关于聚氯乙烯绝缘电线，和交联聚乙烯电缆的实际使用中最高运行温度的讨论。 - 简版
卓众2010
楼主
2020-07-22 16:21:21
大家好，讨论下聚氯乙烯绝缘电线，和交联聚乙烯电缆，实际在使用中的电缆运行温度，比如说PVC的，材料耐温70度，在实际通电的情况下电线表面温度为70度，能不能使用，安全系数怎么样，交联聚乙烯耐温90度，实际电缆能运行到90度吗?????
比如说PVC材料电线运行温度70度，你敢保证客户在70度运行吗？ 欢迎讨论。
游客
1 楼
2020-07-22 18:22:47
在电线电缆的设计、选材、生产、销售过程中，往往碰到很多温度参数，如90℃、105℃、125℃、150℃等。这些参数在行业中的通俗名称都叫耐温等级参数，那这些参数是怎么来的呢？同是90℃的耐温等级的材料，为什么老化温度不一样呢？老化温度和耐温等级是什么关系？绝缘允许的导体长期最高工作温度是怎么定义的？什么是温度指数？什么是材料的额定温度？硅烷交联料能满足125℃的耐温等级吗？要回答上述问题，首先要了解标准体系，因为不同的标准体系对耐温等级的定义是不同的。我们常见的标准体系主要包括UL标准，EN/IEC标准、国标与行标等。
UL标准
UL标准中，常见的耐温等级是60℃、70℃、80℃、90℃、105℃、125℃和150℃。这些耐温等级是怎么来呢？是导体的长期工作温度吗？实际上，这些所谓的耐温等级，在UL标准中称作额定温度（rating temperature）。它并不是导体的长期工作温度。
额定工作温度
UL标准中额定温度的确认是按照公式1.1来确定的（参见UL 2556-2007中4.3章材料长期老化部分）。具体过程是先假定材料的一个耐温等级，如105℃，然后按公式1.1计算出烘箱的测试温度112℃，分别在这样的测试温度下将样品放置90天、120天和150天，得到样品的伸率变化率和老化天数的数据，然后再通过最小二乘法推算出老化天数和断裂伸长率的线性关系，进而依据此线性关系推算在此烘箱温度（112℃）下老化300天时的样品断裂伸长率，如果断裂伸长率的变化率小于50%，则认为此材料可以达到这个假定的额定温度，如果断裂伸长率的变化率大于50%，则认为此材料的额定温度不能达到假定的额定温度，需要重新假定一个额定温度，继续上述试验。
Ttest（℃）=1.02×（273.15+Trating（℃）)-273.15
Ttest（℃）烘箱测试温度 Trating（℃）额定温度
由此可见，在UL标准体系中如果采用反推的方法可以这样认为：某个材料在某温度A℃下老化300天，其伸率变化率不超过50%，再将温度A减去5.463，然后再除以1.02，得到温度B℃，即可认定此材料可以达到温度B℃的额定温度。这一额定温度，绝不是绝缘层允许的导体的长期最高工作温度。因为长期最高工作温度中的“长期”实际上应该是电缆在此工作温度下的寿命，至少要以年为单位计算，如光伏电缆标准EN50618中，电缆的寿命设计为25年，UL标准中的额定温度一般会比导体的长期最高工作温度高。
EN/IEC标准
在EN/IEC标准中，很少像UL标准中那样看到额定温度（rating temperature），取而代之的是导体长期工作温度（operation temperature）或者温度指数。那么这两个温度有什么区别呢？
实际上，在EN/IEC标准体系中，对电缆的耐温等级的评价主要是按照EN 60216或IEC 60216来评价的。此标准主要是评价绝缘材料的热寿命。其评价方法是将材料在不同温度下进行老化试验，以断裂伸长率的变化率为50%作为老化的终点，得出材料在不同温度下的老化天数。然后通过线性回归的方式将老化天数和老化温度做线性相关处理，得出一个线性关系曲线。然后根据电缆的寿命确定最高工作温度，或者根据长期工作温度，确定线缆的寿命。而温度指数，就是指绝缘材料在热老化20000H后，断裂伸长率的变化率为50%时，所对应的温度。以光伏电缆标准EN 50618:2014为例，其电缆的设计寿命为25年，长期工作温度为90℃，而温度指数则是120℃。绝缘材料的短期老化温度，也是以上述线性关系推导出来的。所以，EN 50618:2014中绝缘材料的老化温度为150℃。这一老化温度和UL标准系列中额定温度为125℃的材料的老化温度158℃非常接近。
