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    UL電線電纜的基本測試方法

    時間:2021-10-11 16:46:35 點擊:1407次

    UL電線電纜的基本測試方法

     

    來源:電纜網
     
     
     

    基本結構

    (一)導線

    1、導體電阻:除TPT、TS和TST等錫芯電線外,UL不要求測量電線電纜產品的導體電阻。

    2、線徑:通常電線電纜的線徑都是偶數AWG,如18AWG、16AWG等,奇數AWG電線屬于特殊例外。

    3、決定導體截面積的方法有二種:

    A、測量每一根絞合芯線截面積之和,測量時至少要取7根苡線直徑的平均值作為平均芯線直徑。D

    以Mils計算:導體截面積CMA=nd2(CMA:Circular Mil Area)

    以毫米計算:導體=0.7854*nd2

    其中n為導體結構中芯線的根數。芯線直徑的測量:根據UL1581第200節,每根芯線直徑須使用精度達到0.01mm(0.001英寸),兩個端面都是平面的千分尺進行測量。

    B、稱重法,見UL1581第210節。

    測量過程中發現測量值小于要求值(UL1581,Table20.1),可用兩種方法中的另一種加以證實。(注:DC電阻測量法不能用來作為測量CMA的最終判斷標準)。

    導體絕緣厚度

    1、測量工具:千分尺

    常用的千分尺,測量端面均為平面,最小讀數:0.01mm

    端面為1.98*9.5mm,荷重10g的荷重千分尺(導體絕緣厚度)

    平均絕緣厚度的測量:距端線10英寸開始,每10英寸為一個測量點,測量5個點處導線的外徑,導體的直徑。

    絕緣厚度=(導線外徑-導體直徑)/2

    將5個點處的絕緣厚度平均即得到平均絕緣厚度。

    最小絕緣厚度的測量:

    測量工具:pin-gauge千分尺,注意此方法適用于18AWG或更大線徑的導線結構。截取一段抽出芯線導體的絕緣體,將其放置在千分尺的pin上。測量時先將荷重輕輕抬起,并緩慢轉動絕緣體,讀取最小值即視作導線絕緣體最小厚度。對于小于18AWG的導線,可采用讀數顯微鏡方法。

    2、測量工具,讀數顯微鏡

    取樣時,小心抽取全部導體芯線,沿導線絕緣體方向垂直切片,在顯微鏡下測量最薄處的厚度,作為導體絕緣層的最小厚度。
     
    通常將讀數顯微鏡(精度為0.001mm)的測量結果作為最終的參考標準。實際測量時發現一卷電線測量的最小厚度小于規定值多過2Mils,判定該卷電線不合格。若測量值小于規定值不超過2Mils,應在該卷電線上相距1英尺處抽取兩個樣測量,如果其中1個結果小于最小值,該卷電線判為不合格,若兩個測量值均達標,判為合格。

    外被

    平均外被厚度

    沿線身測量相距離英寸的5個點處外被的外徑以及成纜直徑,外被厚度=(外被外徑-成纜直徑)/2

    平均外被厚度為5個點測量值的平均。

    外被最小厚度:同導線最小絕緣厚度。外被內表面須先小心拋磨打平,再使用荷重85g,測量截面直徑6.4mm的荷重千分尺測量。

    讀數顯微鏡測量:方法同導體絕緣厚度測量方法。

    常見電線的平均厚度和最小厚度的對照表。見UL62,Table:16.2,16.4,16.6,16.8.

    絞距

    芯線絞距

    取芯線10個絞合的間距的平均值作為芯線平均絞距,測量時去除大約十個絞合長度的絕緣外皮,取任何一支芯線為對象進行測量。注意在去皮時不要損傷芯線,造成芯線斷線。

    導線絞距

    同樣取導線的10個絞距長度進行平均,作為平均導線絞距,取樣時要注意由于導線絞合時的內應力一扭力很大,去除外被時可能造成原絞合結構的松散。為此,取樣時先預留一段護套線不去除外被,再沿線纜方向用利刀片拉掉部分外被,最好是以能看到待測導線,而導線與外被結合得仍很緊密為宜。將樣品平放拉直,量取某一導線十個絞合點之間的距離作為絞距,因為成纜時由于應力的關系,成形外被后原絞合距離會增加。

