Які відмінності між рівнями термостійкості кабелів у національному стандарті, американському стандарті та європейському стандарті?
У процесі проектування, вибору матеріалів, виробництва та продажу проводів і кабелів часто зустрічаються багато температурних параметрів, наприклад 90 градусів, 105 градусів, 125 градусів, 150 градусів тощо. Популярні назви цих параметрів у промисловості називаються параметри класу термостійкості. Тож звідки беруться ці параметри? Обидва вони є матеріалами зі ступенем термостійкості 90 градусів, то чому вони мають різні температури старіння? Яка температура старіння та ступінь термостійкості? стосунки? Як визначається максимальна довготривала робоча температура провідника, яку допускає ізоляція? Що таке температурний показник? Яка номінальна температура матеріалу? Чи можуть силанові зшиті матеріали відповідати рівню термостійкості 125 градусів?
Щоб відповісти на поставлені вище питання, ми повинні спочатку зрозуміти стандартну систему, оскільки різні стандартні системи мають різні визначення рівнів термостійкості. Наші загальні стандартні системи в основному включають національні стандарти (і промислові стандарти), стандарти UL, стандарти EN/IEC тощо.
З моменту складання національних стандартів і галузевих стандартів багато вмісту базується на посиланнях на міжнародні стандарти, тому давайте спочатку подивимося на положення щодо рівнів термостійкості в стандартах UL або стандартах EN/IEC.
1. Стандарт UL
У стандарті UL загальні класи термостійкості: 60 градусів, 70 градусів, 80 градусів, 90 градусів, 105 градусів, 125 градусів і 150 градусів. Звідки такі рівні термостійкості? Це довготривала робоча температура провідника? Насправді ці так звані рівні термостійкості називаються номінальними температурами у стандарті UL. Це не довготривала робоча температура провідника.
Номінальна робоча температура
Підтвердження номінальної температури в стандарті UL визначається відповідно до формули 1.1 (див. Розділ 4.3 Тривале старіння матеріалів у UL 2556-2007). Конкретний процес полягає в тому, щоб спочатку припустити рівень термостійкості матеріалу, наприклад 105 градусів, а потім розрахувати тестову температуру духовки 112 градусів відповідно до формули 1.1. Зразки поміщають при таких температурах випробувань на 90 днів, 120 днів і 150 днів, щоб отримати зразки. Дані швидкості зміни подовження та днів старіння потім використовуються для розрахунку лінійної залежності між днями старіння та подовженням при розриві методом найменших квадратів, а потім на основі цього лінійного співвідношення зразок витримується протягом 300 днів при цій температурі печі (112 ступінь ) обчислюється. Подовження при розриві.
Якщо швидкість зміни подовження при розриві становить менше 50%, вважається, що матеріал може досягти передбачуваної номінальної температури. Якщо швидкість зміни подовження при розриві перевищує 50%, вважається, що номінальна температура матеріалу не може досягти передбачуваної номінальної температури. Необхідно знову прийняти номінальну температуру та продовжити вищевказане випробування.
Можна побачити, що в стандартній системі UL, якщо використовується зворотний метод, це можна вважати наступним чином: коли матеріал витримується протягом 300 днів при певній температурі A градус, швидкість його подовження не перевищує 50%. Потім відніміть 5,463 від температури A, потім розділіть це на 1,02, щоб отримати температуру B у ступені. Можна визначити, що цей матеріал може досягати номінальної температури температури B градуса.
Ця номінальна температура в жодному разі не є довгостроковою максимальною робочою температурою провідника, яку допускає шар ізоляції. Тому що «довготривалий термін» у довгостроковій максимальній робочій температурі насправді повинен бути терміном служби кабелю при цій робочій температурі, який повинен обчислюватися принаймні роками. Наприклад, у стандарті фотоелектричного кабелю EN50618 термін служби кабелю становить 25 років, а в стандарті UL номінальна температура, як правило, буде вищою за максимальну тривалу робочу температуру провідника.
короткочасна температура старіння
Короткочасна температура старіння матеріалів є найбільш поширеною в наших стандартах 7 днів, 10 днів тощо. Наприклад, для матеріалу при 105 градусах умова старіння становить 136 градусів × 7 днів. Отже, яке співвідношення між цією та номінальною температурою? У стандарті UL температура короткочасного старіння визначається на основі тривалого досвіду використання матеріалу, але для підтвердження також узагальнено деякі методи. Наприклад, короткочасна температура старіння матеріалу визначається в розділі 4.3.5.6 і Додатку D стандарту UL2556-2007. Спочатку виберіть номінальну температуру, температуру старіння та час старіння відповідно до таблиці 1-1.
Якщо швидкість зміни подовження матеріалу, випробуваного відповідно до вищезазначених умов, після старіння перевищує 50%, вважається, що матеріал можна визначити відповідно до цієї умови. Якщо швидкість зміни подовження перевищує 50%, номінальна температура та короткочасне старіння матеріалу. Температура має знизитися на один рівень.
Крім того, проста формула для визначення температури короткочасного старіння також підсумована в розділі 14 UL758-2010. Наприклад, формула 1.2:
2. Стандарти EN/IEC
У стандартах EN/IEC рідко можна побачити номінальну температуру (номінальну температуру), як у стандарті UL. Натомість це довгострокова робоча температура провідника (робоча температура) або температурний індекс. Отже, яка різниця між цими двома температурами?