通过上述分析不难看出，同样的导体的长期工作温度，由于电缆的设计寿命不同，可能其要求的老化温度并不一样。在同样的长期工作温度下，电缆设计寿命越短，绝缘材料的短期老化温度就可以要求的越低。例如在IEC 60502-1:2004中要求的XLPE绝缘料的长期最高工作温度为90℃，而此材料的老化温度为135℃。这里的135℃却和UL标准中额定温度为105℃的老化温度136℃很接近，却和同样是长期最高工作温度同样为90℃的EN 50618:2014中绝缘的老化温度差很多。尽管在60502-1:2004没有找到电缆的设计寿命，但两种电缆的设计寿命肯定是不同的。
国标及行业标准
我国的国家标准和行业标准在编制过程中，很多内容是参考和借鉴了UL标准或EN/IEC标准。但是由于是多方参考，所以有些表述笔者认为是不准确的。例如在GB/T 32129-2015、JB/T 10436-2004、JB/T 10491.1-2004中，无论是材料还是电线，其耐温等级都有90℃、105℃、125℃和150℃，这明显是借鉴了UL的标准体系。但是，对于耐热的表述却是允许的导体长期最高工作温度。这个耐热性的表述又明显参考IEC标准体系。在IEC标准体系中，导体的长期最高工作温度应该和电缆的设计寿命关联，可这些国标及行标中，根本没有电缆寿命的表述。所以这种“适用的电缆导体长期允许最高工作温度是90℃、105℃、125℃和150℃”的表述有待商榷。
那么硅烷交联型XLPE能不能达到125℃的耐温等级呢？比较严谨回答应该是硅烷交联型XLPE可以达到UL标准中规定的125℃的额定温度，因为在UL1581第40章的绝缘和护套材料总则中，已经明确提出不对材料的化学成分做规定。而XLPE导体的长期最高工作是否能达到125℃，这和电缆的设计寿命及使用场合有关，目前，没有找到相关资料系统评价此材料的寿命。通过短期老化来推测，如果电缆的设计寿命是25年，其允许的导体的长期最高温度肯定能大于90℃。在IEC标准中，传统的电力电缆、建筑用线甚至太阳能电缆的设计导体长期最高工作温度都不会超过90℃，但并不代表用于此类电缆的材料允许的长期最高工作温度不能大于90℃。也不能说辐照交联料可以达到125℃的耐温等级，而硅烷交联料不能达到125℃的耐温等级，这样的表述是没有道理的。
总之，一个材料能否达到某个温度等级，不能简单的回答是或不是，而是要结合材料耐温等级的评价方法或者电缆的设计寿命来考虑的，不能将几个标准体系混合着乱用。
UL标准
UL标准中，常见的耐温等级是60℃、70℃、80℃、90℃、105℃、125℃和150℃。这些耐温等级是怎么来呢？是导体的长期工作温度吗？实际上，这些所谓的耐温等级，在UL标准中称作额定温度（rating temperature）。它并不是导体的长期工作温度。
额定工作温度
UL标准中额定温度的确认是按照公式1.1来确定的（参见UL 2556-2007中4.3章材料长期老化部分）。具体过程是先假定材料的一个耐温等级，如105℃，然后按公式1.1计算出烘箱的测试温度112℃，分别在这样的测试温度下将样品放置90天、120天和150天，得到样品的伸率变化率和老化天数的数据，然后再通过最小二乘法推算出老化天数和断裂伸长率的线性关系，进而依据此线性关系推算在此烘箱温度（112℃）下老化300天时的样品断裂伸长率，如果断裂伸长率的变化率小于50%，则认为此材料可以达到这个假定的额定温度，如果断裂伸长率的变化率大于50%，则认为此材料的额定温度不能达到假定的额定温度，需要重新假定一个额定温度，继续上述试验。
Ttest（℃）=1.02×（273.15+Trating（℃）)-273.15