    各種芯線最大絞距參見UL62。各種線徑的導線最大絞距參見UL62

    (二)燃燒測試

    電線燃燒等級及測試方法對照表

     

     

    (三)耐電壓測試

    電纜中各導線間應施加UL62Table51.1相對應的電壓,加壓時應在10S至60S鐘內緩慢將電壓由零加到額定值,保持1分鐘。判別標準為在升、降壓以及保持期間,Hi-pot機電路報警。另一方面,絕緣電阻測試在某種程序上也能產生類似效果,所以先進行耐電壓測試是一種積極的簡便測試漏電的方法。

    (四)火花測試

    對于單芯電源線,如CXTW線,耐電壓測試即為火花測試,而對于多芯電源線,日常生產測試中也可以用火花測試代替耐電壓測試。

    火花測試要點:

    火花試驗機

    (1)鍍鉻銅珠練長度、位置:參見Table900.1,從橫向和縱向對珠練的間隔,排列方式等進行了規定,日常生產中須定期檢查珠練是否掉落,如發現有部分不全,應及時加以更換。

    (2)火花機V型測試槽長度L、測試頻率、生產電線最大出線速率的關系,見Table900.2.可見工作頻率提高,出線速率可以大幅提高,生產效率也可大大提升。

    (3)線路接地:保持導體以及放、收線輪與火花機接地良好。

    放線端為裸銅線:放線端接地,收線端不用接地,電線的導通性不須測試。

    放線端為絕緣導線:導線與收線、放線輪導通連接,收線、放線端均須接地。對于10AWG或更細導線,不用測試導通性能。

    測試電壓:見Table900.2

    (五)絕緣電阻測試

    1、普通電線電纜

    絕緣高阻計直流電壓調節為100-500V,長度為50FT-5000FT的電線在水槽中浸泡2小時,高阻計的一個電極連接到水槽的銅板電極上,另一電極連接到待測的電線導線上。測量時間為60秒,合格標準為15.6℃時1000英尺電線的絕緣電阻大于2.5M.

    將10 ℃-29.4 ℃水溫的測量值折算為15.6 ℃、長度為1000英尺的值:

    R*L*M*TCF

    1000

    R:高阻計讀數  L:實測電線長度

    M:高阻計倍率  TCF:溫度修正系數

    TCF對照表可參見UL1581 Table52.1

    2、常用戶外型“w”電線電纜,如SPT-2W,SJTW,CXTW等。

    短時間絕緣電阻的測試方法與普通型電線電纜相同,但合格判定標準完全不同,“W”型電線阻值要高得多。如CXTW22AWG,合格標準為15.6 ℃225M/1000英尺。

    (1)判定標準

    SPT-2W,SPT-1W,XTW以及CXW,參見UL62Table35.1

    SJTW等護套線,參見UL62Table32.1

    表中所列的絕緣電阻為15.6 ℃下短時間浸水阻值,另外還需進行50 ℃升溫長時間浸水測試其絕緣電阻。

    (2)TCF的確定

    首先要確定阻抗因子C,再從UL62Table33.1中找出相應的M因子,套用前面公式,即可求出阻抗。
    注:對于護套電纜,如SVT,SJTW,表中所列的絕緣電阻為護套內各導線間絕緣電阻,所以在測量時,需將護套外被切除后再浸水測試。

    阻抗因子C的決定:參見UL62第34節。

    原理:在兩個樣品升溫和降溫的過程中,測量5個固定溫度點的阻值,在半對數坐標上作圖,推算出15.6 ℃時的阻值,再讀出16.1 ℃的阻值,兩者相除即可求出C值。

    (六)老化前和老化后拉伸測試

    1、如何決定測試機的拉伸速度?

    拉伸速率:在UL1581第50節各表中未特別指明拉伸速率時,通常情況下速率為500+25mm/min.

    2、如何決定材質的拉伸指數?

