电线电缆的性能要求与检测项目

电线电缆的性能要求与检测项目第一节电线电缆产品的性能要求任何产品的性能要求来源于而大方面：一是基本使用功能提出的要求，即要求产品在预订的使用寿命期内能充分，并力求最佳地满足使用所需要的基本技术要求。二是产品应能适应所使用的环境、使用状况以及安装敷设过程中的各种各样境况而提出的技术要求。即要求产品在上述这些情况下使用时，应尽可能的具备相应地抵抗各种外界因素损害其基本功能的能力，保证产品的正常工作。这些，对于电线电缆产品也是同样的，但由于它的品种范围广，大量的品种是为了满足不同的使用环境、使用状况等而出现的。因此从总体上讲，线缆产品的性能要求涉及面非常广；特别是有许多性能要求（主要是因环境、使用状况、安装敷设过程中提出的）是大多数机电产品所没有的，或不可能有的；这就增加了线缆产品中性能要求的多样性和复杂性。一.基本的使用功能要求从线缆产品的传输功能来讲，用于三大领域即电力系统、信息系统和作为电磁能量转换的元件的所有电线电缆产品，本质只有传输电流和传递信息电磁波两大类。下面分别以电力电缆和市内通信电缆两个类别为例进行说明。(一)电力电缆使用功能要求电力电缆应具有的使用功能是：安全、可靠地传输大容量的电能。由此提出对电力电缆的基本性能要求是：1.良好的导电性能即导体的电阻要小，从而可控制导线通过电流时产生导线损耗（I2R）,和线路的电位降（I2R）。2.优良的电绝缘性能要求绝缘层的绝缘电阻要高；绝缘层被高电压破坏（击穿）的抵抗能力要强、即绝缘层的击穿试验电压值要比工作电压有较大的裕度；以及介质损耗要小，以免介质（即绝缘体）在工作状态下因自身发热量大而降低材料的电绝缘性能。由于绝缘材料大多数为高分子材料（天然或合成），因此其使用寿命极为重要。3.要保证工作状态下的热平衡电力电缆在传输电流时，电缆因导体电阻发热、介质损耗发热等，因此本身是一个热源。在电缆结构设计时，必须使其所发的热能够向外界发散而到达一种稳定的热平衡；否者电缆将无法工作。同时，要根据绝缘材料的热老化特性确定一个长期的工作温度。因此，电缆的长期允许最高工作温度，允许传输的电流密度（即每平方毫米通过的电流安培数）或每一个导线截面等级的长期允许载流量等就是电力电缆热性能的反映。所以要求绝缘层，护套材料及填充材料等应具有长期处于最高允许工作温度下的耐热老化性能。4.传输大容量的电能随着经济建设的发展和人民生活水平的提高，每一个场所或区域的用量正在迅速地不断增加，因此要求所用的电缆能传输更大容量的电能。电力电缆提高传输容量的方法除了增大单根缆芯的截面以外，对高压电缆也有采用内强迫冷却（只适用于充油电缆，将油系统循环冷却）、外强迫冷却（电缆外不用风冷、水冷）的办法。但更主要是提高电缆的工作压等级，这就是发展高压、超高压电力电缆的动力。电力系统用的所有线缆产品如以及电气装备用电线电缆中以传输电流为基本功能的产品，如绝缘电线、软线，橡套电线电缆等也应该有这些性能要求。但对使用电压较低或工作电流较小的产品，其电性能或热性能较易满足；此类产品，满足其使用环境、使用条件方面的性能要求，往往会成为主要矛盾。(二)通信电缆使用功能要求“打电话”的简单原理是：声音（声波）通过耳机上的话筒转变为电磁波；经过通信电缆的传递到达对方，再通过耳机上的听筒又转变为声波。通信系统通常是以二根绝缘线为单位组成“线对”。构成一个通话回路。事实上，一般的电话线对可以传递的电磁波频率远大于人的声波频率（人的声波频率总是小于4000赫）；因此通过线路系统中的处理，如加上载波机后，一对线可以同时通过12～24路电话；也可以用于点传真或数据传输等。所以市内通信电缆的使用功能是：长距离清晰，不失真地传输频带尽可能宽的信息电磁波。由此提出对市内通信线缆的基本性能要求是：1.要求电缆中每一线对的固定有衰减要小即所传输的电磁波在单位长度线路上的损失（即衰减）要小，以保证有足够的功率（如音量）达到接收方。