弱电线缆有什么不足之处

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2019-06-12

  近年来,弱电电缆在电缆市场上占有高端的地位,而弱电电缆作为电线电缆产业的重要组成部分却在弱电电缆行业存在着许多的问题。那么,弱电线缆有什么不足之处呢?在国标、美标、欧标中电缆耐温等级有啥不同呢?

  近年来,弱电电缆在电缆市场上占有高端的地位,而弱电电缆作为电线电缆产业的重要组成部分却在弱电电缆行业存在着许多的问题。那么,弱电线缆有什么不足之处呢?在国标、美标、欧标中电缆耐温等级有啥不同呢?

  中国的弱电线缆生产比较集中,因此既有利又有弊。益处在于弱电线缆发展初期,由于生产集中度较高,能够带动一个地区的弱电线缆行业的快速发展。

  而弊端就在于,当弱电线缆行业发展到一定的阶段,竞争必然越发激烈。而同样由于区域生产集中度较高,而造成各生产企业近乎“知根知底”,不但同质化竞争严重,而且为打价格战埋下了隐患。

  弱电电缆难以突破低价竞争的关键在于,弱电线缆产品主要应用于建筑行业,其中囊括了建筑项目中的电力、通信、控制、安防及消防等重要系统,再加上建筑行业用缆比较混乱,经过调查发现甚至有很多电缆产品由装修人员或住客自行购买,因此更是扩大了“低价为王”的气焰。

  但是似乎从来没有人想过,购买超低价格的电缆产品,质量能有所保障吗?一旦这类低价的弱电电缆存在质量问题,给用户造成的损失绝非是省了那么一点点差价,而可能赔进去的是整个人生!

  随着国内弱电行业的快速发展,原有的弱电线缆生产企业纷纷扩大生产能力,其他线缆生产厂家及一些新成立的企业也纷纷加入到弱电行业,市场竞争不断加剧。

  为了提高市场占有率,获取一定的生存空间,绝大多数的弱电线缆生产企业往往采取低价策略。不过这样做的弊端是十分浅显的,当产品的销售价格已经接近甚至低于产品制造的实际成本时,部分厂家为了保证利润,控制成本,只能以偷工减料、缺米少码、粗制滥造等方式来维持运营和生产。

  正如前面所说的,在巨大的市场面前,弱电电缆的这些难以突破的瓶颈,其中低价竞争已经严重阻碍了弱电电缆的发展。企业应该努力需求可持续发展之道,而不是一味以低价争夺市场,要知道价格战不但会影响企业发展,甚至会导致企业的衰亡。

  因此,必须合理规范市场竞争,也让企业充分认识到,低价竞争并不能维护企业长远发展。这个经济与科技都快速发展的时代里,企业应突破技术瓶颈,掌握核心技术,提高线缆的质量,降低成本。规范国内弱电电缆市场,让其健康有序发展。企业应该及时塑造自己的品牌,以质量取胜,不参与恶性竞争。

  由于国标和行标的编制,很多内容是参考和借鉴了国际标准,因此我们先来看看UL标准或EN/IEC标准对耐温等级的规定。

  UL标准中,常见的耐温等级是60℃、70℃、80℃、90℃、105℃、125℃和150℃。这些耐温等级是怎么来呢?是导体的长期工作温度吗?实际上,这些所谓的耐温等级,在UL标准中称作额定温度(rating temperature)。它并不是导体的长期工作温度。

  UL标准中额定温度的确认是按照公式1.1来确定的(参见UL 2556-2007中4.3章材料长期老化部分)。具体过程是先假定材料的一个耐温等级,如105℃,然后按公式1.1计算出烘箱的测试温度112℃,分别在这样的测试温度下将样品放置90天、120天和150天,得到样品的伸率变化率和老化天数的数据,然后再通过最小二乘法推算出老化天数和断裂伸长率的线性关系,进而依据此线性关系推算在此烘箱温度(112℃)下老化300天时的样品断裂伸长率。

  如果断裂伸长率的变化率小于50%,则认为此材料可以达到这个假定的额定温度,如果断裂伸长率的变化率大于50%,则认为此材料的额定温度不能达到假定的额定温度,需要重新假定一个额定温度,继续上述试验。

  由此可见,在UL标准体系中如果采用反推的方法可以这样认为:某个材料在某温度A℃下老化300天,其伸率变化率不超过50%,再将温度A减去5.463,然后再除以1.02,得到温度B℃,即可认定此材料可以达到温度B℃的额定温度。

  这一额定温度,绝不是绝缘层允许的导体的长期最高工作温度。因为长期最高工作温度中的“长期”实际上应该是电缆在此工作温度下的寿命,至少要以年为单位计算,如光伏电缆标准EN50618中,电缆的寿命设计为25年,UL标准中的额定温度一般会比导体的长期最高工作温度高。

  材料的短期老化温度,即我们平常在标准中最常见的7天、10天等,如105℃的材料,老化条件为136℃×7天。那这和额定温度是什么关系呢?

