В связи с компиляцией национальных стандартов и отраслевых стандартов многие элементы содержат ссылки и заимствованы из международных стандартов, поэтому давайте сначала рассмотрим стандарт UL или стандарт EN/IEC по уровню термостойкости.
1. Стандарт УЛ
В стандарте UL общепринятыми классами термостойкости являются 60 градусов, 70 градусов, 80 градусов, 90 градусов, 105 градусов, 125 градусов и 150 градусов. Откуда берутся эти классы термостойкости? Это долговременная рабочая температура проводника? Фактически, эти так называемые классы термостойкости в стандарте UL называются номинальной температурой. Это не долговременная рабочая температура проводника.
Номинальная рабочая температура
Подтверждение номинальной температуры в стандарте UL определяется в соответствии с уравнением 1.1 (см. UL 2556-2007, Глава 4.3 Долговременное старение материала). Конкретный процесс заключается в том, чтобы сначала принять класс термостойкости материала, например 105 градусов, а затем рассчитать температуру испытания печи при 112 градусах в соответствии с формулой 1.1 и поместить образец при этой температуре испытания на 90 дней, 120 градусов. дни и 150 дней, соответственно, для получения образца. Затем методом наименьших квадратов рассчитывается линейная зависимость между днями старения и удлинением при разрыве, а затем образец, выдержанный в течение 300 дней при этой температуре печи (112 градусов), рассчитывается по этой линейной зависимости. Относительное удлинение при разрыве.
Если скорость изменения относительного удлинения при разрыве менее 50 %, считается, что материал может достигать расчетной температуры, а если скорость изменения относительного удлинения при разрыве превышает 50 %, считается, что номинальная температура материала не может достичь предполагаемой номинальной температуры. Необходимо повторно принять номинальную температуру и продолжить вышеописанное испытание.
Видно, что в стандартной системе UL, если принят обратный метод, его можно рассматривать следующим образом: определенный материал выдерживается при определенной температуре А градусов в течение 300 дней, а скорость изменения его удлинения не превышает 50 процентов. , а затем температура A вычитается из 5,463. Затем разделите на 1,02, чтобы получить температуру B степени, и можно определить, что материал может достичь номинальной температуры температуры B степени.
Эта номинальная температура ни в коем случае не является долгосрочной максимальной рабочей температурой проводников, допускаемой изоляцией. Поскольку «долгосрочный» в долгосрочной максимальной рабочей температуре должен фактически быть сроком службы кабеля при этой рабочей температуре, по крайней мере, в годах, например, в соответствии со стандартом фотоэлектрических кабелей EN50618, срок службы кабеля рассчитан на 25 лет, стандарт UL в номинальной температуре, как правило, выше, чем долгосрочная максимальная рабочая температура проводника.
Температура кратковременного старения
Краткосрочная температура старения материала, то есть наиболее распространенные 7 дней, 10 дней и т. Д. В стандарте, таком как материал 105 градусов, состояние старения составляет 136 градусов × 7 дней. Так какая связь между этим и номинальной температурой? В стандарте UL температура кратковременного старения определяется длительным опытом использования материала, но некоторые методы также обобщаются для подтверждения. Температура кратковременного старения материала определяется в соответствии с Главой 4.3.5.6 и Приложением D стандарта UL 2556-2007. Сначала выберите номинальную температуру, температуру старения и время старения в соответствии с таблицей 1-1.
Если скорость изменения удлинения после старения материала, испытанного в соответствии с вышеуказанными условиями, превышает 50 процентов, считается, что материал может определить температуру старения в соответствии с этим условием. Если скорость изменения удлинения превышает 50 процентов, номинальная температура и кратковременное старение материала Температура должна упасть на один уровень.
2. Стандарт ЭН/МЭК
В стандартах EN/IEC редко встречается номинальная температура, как в стандартах UL, вместо этого указывается долговременная рабочая температура проводника (рабочая температура) или температурный индекс. Так в чем разница между этими двумя температурами?
Фактически, в системе стандартов EN/IEC оценка уровня термостойкости кабеля в основном основана на EN 60216 или IEC 60216. Этот стандарт в основном предназначен для оценки теплового срока службы изоляционных материалов. Метод оценки заключается в проведении испытания материала на старение при различных температурах, при этом скорость изменения удлинения при разрыве составляет 50 процентов в качестве конечной точки старения, и получают дни старения материала при различных температурах. Затем количество дней старения и температуру старения линейно коррелируют с помощью линейной регрессии и получают кривую линейной зависимости. Затем определите максимальную рабочую температуру в соответствии со сроком службы кабеля или определите срок службы кабеля в соответствии с долгосрочной рабочей температурой.
