国家規格、アメリカ規格、ヨーロッパ規格におけるケーブルの温度耐性レベルの違いは何ですか?
ワイヤやケーブルの設計、材料の選択、製造および販売のプロセスでは、90 度、105 度、125 度、150 度などの多くの温度パラメータが頻繁に使用されます。業界でのこれらのパラメータの通称は、と呼ばれています。温度耐性グレードのパラメータ。 では、これらのパラメータはどこから来たのでしょうか? どちらも耐熱グレードが 90 度の材料ですが、なぜ時効温度が異なるのでしょうか? 老化温度と耐熱グレードは何ですか? 関係？ 絶縁体によって許容される導体の最大長期動作温度はどのように定義されますか? 温度指数とは何ですか? 材料の定格温度は何度ですか? シラン架橋材料は 125 度の耐熱レベルを満たすことができますか?
上記の質問に答えるには、まず標準システムを理解する必要があります。標準システムが異なれば、温度耐性レベルの定義も異なるためです。 当社の共通規格体系には主に国家規格（および業界規格）、UL規格、EN/IEC規格などが含まれます。
国家規格や業界規格をまとめているため、国際規格を参考にした内容が多くなっていますが、まずはUL規格やEN/IEC規格における耐熱レベルの規定を見てみましょう。
1.UL規格
UL 規格では、一般的な耐熱グレードは 60 度、70 度、80 度、90 度、105 度、125 度、150 度です。 この温度耐性レベルはどこから来たのでしょうか? 導体の長期使用温度でしょうか？ 実際、これらのいわゆる温度耐性レベルは、UL 規格では定格温度と呼ばれています。 導体の長期使用温度ではありません。
定格使用温度
UL 規格における定格温度の確認は、式 1.1 に従って決定されます (UL 2556-2007 の第 4.3 章「材料の長期老化」を参照)。 具体的なプロセスは、まず材料の温度耐性レベル (たとえば 105 度) を想定し、次に式 1.1 に従ってオーブンのテスト温度 112 度を計算します。 サンプルをそのような試験温度に９０日間、１２０日間および１５０日間放置してサンプルを得る。 次に、伸び変化率と老化日数のデータを使用して、老化日数と破断点伸びの間の線形関係を最小二乗法によって計算し、この線形関係に基づいて、サンプルをこのオーブン温度 (112℃) で 300 日間老化させます。度）を計算します。 破断時の伸び。
破断伸びの変化率が50%未満であれば、想定される定格温度に到達できると考えられます。 破断伸びの変化率が50%を超える場合、材料の定格温度が想定される定格温度に到達できないと考えられます。 定格温度を再想定し、上記のテストを継続する必要があります。
UL 規格システムでは、逆法を使用すると、材料を特定の温度 A 度で 300 日間時効させた場合、その伸びの変化率は 50% を超えないと考えることができます。 次に、温度 A から 5.463 を引き、それを 1.02 で割って、温度 B 度を取得します。 この材料は温度 B 度の定格温度に到達できると判断できます。
この定格温度は、絶縁層が許容する導体の長期最大動作温度では決してありません。 なぜなら、長期最高動作温度の「長期」は実際にはこの動作温度でのケーブルの寿命であるはずであり、少なくとも年単位で計算する必要があるからです。 たとえば、太陽光発電ケーブル規格 EN50618 では、ケーブルの寿命は 25 年になるように設計されており、UL 規格では、定格温度は一般に導体の最大長期動作温度よりも高くなります。
短期老化温度
材料の短期老化温度は、当社の基準では 7 日間、10 日間などが最も一般的です。 例えば、105度の材料の場合、時効条件は136度×7日となります。 それでは、これと定格温度との間にはどのような関係があるのでしょうか? UL規格では、材料の長期使用経験に基づいて短期時効温度を求めていますが、確認のための方法もいくつかまとめてあります。 たとえば、材料の短期老化温度は、UL2556-2007 規格の第 4.3.5.6 章および付録 D で決定されます。 まず、表1-1に従って定格温度、エージング温度、エージング時間を選択します。
上記の条件に従って試験した材料の時効後の伸び変化率が 50% を超える場合、その材料はこの条件に従って決定できるとみなします。 伸び変化率が50%を超える場合は、材料の定格温度および短期老化温度が1レベル低下する必要があります。
さらに、短期老化温度を決定するための簡単な式も、UL758-2010 の第 14 章にまとめられています。 式 1.2 のように:
2. EN/IEC規格
EN/IEC規格ではUL規格のように定格温度（定格温度）が記載されることはほとんどありません。 代わりに、それは導体の長期動作温度（動作温度）または温度指数です。 それでは、これら 2 つの温度の違いは何でしょうか?
