關于電纜導體“标稱截面積”的(de)解釋和(hé)分(fēn)析

文章(zhāng)出處：www.kabel360.com 作者：BCC電纜時(shí)間：2024-06-19 11:33:16 浏覽量：

針對(duì)近來(lái)有關企業、用(yòng)戶及檢測機構對(duì)電纜導體标稱截面積的(de)檢測存在一定誤解，本文結合相關産品标準及規範要求，對(duì)電纜導體截面的(de)概念、理(lǐ)解及考核等方面進行詳細闡述。

關于電纜導體“标稱截面積”的(de)解釋與分(fēn)析

一、引言

目前，部分(fēn)用(yòng)戶和(hé)檢測機構在電纜标稱截面積測量的(de)理(lǐ)解上存在一些誤區(qū)，将标稱截面積理(lǐ)解爲标準規定的(de)截面積，采用(yòng)幾何法測量導體的(de)實際橫截面積并依此進行判定，導緻部分(fēn)符合産品标準要求的(de)電線電纜在交貨抽檢時(shí)被判定不合格。例如用(yòng)于電器電源線的(de)普通(tōng)聚氯乙烯軟線60227 IEC 53(RVV) 300/500V 3X0.75産品，标稱截面積爲0.75 mm2，實測截面積爲0.72 mm2，比标稱橫截面小了(le)0.03 mm2，即使其導體電阻符合标稱截面積爲0.75 mm2的(de)産品标準要求，仍被誤判爲不合格産品，最終在線纜及整機産品的(de)銷售和(hé)驗收上，給企業和(hé)用(yòng)戶方均帶來(lái)困擾和(hé)不良影(yǐng)響。爲此，本文對(duì)電線電纜導體的(de)标稱截面積進行解釋和(hé)說明(míng)，希望有助各方正确理(lǐ)解标稱截面積，減少誤解及誤判，并科學準确地運用(yòng)電阻法來(lái)考核導體截面積。

二、關于電線電纜導體的(de)截面

在電線電纜産品生産、設計使用(yòng)到檢測檢驗全過程中，大(dà)家所關注的(de)電線電纜導體截面有著(zhe)多(duō)種的(de)叫法和(hé)理(lǐ)解：标稱截面積、設計截面積和(hé)實際截面積，那麽它們究竟是什(shén)麽關系？

電線電纜導體的(de)标稱截面積

所謂标稱值是指産品标準中指定的(de)量值并經常用(yòng)于表格之中，标稱值引申出的(de)量值通(tōng)常須在規定公差下(xià)通(tōng)過測量進行檢驗。如果标準中沒有給定某标稱值的(de)公差，那麽此标稱值就無需考核和(hé)測量。在GB/T3956-2008《電纜的(de)導體》中，對(duì)标稱截面積沒有給出公差，并定義爲：“确定導體特定尺寸的(de)數值，但并不受直接測量影(yǐng)響。（注：本标準中導體的(de)每個(gè)特定尺寸應符合最大(dà)電阻值的(de)要求）”。可(kě)見，導體的(de)标稱截面積在産品标準中是用(yòng)來(lái)表述電線電纜産品的(de)規格，僅僅是此規格的(de)代号或名稱，便于産品制造過程中的(de)文件及生産管理(lǐ)。對(duì)于用(yòng)戶和(hé)設計人(rén)員(yuán)，标準爲了(le)便于選擇和(hé)指導生産及電氣設計，并不要求直接測量其實際截面，而是通(tōng)過導體電阻值來(lái)進行衡量和(hé)考核。

電線電纜導體的(de)設計截面積

GB50411-2007《建築節能工程施工質量驗收規範》第12.2.2條的(de)内容如下(xià)：“低壓配電系統選擇的(de)電纜、電線截面不得(de)低于設計值，進場(chǎng)時(shí)應對(duì)其截面和(hé)每芯導體電阻值進行見證取樣送檢”，這(zhè)裏講的(de)設計值指的(de)就是設計截面積。在設計電線電纜采用(yòng)多(duō)大(dà)規格時(shí)通(tōng)常是依據電線電纜的(de)載流量，一般采用(yòng)如下(xià)公式計算(suàn)：

