但也总结了一些办法来承认。如在UL2556-2007规范4.3.5.6章及附录D中这样承认一个资料的短期老化温度。首要依照表1-1挑选一个额外温度、老化温度和老化时刻。
假如依照上述条件测验的资料的老化后的伸率改变率大于50%,则确认为此资料能够依照此条件来承认老化温度,假如伸率改变率大于50%,则资料的额外温度和短期老化温度要下降一个等级。
除此之外,在UL758-2010的第14章中也总结了简略的公式来承认短期老化温度。如式1.2:
二、EN/IEC规范
在EN/IEC规范中,很少像UL规范中那样看到额外温度(rating temperature),取而代之的是导体长时刻作业温度(operation temperature)或许温度指数。那么这两个温度有什么区别呢?
实际上,在EN/IEC规范系统中,对电缆的耐温等级的点评主要是依照EN 60216或IEC 60216来点评的。此规范主要是点评绝缘资料的热寿数。其点评办法是将资料在不同温度下进行老化实验,以开裂伸长率的改变率为50%作为老化的结尾,得出资料在不同温度下的老化天数。然后经过线性回归的办法将老化天数和老化温度做线性相关处理,得出一个线性联系曲线。然后依据电缆的寿数承认最高作业温度,或许依据长时刻作业温度,承认线缆的寿数。
而温度指数,就是指绝缘资料在热老化20000H后,开裂伸长率的改变率为50%时,所对应的温度。以光伏电缆规范EN 50618:2014为例,其电缆的规划寿数为25年,长时刻作业温度为90℃,而温度指数则是120℃。绝缘资料的短期老化温度,也是以上述线性联系推导出来的。
所以,EN 50618:2014中绝缘资料的老化温度为150℃。这一老化温度和UL规范系列中额外温度为125℃的资料的老化温度158℃十分挨近。
经过上述剖析不难看出,相同的导体的长时刻作业温度,由于电缆的规划寿数不同,或许其要求的老化温度并不相同。在相同的长时刻作业温度下,电缆规划寿数越短,绝缘资料的短期老化温度就能够要求的越低。
例如在IEC 60502-1:2004中要求的XLPE绝缘料的长时刻最高作业温度为90℃,而此资料的老化温度为135℃。这儿的135℃却和UL规范中额外温度为105℃的老化温度136℃很挨近,却和相同是长时刻最高作业温度相同为90℃的EN 50618:2014中绝缘的老化温度差许多。虽然在60502-1:2004没有找到电缆的规划寿数,但两种电缆的规划寿数肯定是不同的。
三、国标及职业规范
我国的国家规范和职业规范在编制进程中,许多内容是参阅和学习了UL规范或EN/IEC规范。可是由于是多方参阅,所以有些表述笔者以为是不精确的。例如在GB/T 32129-2015、JB/T 10436-2004、JB/T 10491.1-2004中,无论是资料仍是电线,其耐温等级都有90℃、105℃、125℃和150℃,这显着是学习了UL的规范系统。可是,关于耐热的表述却是答应的导体长时刻最高作业温度。这个耐热性的表述又显着参阅IEC规范系统。
在IEC规范系统中,导体的长时刻最高作业温度应该和电缆的规划寿数相关,可这些国标及行标中,底子没有电缆寿数的表述。所以这种“适用的电缆导体长时刻答应最高作业温度是90℃、105℃、125℃和150℃”的表述有待商讨。
那么硅烷交联型XLPE能不能到达125℃的耐温等级呢?比较谨慎答复应该是硅烷交联型XLPE能够到达UL规范中规则的125℃的额外温度,由于在UL1581第40章的绝缘和护套资料总则中,现已明确提出不对资料的化学成分做规则。而XLPE导体的长时刻最高作业是否能到达125℃,这和电缆的规划寿数及运用场合有关,现在,没有找到相关资料系统点评此资料的寿数。经过短期老化来估测,假如电缆的规划寿数是25年,其答应的导体的长时刻最高温度肯定能大于90℃。
在IEC规范中,传统的电力电缆、修建用线乃至太阳能电缆的规划导体长时刻最高作业温度都不会超越90℃,但并不代表用于此类电缆的资料答应的长时刻最高作业温度不能大于90℃。也不能说辐照交联料能够到达125℃的耐温等级,而硅烷交联料不能到达125℃的耐温等级,这样的表述是没有道理的。
总归,一个资料能否到达某个温度等级,不能简略的答复是或不是,而是要结合资料耐温等级的点评办法或许电缆的规划寿数来考虑的,不能将几个规范系统混合着乱用。