    UL62現在已將常規可彎曲軟線的物性歸結在Table5.2(絕緣體)和Table7.2(外被)中。

    過去所有電線塑料材質的物性全部列入UL1581 Table50系列。例如SPT-2,105 ℃電線,其物性要求為:SPT-2為Integral PVC電纜,故應用UL62Table15.1或UL1581 Table50182。105 ℃對應的CLASS是2.11,拉伸指數為老化前拉伸率100%,抗張強度1500ibf/m2。136 ℃,7天的老化后拉伸率為之前的65%,抗張強度為老化前的85%。而對于半硬PVC而言(SR-PVC),根據UL1581Table47.1,拉伸指數在Table50183中列明,即老化前,拉伸率100%,抗張強度3000ibf/m2,老化后百分比分別為70%,70%。

    3、測試樣品的制備

    步驟:截取一段待測試

    (1)測量其導體直徑,絕緣(或外被)層厚度;

    (2)小心去除絕緣層包裹的導線和其它填充物,檢查絕緣表皮完好無損。

    對于外被樣品,用拋光磨平機小心磨平外被的內表面,直至內表面凹凸部位平滑即可。對于周長分別為4mm或6mm的外被,可用ASTM dieD或 ASTM dieC的啞鈴片器制備啞鈴狀樣品。

    (3)樣品上相距1英寸兩端作標記,以便測試過程中測量其拉伸情況。測試機的上下拉爪的夾持位置距離標記線均勻,不超過1/2英寸。

    4、計算

    (1)對于規則的管狀試樣,截面積A為:

    A=00.7854(D2-d2)

    D:導線外徑,d:導體直徑

    (2)對于不規則內壁試樣,面積A:W

    163.87G

    W:10英寸樣品的重量,以克計; G:材質比重;

    A:截面積,以平方英寸計。  注:啞鈴片狀外被樣品。

    截面積A=外被平均厚度*寬度

    (3)比重G的測量

    10英寸長的材質,按下圖方式制備樣品,測量前樣品須在純凈酒精中浸沒。主要是為避免樣品內壁上空氣的保留。

    測量W1:空氣中樣品的重量;   

    W3:為直徑小于0.127mm綁捆銅絲的重量。

    W1

    W1- W2+ W3

    (4)抗張強度 S=P/A

    P為拉斷試樣的力量

    5、對老化爐的要求

    按照ASTM  D5423-93(II型)和ASTM D5374-93標準:使用高速循壞、空氣,保持試樣周圍空氣中氧含量在正常水平,循環空氣的速率應達到每小時100-200次空氣交換,溫度保持在+1.0℃。

    (七)其它試驗簡介

    1、抗紫外光測試

    在720小時電弧和淋雨交替施行后,試樣試驗前后伸長率、抗張強度均不應小于未試驗樣品測量值的80%,本試驗適用于“W”戶外級電線電纜(包括單線、護套、平行線)。

    2、浸油試驗

    將試樣浸泡在一定溫度、特定油質、一定時間的環境下,浸泡后試樣的抗強強度、拉伸率應保持在浸泡前試樣測試值的一定百分比。

    3、絕緣層緊密度試驗

    分為節日燈線單導體絕緣層緊密度和整體結構平行線導體絕緣層緊密度兩種試驗方法。護套電纜線沒有此項要求。例如:XTW線,先截取一段11英寸長的電線,將中間絕緣縱向切開,成為單導體電線結構,參照CXTW線執行即可。

    4、表面印字牢固度試驗

    分為老化前和老化后牢固度試驗。生產線測試和UL現場測試都采用老化前測試。而送樣測試都采用老化后測試。

    壓塊荷重450g,端面25*50mm,測試面為絨布,在表面印字面進行三個完整的來回磨擦,檢查印字是否剝落。

    5、抗拉試驗

    對于18AWG和17AWG的電源延長線等護套纜線,能保證在承受規定荷重1分鐘后,各內芯線不應斷線。

    6、護套表面絕緣電阻

    表面潔凈的護套線,相距0.5英寸的兩個銅箔電極間施加500V DC電壓1分鐘,其絕緣電阻應保持大于100MΩ。

     
     

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