通信系统的线路可以非常长，因此在实际运行系统中每隔一定距离（对市内通信电缆线路约为30～50km）要设置功率放大装置（如增音机）；而在每一段内要控制固有衰减值，否者会影响通话质量。2.要求所传输的信息具有尽可能小的失真即接收方式收到的信息（声音、图像、文字）要基本上与发出方完全一致。造成失真的原因是由于线路长度中电缆结构或材料性能的微小不均匀性；即所传输的电磁波会因这些不均匀而引起波的局部的反射、折射和驻波，从而会改变其中某些波的传输速度或使波形发生变化（畸变）。3.要控制统一电缆各回路（即各线对）之间的串音统一电缆中许多回路同时工作时，相互间必然会因电磁耦合而产生干扰。当此种干扰的功率足够大（可以听到）时，就是明显的串音。因此必须规定一定的串音防卫度加以保证。宽带数据传输用的电缆或保密要求高的线路则必须采用对屏蔽和总屏蔽，以阻止（减弱）此类相互间的干扰。但对于一般、民用、传输总量不大（即频带不太宽）而用的电话电缆，一般不必采用分“线对”屏蔽的方式，但应有防止外界干扰的总屏蔽。4.在保证传输质量的前提下，要尽量扩展电缆中每一线对的使用频带，使每一线对可以传送更多的信息。必须指出，近年来信号传输的模式已逐步从“模拟信号传输”发展为“数字信号传输”；发展速度极快，目前已达到了即将全面取代的阶段。所谓模拟信号，是指仿照原有信息的信号。利用模拟信号进行传输的方式称为模拟通信；前几年，电话、传真等采用的就是模拟通信方式。所谓数字信号，是指将信息的信号按某种规则分解为不连续的、离散的数字信号进行传输；称为数字信号。早期的编码电报就是一种数字信号；而现在利用计算机控制的程控电话交换机，就是现代化数字化的通信设备。由于数字信号抗干扰能力强，其转接、存储和控制等方面灵活方便；加上模一数或数一模转换技术及大容量高速度计算机的发展，加快了数字通信的普及和发展。从一回路线路允许传输的能力来讲，模拟通信强调的是允许传输的频率范围（频带）的宽度。以KhZ(千赫)、MHZ(兆赫)表示。而数字通信强调的是单位时间内传输信号数字的个数，即传输速率，以千毕（kbit/s）、兆毕（Mbit/s）表示。目前，宽带通信网的传输速率已达到100兆毕（即每秒可传输100兆个数字）以上（即采用所谓的5号电缆），并已在研发传输速率为600兆毕以上的系统。二.使用环境、条件等提出的性能要求使用环境、使用条件以及安装辐射时都会对电线电缆产品提出许多性能要求，现粗略归类列举如下；1.满足生产、运输、安装敷设时应具备的性能要求如何弯曲性、不被刮伤等；几乎对所有线缆产品均有不同程度的要求。2.适应使用场合的环境温度许多产品工作时，自身发热很小，但环境温度很高；有的产品用于严寒地区，则有不同的耐低温要求；有的产品则要求既要耐热又要耐寒，如汽车用电线等。3.防止外力破环或承受自重如敷设地下（特别是直埋于土壤中）的电缆均需用钢带铠装；敷设在竖井。斜井以及水中的电缆要求钢丝铠装，以承受电缆自重和机械保护；矿井中的电缆要求耐砸、抗挤压等。4.满足使用方式的要求最主要的是移动式使用的线缆产品要求柔软，如家用电器电源线、橡皮电线电缆等许多品种。有的产品如悬浮在水面的设备与固定点之间的连接电线，要求特别柔软并能承受频繁弯、扭、拉等应力。安装在经常处于有振动状态的场合下的电线电缆要求有耐振动性，如沿铁路轨道、过桥以及船上机舱周围等。5.阻燃或耐火要求取决于线缆产品的使用场合或某一条线路的重要性；即使用场合对防火的要求很高，如高层智能化大楼、计算机房、地铁等；以及大型公共建筑中的救急通道中的指示、照明线路、报警线路等。6.防鼠、防白蚁以及防霉等性能要求在鼠害严重或白蚁严重地区，酚电线电缆应能防止老鼠或白蚁啮咬而破化产品，在湿热带地区要防止线缆产品外层生霉而损害材料性能。7.耐大气老化或耐酸、碱、油类等化学物质的侵蚀大气老化主要是氧或臭氧以及光照对高分子材料的侵害；而化学物质的侵害有的是接触这些液气，有的是有害气体。8.其他如核电站用电缆或航天器用线缆有耐辐照等更为特殊的要求。必须强调指出：上述的汇总只是从哪些因素影响到线缆产品的使用寿命等进行一些归类。