Ttest（℃）烘箱测试温度 Trating（℃）额定温度
由此可见，在UL标准体系中如果采用反推的方法可以这样认为：某个材料在某温度A℃下老化300天，其伸率变化率不超过50%，再将温度A减去5.463，然后再除以1.02，得到温度B℃，即可认定此材料可以达到温度B℃的额定温度。这一额定温度，绝不是绝缘层允许的导体的长期最高工作温度。因为长期最高工作温度中的“长期”实际上应该是电缆在此工作温度下的寿命，至少要以年为单位计算，如光伏电缆标准EN50618中，电缆的寿命设计为25年，UL标准中的额定温度一般会比导体的长期最高工作温度高。
EN/IEC标准
在EN/IEC标准中，很少像UL标准中那样看到额定温度（rating temperature），取而代之的是导体长期工作温度（operation temperature）或者温度指数。那么这两个温度有什么区别呢？
实际上，在EN/IEC标准体系中，对电缆的耐温等级的评价主要是按照EN 60216或IEC 60216来评价的。此标准主要是评价绝缘材料的热寿命。其评价方法是将材料在不同温度下进行老化试验，以断裂伸长率的变化率为50%作为老化的终点，得出材料在不同温度下的老化天数。然后通过线性回归的方式将老化天数和老化温度做线性相关处理，得出一个线性关系曲线。然后根据电缆的寿命确定最高工作温度，或者根据长期工作温度，确定线缆的寿命。而温度指数，就是指绝缘材料在热老化20000H后，断裂伸长率的变化率为50%时，所对应的温度。以光伏电缆标准EN 50618:2014为例，其电缆的设计寿命为25年，长期工作温度为90℃，而温度指数则是120℃。绝缘材料的短期老化温度，也是以上述线性关系推导出来的。所以，EN 50618:2014中绝缘材料的老化温度为150℃。这一老化温度和UL标准系列中额定温度为125℃的材料的老化温度158℃非常接近。
通过上述分析不难看出，同样的导体的长期工作温度，由于电缆的设计寿命不同，可能其要求的老化温度并不一样。在同样的长期工作温度下，电缆设计寿命越短，绝缘材料的短期老化温度就可以要求的越低。例如在IEC 60502-1:2004中要求的XLPE绝缘料的长期最高工作温度为90℃，而此材料的老化温度为135℃。这里的135℃却和UL标准中额定温度为105℃的老化温度136℃很接近，却和同样是长期最高工作温度同样为90℃的EN 50618:2014中绝缘的老化温度差很多。尽管在60502-1:2004没有找到电缆的设计寿命，但两种电缆的设计寿命肯定是不同的。
国标及行业标准
我国的国家标准和行业标准在编制过程中，很多内容是参考和借鉴了UL标准或EN/IEC标准。但是由于是多方参考，所以有些表述笔者认为是不准确的。例如在GB/T 32129-2015、JB/T 10436-2004、JB/T 10491.1-2004中，无论是材料还是电线，其耐温等级都有90℃、105℃、125℃和150℃，这明显是借鉴了UL的标准体系。但是，对于耐热的表述却是允许的导体长期最高工作温度。这个耐热性的表述又明显参考IEC标准体系。在IEC标准体系中，导体的长期最高工作温度应该和电缆的设计寿命关联，可这些国标及行标中，根本没有电缆寿命的表述。所以这种“适用的电缆导体长期允许最高工作温度是90℃、105℃、125℃和150℃”的表述有待商榷。
那么硅烷交联型XLPE能不能达到125℃的耐温等级呢？比较严谨回答应该是硅烷交联型XLPE可以达到UL标准中规定的125℃的额定温度，因为在UL1581第40章的绝缘和护套材料总则中，已经明确提出不对材料的化学成分做规定。而XLPE导体的长期最高工作是否能达到125℃，这和电缆的设计寿命及使用场合有关，目前，没有找到相关资料系统评价此材料的寿命。通过短期老化来推测，如果电缆的设计寿命是25年，其允许的导体的长期最高温度肯定能大于90℃。在IEC标准中，传统的电力电缆、建筑用线甚至太阳能电缆的设计导体长期最高工作温度都不会超过90℃，但并不代表用于此类电缆的材料允许的长期最高工作温度不能大于90℃。也不能说辐照交联料可以达到125℃的耐温等级，而硅烷交联料不能达到125℃的耐温等级，这样的表述是没有道理的。
