国标、美标、欧标电缆耐温等级的区别
03-06
1. UL标准
在UL标准中,常见的耐温等级有60°C、70°C、80°C、90°C、105°C、125°C和150°C。 实际上,这些所谓的耐温等级在UL标准中称为额定温度(rating temperature)。 它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定是根据公式1.1确定的(见UL 2556-2007第4.3章材料的长期老化)。 具体过程是先假设材料的一个耐温等级,比如105℃,然后根据公式1.1计算出烘箱的测试温度为112℃,将样品放置在该测试温度下90天 、120天和150天分别得到样品的伸长率变化率和老化天数数据,然后用最小二乘法计算老化天数和断裂伸长率的线性关系,然后计算样品在此老化 基于这种线性关系的断裂伸长率,烘箱温度 (112°C) 300 天。
如果断裂伸长率的变化率小于50%,则认为材料可以达到假定的额定温度。 如果断裂伸长率的变化率大于50%,则认为该材料的额定温度达不到假定的额定温度。 需要重新设定一个额定温度,继续进行上述试验。
可见,在UL标准体系中,如果采用逆推法,可以这样认为:材料在一定温度A℃下老化300天,其伸长率变化率不超过50 %,再将温度A减去5.463,再除以1.02得到温度B°C,则可判定材料能达到温度B°C的额定温度。
这个额定温度绝不是绝缘层允许的导体长期最高工作温度。 因为长期最高工作温度中的“长期”实际上应该是电缆在这个工作温度下的寿命,至少以年为单位。 例如,在光伏电缆标准EN50618中,电缆的寿命设计为25年,而在UL标准中额定温度一般会高于导体的长期最高工作温度。
▎短期老化温度
材料的短期老化温度,即我们标准中最常见的7天、10天等,如105℃材料,老化条件为136℃×7天。 那么这与额定温度有什么关系呢? 在UL标准中,短期老化温度是从材料的长期使用经验中得出的,但也总结了一些方法来确认。 按照 UL2556-2007 标准第 4.3.5.6 章和附录 D 中的描述确定材料的短期老化温度。 首先根据表1-1选择额定温度、老化温度和老化时间。
如果按上述条件测试的材料的伸长率变化率大于50%,则认为该材料可按此条件确定。 老化温度,如果伸长率变化率大于50%,则额定温度和短时老化温度要下降一个档次。
除此之外,UL758-2010第14章还总结了一个简单的公式来确定短期老化温度。
2. EN/IEC标准
在EN/IEC标准中,很少像UL标准那样看到额定温度(rating temperature),取而代之的是导体的长期工作温度(operation temperature)或温度指数。 那么这两种温度有什么区别呢?
事实上,在EN/IEC标准体系中,电缆耐温等级的评价主要依据EN 60216或IEC 60216,该标准主要是评价绝缘材料的热寿命。 评价方法是对材料进行不同温度下的老化试验,以断裂伸长率的变化率为50%作为老化终点,得到材料在不同温度下的老化天数。 然后通过线性回归将老化天数与老化温度线性相关,得到线性关系曲线。 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电缆的寿命。
温度指标是指绝缘材料热老化20000小时后,断裂伸长率变化率为50%时对应的温度。 以光伏电缆标准EN 50618:2014为标准
例如,电缆的设计寿命为25年,长期工作温度为90℃,温度指标为120℃。 绝缘材料的短期老化温度也是由上述线性关系推导出来的。
因此,EN 50618:2014中绝缘材料的老化温度为150℃。 该老化温度非常接近 UL 标准系列中额定温度为 125°C 的材料的老化温度 158°C。
从以上分析不难看出,同一导体的长期工作温度可能因电缆的设计寿命不同而需要不同的老化温度。 在相同的长期工作温度下,电缆的设计寿命越短,可要求绝缘材料的短期老化温度越低。
例如IEC 60502-1:2004中要求的XLPE绝缘材料的长期最高工作温度为90℃,而该材料的老化温度为135℃。 这里的135℃与额定温度为105℃的UL标准中的136℃老化温度非常接近,但与EN 50618:2014中的绝缘老化温度有很大的不同,后者也有一个 90°C的长期最高工作温度。 虽然电缆的设计寿命在60502-1:2004中没有查到,但是两种电缆的设计寿命肯定是不一样的。
上一页
下一页
上一页
下一页
关注我们