  在UL标准中,短期老化的温度是靠材料的长期使用经验获得的,但也总结了一些方法来确认。如在UL2556-2007标准4.3.5.6章及附录D中这样确定一个材料的短期老化温度。首先按照表1-1选择一个额定温度、老化温度和老化时间。

  如果按照上述条件测试的材料的老化后的伸率变化率大于50%,则认定为此材料可以按照此条件来确定老化温度,如果伸率变化率大于50%,则材料的额定温度和短期老化温度要下降一个等级。

  除此之外,在UL758-2010的第14章中也总结了简单的公式来确定短期老化温度。

  在EN/IEC标准中,很少像UL标准中那样看到额定温度(rating temperature),取而代之的是导体长期工作温度(operation temperature)或者温度指数。那么这两个温度有什么区别呢?

  实际上,在EN/IEC标准体系中,对电缆的耐温等级的评价主要是按照EN 60216或IEC 60216来评价的。此标准主要是评价绝缘材料的热寿命。

  其评价方法是将材料在不同温度下进行老化试验,以断裂伸长率的变化率为50%作为老化的终点,得出材料在不同温度下的老化天数。

  然后通过线性回归的方式将老化天数和老化温度做线性相关处理,得出一个线性关系曲线。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,确定线缆的寿命。

  而温度指数,就是指绝缘材料在热老化20000H后,断裂伸长率的变化率为50%时,所对应的温度。以光伏电缆标准EN 50618:2014为例,其电缆的设计寿命为25年,长期工作温度为90℃,而温度指数则是120℃。绝缘材料的短期老化温度,也是以上述线性关系推导出来的。

  所以,EN 50618:2014中绝缘材料的老化温度为150℃。这一老化温度和UL标准系列中额定温度为125℃的材料的老化温度158℃非常接近。

  通过上述分析不难看出,同样的导体的长期工作温度,由于电缆的设计寿命不同,可能其要求的老化温度并不一样。在同样的长期工作温度下,电缆设计寿命越短,绝缘材料的短期老化温度就可以要求的越低。

  例如在IEC 60502-1:2004中要求的XLPE绝缘料的长期最高工作温度为90℃,而此材料的老化温度为135℃。这里的135℃却和UL标准中额定温度为105℃的老化温度136℃很接近,却和同样是长期最高工作温度同样为90℃的EN 50618:2014中绝缘的老化温度差很多。尽管在60502-1:2004没有找到电缆的设计寿命,但两种电缆的设计寿命肯定是不同的。

  我国的国家标准和行业标准在编制过程中,很多内容是参考和借鉴了UL标准或EN/IEC标准。但是由于是多方参考,所以有些表述笔者认为是不准确的。

  例如在GB/T 32129-2015、JB/T 10436-2004、JB/T 10491.1-2004中,无论是材料还是电线℃,这明显是借鉴了UL的标准体系。但是,对于耐热的表述却是允许的导体长期最高工作温度。这个耐热性的表述又明显参考IEC标准体系。

  在IEC标准体系中,导体的长期最高工作温度应该和电缆的设计寿命关联,可这些国标及行标中,根本没有电缆寿命的表述。所以这种“适用的电缆导体长期允许最高工作温度是90℃、105℃、125℃和150℃”的表述有待商榷。

  那么硅烷交联型XLPE能不能达到125℃的耐温等级呢?比较严谨回答应该是硅烷交联型XLPE可以达到UL标准中规定的125℃的额定温度,因为在UL1581第40章的绝缘和护套材料总则中,已经明确提出不对材料的化学成分做规定。

  而XLPE导体的长期最高工作是否能达到125℃,这和电缆的设计寿命及使用场合有关,目前,没有找到相关资料系统评价此材料的寿命。通过短期老化来推测,如果电缆的设计寿命是25年,其允许的导体的长期最高温度肯定能大于90℃。

  在IEC标准中,传统的电力电缆、建筑用线甚至太阳能电缆的设计导体长期最高工作温度都不会超过90℃,但并不代表用于此类电缆的材料允许的长期最高工作温度不能大于90℃。也不能说辐照交联料可以达到125℃的耐温等级,而硅烷交联料不能达到125℃的耐温等级,这样的表述是没有道理的。

  以上就是有关于电线电缆的全部内容了,其实一个材料能否达到某个温度等级,不能简单的回答是或不是,而是要结合材料耐温等级的评价方法或者电缆的设计寿命来考虑的,不能将几个标准体系混合着乱用。

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