Температурный индекс относится к соответствующей температуре, когда скорость изменения удлинения при разрыве изоляционного материала составляет 50 процентов после термического старения в течение 20000 часов. Взяв в качестве примера стандарт EN 50618:2014 для фотогальванических кабелей, расчетный срок службы кабеля составляет 25 лет, длительная рабочая температура составляет 90 градусов, а температурный индекс составляет 120 градусов. Температура кратковременного старения изоляционных материалов также выводится из приведенной выше линейной зависимости.
Поэтому температура старения изоляционных материалов в EN 50618:2014 составляет 150 градусов. Эта температура старения очень близка к температуре старения 158 градусов для материалов, рассчитанных на 125 градусов в стандартной серии UL.
Из вышеприведенного анализа нетрудно увидеть, что длительная рабочая температура одного и того же проводника может потребовать различных температур старения из-за разного расчетного срока службы кабеля. При одной и той же длительной рабочей температуре, чем короче расчетный срок службы кабеля, тем ниже может потребоваться кратковременная температура старения изоляционного материала.
Например, долгосрочная максимальная рабочая температура изоляционного материала из сшитого полиэтилена, требуемая IEC 60502-1: 2004, составляет 90 градусов, а температура старения этого материала составляет 135 градусов. 135 градусов здесь очень близки к температуре старения 136 градусов, которая соответствует 105 градусам в стандарте UL, но сильно отличается от температуры старения изоляции в EN 50618:2014, которая также является такой же долговременной. Срок максимальной рабочей температуры 90 градусов. Хотя расчетный срок службы кабеля не указан в 60502-1:2004, расчетный срок службы двух кабелей определенно отличается.
3. Национальный стандарт и отраслевой стандарт
В процессе составления национальных стандартов и отраслевых стандартов моей страны многие материалы основаны на стандартах UL или стандартах EN/IEC. Однако из-за многосторонней ссылки некоторые утверждения автор считает неточными. Например, в GB/T 32129-2015, JB/T 10436-2004, JB/T 10491.1-2004, будь то материал или проволока, его классы термостойкости составляют 90 градусов C, 105 градусов C, 125 градусов C и 150 градусов C, что очевидно. Он основан на стандартной системе UL. Однако выражением для термостойкости является максимально допустимая длительно рабочая температура проводника. Выражение этой термостойкости, очевидно, относится к системе стандартов IEC.
В стандартной системе IEC долгосрочная максимальная рабочая температура проводника должна быть связана с расчетным сроком службы кабеля, но в этих национальных стандартах и отраслевых стандартах срок службы кабеля вообще не указывается. Таким образом, выражение «долгосрочная максимальная рабочая температура применимого проводника кабеля составляет 90 градусов, 105 градусов, 125 градусов и 150 градусов» является спорным.
Так может ли сшитый силаном XLPE достичь уровня термостойкости 125 градусов? Более строгий ответ должен заключаться в том, что сшитый силаном XLPE может достигать номинальной температуры 125 градусов, указанной в стандарте UL, поскольку изоляция и защита в главе 40 UL1581 в своде общих правил для материалов были четко предложил не указывать химический состав материалов. Может ли долгосрочная максимальная рабочая температура проводника из сшитого полиэтилена достигать 125 градусов, это зависит от расчетного срока службы кабеля и случая применения. В настоящее время не найдено соответствующих данных для систематической оценки срока службы этого материала. Предполагается, что из-за кратковременного старения, если расчетный срок службы кабеля составляет 25 лет, долгосрочная максимальная температура допустимого проводника должна быть выше 90 градусов.
В стандарте IEC долгосрочная максимальная рабочая температура проектных проводников традиционных силовых кабелей, строительных проводов и даже солнечных кабелей не будет превышать 90 градусов, но это не означает, что долгосрочная максимальная рабочая температура, разрешенная материалами используемый для таких кабелей не может быть больше, чем 90 градусов. степень . Нельзя сказать, что радиационный сшивающий материал может достигать уровня термостойкости 125 градусов, в то время как силановый сшивающий материал не может достигать уровня термостойкости 125 градусов. Такое заявление необоснованно.
Короче говоря, нельзя просто ответить «да» или «нет» на то, может ли материал достигать определенного уровня температуры, а следует рассматривать в сочетании с методом оценки уровня термостойкости материала или расчетного срока службы кабеля, и несколько стандартных систем не могут быть смешиваются и используются без разбора.