式中，

I是導體流過的(de)電流，即允許載流量（A）；

R是導體在其最高(gāo)工作溫度下(xià)的(de)交流電阻（Ω）；

Δθ是高(gāo)于環境溫度的(de)導體溫升（K）；

Wd是一根導體絕緣單位長(cháng)度的(de)介質損耗（W/m）；

T1是一根導體和(hé)金屬套之間單位長(cháng)度熱(rè)阻（K.m/W）；

T2是金屬套和(hé)铠裝之間襯墊層單位長(cháng)度熱(rè)阻（K.m/W）；

T3是電纜外護層單位長(cháng)度熱(rè)阻（K.m/W）；

T4是電纜表面和(hé)周圍介質之間單位長(cháng)度熱(rè)阻（K.m/W）；

n是電纜中載有負荷的(de)導體數（導體截面相等，負載相同）；

λ1是電纜金屬套損耗相對(duì)于該電纜所有導體總損耗的(de)比率；

λ2是電纜铠裝損耗相對(duì)于該電纜所有導體總損耗的(de)比率。

由上述公式可(kě)見，與電線電纜載流量I直接相關的(de)變量是導體電阻R，并非導體的(de)實際截面。同樣，在整機及電器附件産品标準的(de)有關表格中，與額定電流值相對(duì)應的(de)也(yě)通(tōng)常是配線的(de)标稱截面。所以說某一标稱截面下(xià)的(de)導體電阻大(dà)小對(duì)應的(de)截面也(yě)可(kě)稱電氣截面，即設計截面（設計值）。當考核電線電纜的(de)設計截面或标稱截面時(shí)，均是考核它的(de)電阻值，而不是測量它的(de)實際截面值。

電線電纜導體的(de)實際截面積

電線電纜導體的(de)實際截面積指的(de)是導體的(de)幾何截面積。對(duì)于電線電纜生産制造者來(lái)講，某标稱截面的(de)導體截面究竟設計多(duō)大(dà)才能滿足标準要求，不是指實際截面要大(dà)于等于标稱截面，而是指此标稱截面下(xià)的(de)設計截面（電氣截面）要滿足标準要求，即直流電阻是否滿足标準要求，将此作爲設計導體實際截面大(dà)小的(de)依據。如果選擇的(de)導電性能較高(gāo)的(de)導體材料，那麽實際截面可(kě)以小一些，反之導體實際截面應大(dà)一些。當今随著(zhe)導體材料生産工藝的(de)改進和(hé)科學技術進步，無氧銅材的(de)先進生産工藝已經得(de)到普遍應用(yòng)，銅導體材料電阻率足以保證用(yòng)小于标稱直徑銅絲能滿足對(duì)應規格直流電阻的(de)要求，所以目前電纜行業中較普遍出現直流電阻合格，但線芯實際直徑小于标稱直徑或實際截面小于标稱截面的(de)現象，這(zhè)是符合産品标準要求的(de)，也(yě)是符合節能節材的(de)科學發展觀。

電線電纜産品是基礎配套性産品，用(yòng)于各行各業，大(dà)的(de)行業又按照(zhào)行業要求制定了(le)行業标準或國家标準，在這(zhè)些标準中對(duì)電線電纜産品又給了(le)一些規定，特别是對(duì)導體的(de)要求，從标準化(huà)法角度看，這(zhè)是正确的(de)，但對(duì)于同一個(gè)産品在不同的(de)标準中相同考核項目出現矛盾或不合理(lǐ)不科學時(shí)，應得(de)到充分(fēn)重視，特别是全國上下(xià)都在重視産品質量的(de)大(dà)環境下(xià)，更應該注重産品的(de)考核要求是否合理(lǐ)科學。例如：對(duì)于GB 50303-2002《建築電氣工程施工質量驗收規範》标準第3.2.10條中第 3款的(de)要求是“按制造标準，現場(chǎng)抽樣檢測絕緣層厚度和(hé)圓形線芯的(de)直徑；線芯直徑誤差不大(dà)于标稱直徑的(de)l%；常用(yòng)的(de)BV型絕緣電線的(de)絕緣層厚度不小于表12（略）的(de)規定”。對(duì)于此條款，“線芯直徑誤差不大(dà)于标稱直徑的(de)l%”此句表述要求與相關電線電纜産品标準中的(de)要求相矛盾，無論在GB/T5023-2008還(hái)是GB/T 3956-2008标準中對(duì)于第1種或第2種導體都不考核成品線纜導體中的(de)單絲直徑，僅僅考核直流電阻和(hé)單絲根數。對(duì)于電線電纜的(de)導體考核要求，還(hái)是要按GB/T3956的(de)基礎标準要求執行。