总之，一个材料能否达到某个温度等级，不能简单的回答是或不是，而是要结合材料耐温等级的评价方法或者电缆的设计寿命来考虑的，不能将几个标准体系混合着乱用。
特务磊哥
2 楼
2020-07-23 08:18:58
特务磊哥
3 楼
2020-07-23 08:19:05
Ericzll
4 楼
2020-07-23 08:29:04
卓众2010
5 楼
2020-07-23 10:01:25
温度高了电缆寿命固然低了，PVC材料一般国内标准导体运行温度70度，而在实际通电后如果测量电缆表面温度到70度，正常吗? 超负荷了吗，电缆能使用几年. 理论与现实
jintaolq
6 楼
2020-07-23 11:08:55
环境温度达到70℃ 最好不要用额定温度 70℃的PVC电缆
什么原因1.环境温度接近额定温度 2.电线负载过程中可能有温升实际电线温度可能会超过70摄氏度 3.载流量受温度的影响很大
这样一来电线的寿命就大大降低了 究竟能用多久 没有做过实验 我也没有办法告诉你
但是温度等级的主要因素在绝缘和护套材料的耐温等级上
比如交联聚烯烃的材料 你直接用烧红的烙铁去烫 只能烫出一点痕迹 并不会直接融化 但是你要是用PVC的材料一烫就直接化掉了
这个是直观的对比 PVC也有105℃的料
向你所说的这种环境温度70℃建议电缆截面选偏大一点 最好是交联料的 这样运行寿命才能得以保障 也会更加稳定 成本偏高一些
CSDLC
7 楼
2020-07-23 12:24:02
卓众2010:温度高了电缆寿命固然低了，PVC材料一般国内标准导体运行温度70度，而在实际通电后如果测量电缆表面温度到70度，正常吗? 超负荷了吗，电缆能使用几年. 理论与现实
电缆运行是一个散热的过程，如果表面温度70℃，那其导体表面和绝缘接触面的温度肯定是超过70℃了。在超过理论最大温度的时候，绝缘的寿命是指数及下降的，比如你工作温度上升5度，非常有可能绝缘的寿命会减半。 所以设计时要考虑到工作电流和载流量的关系。另外，PVC也有工作温度90℃的，老标准是105℃。
草原雄鹰
8 楼
2020-07-23 13:20:41
学习了
921010
9 楼
2020-07-23 15:48:45
yuqile
10 楼
2020-07-24 09:11:25
看看，来学习的
moveitgogo
11 楼
2020-07-25 10:13:05
所谓温度等级即为正常工作的最高温度。超出这个温度，电缆的绝缘会加速老化，使用寿命会降低。
卓众2010
12 楼
2020-07-25 14:50:59
感谢楼上回答，所以说嘛，有这样的客户，你PVC电缆运行温度多少，低温多少，你出个保证书证明，出这个证明你的想一想，他使用运行情况谁能掌控，让他选其它等级高的耐温好的，价格高了，客户不认同了，这种叼客户把市场搞乱了。
19940505
13 楼
2020-07-26 09:42:36
河北华伦线缆有限公司专业生产高低压电缆，钢芯铝绞线，专业做技术指导。联系方式 南经理：13503270322
雨枫
14 楼
2020-07-26 10:42:11
812353514
15 楼
2020-07-29 10:27:50
moveitgogo
16 楼
2020-07-30 08:42:31
卓众2010:感谢楼上回答，所以说嘛，有这样的客户，你PVC电缆运行温度多少，低温多少，你出个保证书证明，出这个证明你的想一想，他使用运行情况谁能掌控，让他选其它等级高的耐温好的，价格高了，客户不认同了，这种叼客户把市场搞乱了。
把电线的低温以及老化测试结果给到客户就行了。保证书有什么用！
要保证书其实也是不专业的表现！试想，产品本身不行，让供应商出了保证书，真的出了问题，供应商能赔吗？这官司得打多久！关键是生意已经黄了！