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UL电线电缆标准和基本测试方法及所需仪器

日期:2019-11-12 20:47
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摘要:
 

UL电线电缆标准和基本测试方法及常用仪器
常用仪器:直流低电阻测试仪、绝缘耐压测试仪、电子比重计、电线伸长率试验机、投影仪、外径千分尺、恒温水槽、火花机、砝码、燃烧试验机、紫外线光老化试验机等。

基本结构
(一)导线
1
、导体电阻:除TPTTSTST等锡芯电线外,UL不要求测量电线电缆产品的导体电阻。
2
、线径:通常电线电缆的线径都是偶数AWG,如18AWG16AWG等,奇数AWG电线属于特殊例外。
3
、决定导体截面积的方法有二种:
A
、测量每一根绞合芯线截面积之和,测量时至少要取7根苡线直径的平均值作为平均芯线直径。D
Mils计算:导体截面积CMA=nd2CMACircular Mil Area)
以毫米计算:导体=0.7854*nd2
其中n为导体结构中芯线的根数。芯线直径的测量:根据UL1581200节,每根芯线直径须使用精度达到0.01mm(0.001英寸),两个端面都是平面的千分尺进行测量。
B
、称重法,见UL1581210节。
测量过程中发现测量值小于要求值(UL1581Table20.1),可用两种方法中的另一种加以证实。(注:DC电阻测量法不能用来作为测量CMA的*终判断标准)。导体绝缘厚度
1
、测量工具:千分尺
常用的千分尺,测量端面均为平面,*小读数:0.01mm
端面为1.98*9.5mm,荷重10g的荷重千分尺(导体绝缘厚度)
平均绝缘厚度的测量:距端线10英寸开始,每10英寸为一个测量点,测量5个点处导线的外径,导体的直径。
绝缘厚度=(导线外径-导体直径)/2
5个点处的绝缘厚度平均即得到平均绝缘厚度。
*小绝缘厚度的测量:
测量工具:pin-gauge千分尺,注意此方法适用于18AWG或更大线径的导线结构。截取一段抽出芯线导体的绝缘体,将其放置在千分尺的pin上。测量时先将荷重轻轻抬起,并缓慢转动绝缘体,读取*小值即视作导线绝缘体*小厚度。对于小于18AWG的导线,可采用读数显微镜方法。

2
、测量工具,读数显微镜
取样时,小心抽取全部导体芯线,沿导线绝缘体方向垂直切片,在显微镜下测量*薄处的厚度,作为导体绝缘层的*小厚度。

通常将读数显微镜(精度为0.001mm)的测量结果作为*终的参考标准。实际测量时发现一卷电线测量的*小厚度小于规定值多过2Mils,判定该卷电线不合格。若测量值小于规定值不超过2Mils,应在该卷电线上相距1英尺处抽取两个样测量,如果其中1个结果小于*小值,该卷电线判为不合格,若两个测量值均达标,判为合格。
外被
平均外被厚度
沿线身测量相距离英寸的5个点处外被的外径以及成缆直径,外被厚度=(外被外径-成缆直径)/2
平均外被厚度为5个点测量值的平均。
外被*小厚度:同导线*小绝缘厚度。外被内表面须先小心抛磨打平,再使用荷重85g,测量截面直径6.4mm的荷重千分尺测量。
读数显微镜测量:方法同导体绝缘厚度测量方法。
常见电线的平均厚度和*小厚度的对照表。见UL62Table:16.2,16.4,16.6,16.8.
绞距
芯线绞距
取芯线10个绞合的间距的平均值作为芯线平均绞距,测量时去除大约十个绞合长度的绝缘外皮,取任何一支芯线为对象进行测量。注意在去皮时不要损伤芯线,造成芯线断线。
导线绞距
同样取导线的10个绞距长度进行平均,作为平均导线绞距,取样时要注意由于导线绞合时的内应力一扭力很大,去除外被时可能造成原绞合结构的松散。为此,取样时先预留一段护套线不去除外被,再沿线缆方向用利刀片拉掉部分外被,*好是以能看到待测导线,而导线与外被结合得仍很紧密为宜。将样品平放拉直,量取某一导线十个绞合点之间的距离作为绞距,因为成缆时由于应力的关系,成形外被后原绞合距离会增加。
各种芯线*大绞距参见UL62。各种线径的导线*大绞距参见UL62

(二)燃烧测试
电线燃烧等级及测试方法对照表
续上
(三)耐电压测试
电缆中各导线间应施加UL62Table51.1相对应的电压,加压时应在10S60S钟内缓慢将电压由零加到额定值,保持1分钟。判别标准为在升、降压以及保持期间,Hi-pot机电路报警。另一方面,绝缘电阻测试在某种程序上也能产生类似效果,所以先进行耐电压测试是一种积极的简便测试漏电的方法。
(四)火花测试
对于单芯电源线,如CXTW线,耐电压测试即为火花测试,而对于多芯电源线,日常生产测试中也可以用火花测试代替耐电压测试。
火花测试要点:
火花试验机
1)镀铬铜珠练长度、位置:参见Table900.1,从横向和纵向对珠练的间隔,排列方式等进行了规定,日常生产中须定期检查珠练是否掉落,如发现有部分不全,应及时加以更换。
2)火花机V型测试槽长度L、测试频率、生产电线*大出线速率的关系,见Table900.2.可见工作频率提高,出线速率可以大幅提高,生产效率也可大大提升。
3)线路接地:保持导体以及放、收线轮与火花机接地良好。
      