実際、EN/IEC 規格体系では、ケーブルの温度耐性レベルの評価は主に EN 60216 または IEC 60216 に基づいています。この規格は主に絶縁材料の熱寿命を評価します。 評価方法は、異なる温度で時効試験を行い、破断伸びの変化率50%を時効終点とし、各温度での時効日数を求めます。 次に、熟成日数と熟成温度を線形回帰によって直線的に相関させ、直線関係曲線を取得します。 次に、ケーブルの寿命に基づいて最高動作温度を決定するか、または長期の動作温度に基づいてケーブルの寿命を決定します。
温度指数は、20,000 時間の熱老化後の断熱材の破断点伸びの 50% 変化率に相当する温度を指します。 太陽光発電ケーブル規格 EN 50618:2014 を例にとると、ケーブルの設計寿命は 25 年、長期使用温度は 90 度、温度指数は 120 度です。 断熱材の短期老化温度も上記の線形関係から導出されます。
したがって、EN 50618:2014 における断熱材の老化温度は 150 度です。 この時効温度は、UL 規格シリーズで 125 度に評価される材料の時効温度 158 度に非常に近いです。
上記の分析から、ケーブルの設計寿命が異なるため、同じ導体の長期使用温度に必要な経時変化温度が異なる可能性があることを理解するのは難しくありません。 同じ長期動作温度下では、ケーブル設計寿命が短ければ短いほど、絶縁材料の短期老化温度は低くする必要があります。
たとえば、IEC 60502-1:2004 で要求されている XLPE 絶縁材料の長期最大動作温度は 90 度であり、この材料の老化温度は 135 度です。 ここでの 135 度は、UL 規格の定格温度 105 度の老化温度 136 度に非常に近いですが、同じ長期耐久性を持つ EN 50618:2014 の絶縁体の老化温度とは大きく異なります。最大動作温度は90度です。 60502-1:2004 ではケーブルの設計寿命は見つかりませんでしたが、2 つのケーブルの設計寿命は明らかに異なります。
3. 国家規格と業界規格
我が国の国家規格や業界規格の作成過程において、多くの内容がUL規格やEN/IEC規格に基づいています。 ただし、複数の参考文献に基づいているため、不正確であると思われる記述もあります。 たとえば、GB/T 32129-2015、JB/T 10436-2004、および JB/T 10491.1-2004 では、材料とワイヤの両方の温度耐性レベルが 90 度、105 度、125 度です。度、および150度。 これは明らかです。 ULの標準システムに基づいています。 ただし、耐熱性の表記は導体の長期使用許容温度の上限です。 この耐熱性の表現は、明らかに IEC 規格システムを参照しています。
IEC 標準システムでは、導体の長期最大動作温度はケーブルの設計寿命に関連する必要があります。 ただし、これらの国家規格および業界規格にはケーブル寿命についての表現はありません。 したがって、「ケーブル導体の適用可能な最大長期動作温度は 90 度、105 度、125 度、150 度である」という記述には疑問の余地があります。
では、シラン架橋 XLPE は 125 度の耐熱レベルに達することができるのでしょうか? より厳密な答えは、シラン架橋 XLPE は UL 規格で指定されている 125 度の定格温度に達することができるということです。これは、UL1581 の第 40 章の絶縁および保護要件が、材料に関する一般原則の中で明確に規定されているためです。材料の化学組成は特定されないと述べた。 XLPE 導体の長期最大動作温度が 125 度に達するかどうかは、ケーブルの設計寿命と使用用途に関係します。 現在、この材料の寿命を系統的に評価するための関連情報は見つかっていません。 短期間の経年劣化から、ケーブルの設計寿命が 25 年である場合、導体の長期許容最大温度は 90 度を超える必要があることが推測できます。
IEC 規格では、従来の電力ケーブル、建築用電線、さらには太陽光発電ケーブルの設計導体の長期最高動作温度は 90 度を超えません。ただし、これは材料が許容する長期最高動作温度を意味するものではありません。このようなケーブルに使用される角度は 90 度を超えることはできません。 程度 。 放射線架橋材料は 125 度の耐熱レベルに達することができますが、シラン架橋材料は 125 度の耐熱レベルに達することはできません。 この発言は不合理です。
つまり、材料が特定の温度レベルに到達できるかどうかは、単純に「はい」または「いいえ」で答えることができず、材料の温度耐性レベルやケーブルの設計寿命の評価方法と組み合わせて検討する必要があります。 いくつかの標準システムを無差別に混合して使用することはできません。
