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[問題求助] 關(guān)于聚氯乙烯絕緣電線，和交聯(lián)聚乙烯電纜的實際使用中最高運行溫度的討論。
P:2020-07-22 18:22:47
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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，首先要了解標準體系，因為不同的標準體系對耐溫等級的定義是不同的。我們常見的標準體系主要包括UL標準，EN/IEC標準、國標與行標等。
UL標準
UL標準中，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標準中稱作額定溫度（rating temperature）。它并不是導(dǎo)體的長期工作溫度。
額定工作溫度
UL標準中額定溫度的確認是按照公式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。
Ttest（℃）=1.02×（273.15+Trating（℃）)-273.15
Ttest（℃）烘箱測試溫度 Trating（℃）額定溫度
由此可見，在UL標準體系中如果采用反推的方法可以這樣認為：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，如光伏電纜標準EN50618中，電纜的壽命設(shè)計為25年，UL標準中的額定溫度一般會比導(dǎo)體的長期最高工作溫度高。
EN/IEC標準
在EN/IEC標準中，很少像UL標準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標準體系中，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。此標準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。以光伏電纜標準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標準系列中額定溫度為125℃的材料的老化溫度158℃非常接近。
通過上述分析不難看出，同樣的導(dǎo)體的長期工作溫度，由于電纜的設(shè)計壽命不同，可能其要求的老化溫度并不一樣。在同樣的長期工作溫度下，電纜設(shè)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℃。這里的135℃卻和UL標準中額定溫度為105℃的老化溫度136℃很接近，卻和同樣是長期最高工作溫度同樣為90℃的EN 50618:2014中絕緣的老化溫度差很多。盡管在60502-1:2004沒有找到電纜的設(shè)計壽命，但兩種電纜的設(shè)計壽命肯定是不同的。
國標及行業(yè)標準
我國的國家標準和行業(yè)標準在編制過程中，很多內(nèi)容是參考和借鑒了UL標準或EN/IEC標準。但是由于是多方參考，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，其耐溫等級都有90℃、105℃、125℃和150℃，這明顯是借鑒了UL的標準體系。但是，對于耐熱的表述卻是允許的導(dǎo)體長期最高工作溫度。這個耐熱性的表述又明顯參考IEC標準體系。在IEC標準體系中，導(dǎo)體的長期最高工作溫度應(yīng)該和電纜的設(shè)計壽命關(guān)聯(lián)，可這些國標及行標中，根本沒有電纜壽命的表述。所以這種“適用的電纜導(dǎo)體長期允許最高工作溫度是90℃、105℃、125℃和150℃”的表述有待商榷。
那么硅烷交聯(lián)型XLPE能不能達到125℃的耐溫等級呢？比較嚴謹回答應(yīng)該是硅烷交聯(lián)型XLPE可以達到UL標準中規(guī)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(jīng)明確提出不對材料的化學(xué)成分做規(guī)定。而XLPE導(dǎo)體的長期最高工作是否能達到125℃，這和電纜的設(shè)計壽命及使用場合有關(guān)，目前，沒有找到相關(guān)資料系統(tǒng)評價此材料的壽命。通過短期老化來推測，如果電纜的設(shè)計壽命是25年，其允許的導(dǎo)體的長期最高溫度肯定能大于90℃。在IEC標準中，傳統(tǒng)的電力電纜、建筑用線甚至太陽能電纜的設(shè)計導(dǎo)體長期最高工作溫度都不會超過90℃，但并不代表用于此類電纜的材料允許的長期最高工作溫度不能大于90℃。也不能說輻照交聯(lián)料可以達到125℃的耐溫等級，而硅烷交聯(lián)料不能達到125℃的耐溫等級，這樣的表述是沒有道理的。
總之，一個材料能否達到某個溫度等級，不能簡單的回答是或不是，而是要結(jié)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，不能將幾個標準體系混合著亂用。
top ping press roll - 上壓輥(紙漿機的) （2） 投訴
P:2020-07-23 11:08:55
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環(huán)境溫度達到70℃ 最好不要用額定溫度 70℃的PVC電纜
什么原因1.環(huán)境溫度接近額定溫度 2.電線負載過程中可能有溫升實際電線溫度可能會超過70攝氏度 3.載流量受溫度的影響很大
這樣一來電線的壽命就大大降低了 究竟能用多久 沒有做過實驗 我也沒有辦法告訴你
但是溫度等級的主要因素在絕緣和護套材料的耐溫等級上
比如交聯(lián)聚烯烴的材料 你直接用燒紅的烙鐵去燙 只能燙出一點痕跡 并不會直接融化 但是你要是用PVC的材料一燙就直接化掉了
這個是直觀的對比 PVC也有105℃的料
向你所說的這種環(huán)境溫度70℃建議電纜截面選偏大一點 最好是交聯(lián)料的 這樣運行壽命才能得以保障 也會更加穩(wěn)定 成本偏高一些
inter-connecting web - 內(nèi)聯(lián)結(jié)（形似雙并線） （0） 投訴
P:2020-07-23 12:24:02
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卓眾2010:溫度高了電纜壽命固然低了，PVC材料一般國內(nèi)標準導(dǎo)體運行溫度70度，而在實際通電后如果測量電纜表面溫度到70度，正常嗎? 超負荷了嗎，電纜能使用幾年. 理論與現(xiàn)實
電纜運行是一個散熱的過程，如果表面溫度70℃，那其導(dǎo)體表面和絕緣接觸面的溫度肯定是超過70℃了。在超過理論最大溫度的時候，絕緣的壽命是指數(shù)及下降的，比如你工作溫度上升5度，非常有可能絕緣的壽命會減半。 所以設(shè)計時要考慮到工作電流和載流量的關(guān)系。另外，PVC也有工作溫度90℃的，老標準是105℃。
optical fiber composite ground wire - 光纖復(fù)合架空地線 （0） 投訴
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