事实上，同一种环境中有害因素的程度会有许多差异；而线缆产品由于有结构、规格大小和所用材料自身性能的千差万异；因此，同一环境或使用条件可能对某些产品是相似的，而对某些产品却是不同的。所以，对一种产品使用在某一特定场所时，必须逐一分析后，再合理选用该产品系列中的具体品种；或研究采用何种附加措施，以满足用户的需求。其次，应该明确，外部环境和使用条件是客观存在的。例如阻燃、耐火、防鼠、耐酸、耐油等，无论对电力电缆、电话电缆、光缆等都是同样的要求。这些技术要求是防备外来的损害、保护线缆产品的正常使用而提出的；与产品的使用功能并没有本质上的联系。但如果不能适应电线电缆的使用环境和防止外界因素的损害，则产品的使用功能就不能保证。第二节技术标准简介任何向市场供应的产品必须完全遵照各种相关的技术标准进行制造。技术标准是技术法规体系中的核心，在产品的设计、制造、运输、贮存、销售、安装、运行过程中都应加以贯彻。一.电线电缆用技术标准的类别电线电缆制造所用的标准以产品标准为主体，并涉及到基础标准、材料标准、试验方法标准、试验仪器设备检测方法标准和通用标准等各个类别。表1是电线电缆制造用各类技术标准的举例。表1电线电缆制造用技术标准的类别类别标准举例备注标准号标准名称产品标准GB12971-1999电力牵引用接触线1标准号后的年份是指该标准开始贯彻的年份。在该标准更改后应重新发布起始贯彻年份。在没有宣布更改前，长期使用。GB/T1179-1999圆线同心绞架空导线GB/T6109-1990漆包圆绕组线GB/T7095-1995漆包扁绕组线GB/T7672-1987玻璃丝包绕组线GB12706-1991额定电压35kv及以下铜芯、铝芯塑料绝缘电力电缆GB9326-1988交流330kv及以下油纸绝缘自容式充油电缆GB5013-1997额定电压450/750v及以下橡皮绝缘电缆GB5023-1997额定电压450/750v及以下聚氯乙烯绝缘电缆2多数产品标准为系列或小类产品标准；每一标准中包括许多部分、分别规定各个品种。GB12972-1991矿用橡套软电缆GB8140-1995额定电压0.6/1kv及以下船用电力电缆和电线GB/T13849-1993聚烯烃绝缘聚烯烃护套市内通信电缆GB/T18015-1999数字通信对绞或星绞多芯对称电缆GB9023-1992实心聚乙烯绝缘射频电缆ZBK13001-1987通信光缆基础标准GB2900.10-1984电工名词术语电线电缆GB8170-1987数字修约规则试验方法标准GB/T4909-1985裸电线试验方法GB/T4074-1999绕组线试验方法GB/T3048-1994电线电缆电性能试验方法GB/T2951-1994电线电缆机械物理性能试验方法GB/T5441-1985通信电缆试验方法GB/T12666-1990电线电缆燃烧试验方法JB/T4278-1993橡皮塑料电线电缆试验仪器设备检定方法材料标准GB/T3952-1998电工用铜线坯线缆产品用材料有几千种，常用材料、量大的有专用标准；其他采用通用标准、行业标准、企业标准。行业中编制了“材料采购规GB/T3954-1983电工圆铝杆JB/T7599-1994漆包绕组线绝缘漆GB7594-1987电线电缆橡皮绝缘和橡皮护套GB8815-1988电线电缆用软聚氯乙烯塑料GB15065电线电缆用黑色聚乙烯塑料GB/T15972-1995光纤总规范GB9771-1988通信用单模光纤系列GB12375-1990通信用多模光纤系列GB4175-1984铠装电缆－用钢带范”。可供参考YD/T723-1994通信电缆光缆用金属塑料复合带通用标准GB6995-1986电线电缆识别标志JB/T8137-1999电线电缆交货盘GB952-1989电缆外护层JB5268-1991电缆金属套JB/T8135-1997绕组线包装JB/T1081-2000电线电缆流量计算3线缆产品技术标准的组成介绍标