放线端为裸铜线:放线端接地,收线端不用接地,电线的导通性不须测试。
放线端为绝缘导线:导线与收线、放线轮导通连接,收线、放线端均须接地。对于10AWG或更细导线,不用测试导通性能。
测试电压:见Table900.2
(五)绝缘电阻测试
1
、普通电线电缆
绝缘高阻计直流电压调节为100-500V,长度为50FT-5000FT的电线在水槽中浸泡2小时,高阻计的一个电极连接到水槽的铜板电极上,另一电极连接到待测的电线导线上。测量时间为60秒,合格标准为15.61000英尺电线的绝缘电阻大于2.5M.
10 -29.4 水温的测量值折算为15.6 、长度为1000英尺的值:
       R*L*M*TCF
        1000
R
:高阻计读数  L:实测电线长度
M
:高阻计倍率  TCF:温度修正系数
TCF
对照表可参见UL1581 Table52.1
   

2
、常用户外型“w”电线电缆,如SPT-2WSJTWCXTW等。
短时间绝缘电阻的测试方法与普通型电线电缆相同,但合格判定标准完全不同,“W”型电线阻值要高得多。如CXTW22AWG,合格标准为15.6 225M/1000英尺
1)判定标准
SPT-2W
SPT-1WXTW以及CXW,参见UL62Table35.1
SJTW
等护套线,参见UL62Table32.1
表中所列的绝缘电阻为15.6 下短时间浸水阻值,另外还需进行50 升温长时间浸水测试其绝缘电阻。
2TCF的确定
首先要确定阻抗因子C,再从UL62Table33.1中找出相应的M因子,套用前面公式,即可求出阻抗。
注:对于护套电缆,如SVTSJTW,表中所列的绝缘电阻为护套内各导线间绝缘电阻,所以在测量时,需将护套外被切除后再浸水测试。
阻抗因子C的决定:参见UL6234节。
原理:在两个样品升温和降温的过程中,测量5个固定温度点的阻值,在半对数坐标上作图,推算出15.6 时的阻值,再读出16.1 的阻值,两者相除即可求出C值。

(六)老化前和老化后拉伸测试
1
、如何决定测试机的拉伸速度?
拉伸速率:在UL158150节各表中未特别指明拉伸速率时,通常情况下速率为500+25mm/min.
2
、如何决定材质的拉伸指数?
UL62
现在已将常规可弯曲软线的物性归结在Table5.2(绝缘体)和Table7.2(外被)中。
     
过去所有电线塑料材质的物性全部列入UL1581 Table50系列。例如SPT-2105 电线,其物性要求为:SPT-2Integral PVC电缆,故应用UL62Table15.1UL1581 Table50182105 对应的CLASS2.11,拉伸指数为老化前拉伸率100%,抗张强度1500ibf/m2136 7天的老化后拉伸率为之前的65%,抗张强度为老化前的85%。而对于半硬PVC而言(SR-PVC),根据UL1581Table47.1,拉伸指数在Table50183中列明,即老化前,拉伸率100%,抗张强度3000ibf/m2,老化后百分比分别为70%70%
3
、测试样品的制备
步骤:截取一段待测试
1)测量其导体直径,绝缘(或外被)层厚度;
2)小心去除绝缘层包裹的导线和其它填充物,检查绝缘表皮完好无损。
对于外被样品,用抛光磨平机小心磨平外被的内表面,直至内表面凹凸部位平滑即可。对于周长分别为4mm6mm的外被,可用ASTM dieD ASTM dieC的哑铃片器制备哑铃状样品。
3)样品上相距1英寸两端作标记,以便测试过程中测量其拉伸情况。测试机的上下拉爪的夹持位置距离标记线均匀,不超过1/2英寸。
4
、计算
1)对于规则的管状试样,截面积A为:
A=00.7854(D2-d2)
D:
导线外径,d:导体直径
2)对于不规则内壁试样,面积A
      W
  163.87G
W
10英寸样品的重量,以克计; G:材质比重;
A
:截面积,以平方英寸计。  注:哑铃片状外被样品。
截面积A=外被平均厚度*宽度
3)比重G的测量
10英寸长的材质,按下图方式制备样品,测量前样品须在纯净酒精中浸没。主要是为避免样品内壁上空气的保留。
测量W1:空气中样品的重量;   
   W3
:为直径小于0.127mm绑捆铜丝的重量。
         W1
   W1- W2+ W3
4)抗张强度 S=P/A
P
为拉断试样的力量
5
、对老化炉的要求
按照ASTM  D5423-93II型)和ASTM D5374-93标准:使用高速循坏、空气,保持试样周围空气中氧含量在正常水平,循环空气的速率应达到每小时100-200次空气交换,温度保持在