Насправді в системі стандартів EN/IEC оцінка рівня термостійкості кабелів в основному базується на EN 60216 або IEC 60216. Цей стандарт в основному оцінює термін служби ізоляційних матеріалів. Метод оцінки полягає у проведенні випробувань на старіння матеріалів при різних температурах і використанні швидкості зміни подовження при розриві на 50% як кінцевої точки старіння, щоб отримати кількість днів старіння матеріалу при різних температурах. Потім дні старіння та температуру старіння лінійно корелюють за допомогою лінійної регресії, щоб отримати криву лінійної залежності. Потім визначте максимальну робочу температуру на основі терміну служби кабелю або визначте термін служби кабелю на основі тривалої робочої температури.
Температурний індекс відноситься до температури, що відповідає швидкості зміни подовження при розриві ізоляційного матеріалу на 50% після термічного старіння протягом 20 000 годин. Беручи як приклад стандарт фотоелектричного кабелю EN 50618:2014, розрахунковий термін служби кабелю становить 25 років, довгострокова робоча температура становить 90 градусів, а температурний індекс становить 120 градусів. Короткочасна температура старіння ізоляційних матеріалів також виходить з наведеної вище лінійної залежності.
Таким чином, температура старіння ізоляційних матеріалів у EN 50618:2014 становить 150 градусів. Ця температура старіння дуже близька до температури старіння 158 градусів для матеріалів, оцінених у 125 градусів у серії стандартів UL.
З наведеного вище аналізу неважко побачити, що довгострокова робоча температура одного провідника може мати різні необхідні температури старіння через різний проектний термін служби кабелю. При однаковій довгостроковій робочій температурі, чим коротший проектний термін служби кабелю, тим нижча температура короткочасного старіння може знадобитися для ізоляційного матеріалу.
Наприклад, довгострокова максимальна робоча температура ізоляційного матеріалу з зшитого поліетилену, яка вимагається IEC 60502-1:2004, становить 90 градусів, а температура старіння цього матеріалу становить 135 градусів. 135 градусів тут дуже близькі до температури старіння 136 градусів з номінальною температурою 105 градусів у стандарті UL, але вона значно відрізняється від температури старіння ізоляції в EN 50618:2014, яка має такий же довготривалий термін максимальна робоча температура 90 градусів. Хоча розрахунковий термін служби кабелю не було знайдено в 60502-1:2004, розрахунковий термін служби двох кабелів точно відрізняється.
3. Національні стандарти та галузеві стандарти
У процесі підготовки національних стандартів моєї країни та галузевих стандартів багато вмісту базується на стандартах UL або стандартах EN/IEC. Однак, оскільки він базується на кількох посиланнях, деякі твердження, на мою думку, є неточними. Наприклад, у GB/T 32129-2015, JB/T 10436-2004 і JB/T 10491.1-2004 як матеріали, так і дроти мають рівні термостійкості 90 градусів, 105 градусів, 125 градусів і 150 градусів. Це очевидно. Він заснований на стандартній системі UL. Однак виразом для термостійкості є максимально допустима довготривала робоча температура провідника. Це вираження термостійкості чітко відноситься до стандартної системи IEC.
У стандартній системі IEC довгострокова максимальна робоча температура провідника повинна бути пов’язана з розрахунковим терміном служби кабелю. Однак у цих національних і галузевих стандартах немає визначення терміну служби кабелю. Таким чином, твердження про те, що «застосовна максимальна довготривала робоча температура провідників кабелю становить 90 градусів, 105 градусів, 125 градусів і 150 градусів», залишається під сумнівом.
Отже, чи може зшитий силаном XLPE досягти рівня термостійкості 125 градусів? Більш суворою відповіддю має бути те, що зшитий силаном XLPE може досягати номінальної температури 125 градусів, зазначеної в стандарті UL, оскільки вимоги щодо ізоляції та захисту в розділі 40 UL1581 У наборі загальних принципів для матеріалів чітко визначено. заявив, що хімічний склад матеріалів уточнювати не буде. Те, чи може довгострокова максимальна робота провідників з зшитого поліетилену досягати 125 градусів, залежить від розрахункового терміну служби кабелю та випадку використання. Наразі не знайдено відповідної інформації для систематичної оцінки життя цього матеріалу. З короткочасного старіння можна зробити висновок, що якщо розрахунковий термін служби кабелю становить 25 років, допустима довгострокова максимальна температура провідника повинна бути більше 90 градусів.
У стандарті IEC довгострокова максимальна робоча температура розроблених провідників традиційних силових кабелів, будівельних проводів і навіть сонячних кабелів не перевищуватиме 90 градусів, але це не означає, що довгострокова максимальна робоча температура, дозволена матеріалами використовуваний для таких кабелів не може перевищувати 90 градусів. ступінь . Не можна сказати, що радіаційно-зшиті матеріали можуть досягати рівня термостійкості 125 градусів, тоді як силанові зшиті матеріали не можуть досягати рівня термостійкості 125 градусів. Це твердження необґрунтоване.
Коротше кажучи, на те, чи може матеріал досягати певного рівня температури, неможливо відповісти просто так чи ні, але це слід розглядати разом із методом оцінки рівня термостійкості матеріалу або розрахункового терміну служби кабелю. Кілька стандартних систем не можна змішувати та використовувати без розбору.