三、電線電纜産品标準中對(duì)導體截面積的(de)要求

目前電線電纜各大(dà)主流标準體系的(de)産品标準均采取标稱截面積或規格代号來(lái)對(duì)應區(qū)分(fēn)不同截面的(de)導體。例如IEC标準（IEC60227、IEC60245、IEC60502等）、歐洲标準（EN50525等）和(hé)國家标準（GB/T5013、GB/T5023、GB/T12706等）采用(yòng)标稱截面積（單位：平方毫米）作爲不同截面導體規格的(de)代号，美(měi)國标準（UL758、UL62 等）則采用(yòng)AWG規格作爲代号。其中，對(duì)于不同截面規格代号的(de)考核均是通(tōng)過導體電阻值來(lái)要求，而非實際測量導體截面積（注：UL 标準允許測量實際截面積，但采用(yòng)導體電阻作爲仲裁方法）。

在國家标準GB/T 5023-2008、GB/T 5013-2008和(hé)GB/T 12706-2008中，主要規定電纜導體符合GB/T3956的(de)要求，主要考核有：軟導體的(de)單線最大(dà)直徑和(hé)硬導體中單線最少根數符合GB/T3956的(de)要求；導體在20℃時(shí)的(de)電阻應符合GB/T3956的(de)要求。

在GB/T3956中，導體共分(fēn)四種：第1種（實心導體）、第2種（絞合導體）、第5種（軟導體）和(hé)第6種（比第5種更柔軟的(de)導體）。其中，第1種和(hé)第2種導體用(yòng)于固定敷設的(de)電纜中（例如布電線、電力電纜等）。第5種和(hé)第6種導體用(yòng)于軟電纜和(hé)軟線中（例如電源線、橡套電纜等），也(yě)可(kě)用(yòng)于固定敷設。

在以上四種導體中，不同标稱截面積導體規格考核的(de)20℃時(shí)最大(dà)導體電阻值如表1所示。可(kě)見，各個(gè)标稱截面積導體規格與其最大(dà)導體電阻值存在一一對(duì)應的(de)關系。其中，對(duì)于同一标稱截面積導體，由于各個(gè)導體種類、材料和(hé)結構的(de)不同以及鍍金屬層的(de)影(yǐng)響，其考核的(de)最大(dà)導體電阻值亦略有差異。

因此，對(duì)于電線電纜産品标準，隻要導體能達到所聲稱的(de)标稱截面積對(duì)應的(de)最大(dà)電阻值要求，導體單線直徑或根數滿足标準要求即可(kě)判定合格。在近期給線纜質量安全敲響警鐘(zhōng)的(de)奧凱問題電纜事件中，抽樣單位和(hé)承檢單位也(yě)正是對(duì)問題電纜的(de)20℃導體直流電阻項目進行了(le)檢測，并對(duì)照(zhào)導體标稱截面積對(duì)應的(de)電阻值進行判定，給出了(le)不合格的(de)結論，反映了(le)電纜導體的(de)截面虧方問題。

四、整機及電器附件中對(duì)電纜導體截面積的(de)要求

目前，在主要的(de)整機及電器附件産品标準中，如表2所示，引用(yòng)的(de)均爲标稱截面積，應按照(zhào)電線電纜産品标準中有關考核标稱截面積的(de)方法即導體電阻來(lái)衡量。

值得(de)一提的(de)是，在2008年中國合格評定國家認可(kě)委員(yuán)會（CNAS）組織的(de)“電動工具産品安全檢查（CNAS T0409）”能力驗證工作中，其中有個(gè)項目就是：手電鑽産品電源線截面積的(de)測量。當時(shí)有11個(gè)檢驗機構采用(yòng)數學幾何法測量電源線截面積，結果判定錯誤，導緻能力驗證結果不滿意，而正确的(de)測試方法應是通(tōng)過導體電阻測試的(de)方法。

五、結束語

電線電纜作爲上遊配套産品廣泛應用(yòng)于國民經濟的(de)衆多(duō)産業和(hé)領域，也(yě)因此接受著(zhe)來(lái)自各方的(de)産品規範要求和(hé)質量管控。在線纜制造、流通(tōng)、交貨驗收以及安裝使用(yòng)的(de)各個(gè)環節中，大(dà)力推行和(hé)正确使用(yòng)線纜産品标準，顯得(de)尤爲重要。特别是對(duì)線纜質量安全性能直接相關的(de)标稱截面積，生産企業、用(yòng)戶方和(hé)檢測機構等有關方對(duì)相關标準的(de)正确理(lǐ)解與運用(yòng)，将有助于進一步規範線纜産品質量，促進産業上下(xià)遊健康發展。

問
爲什(shén)麽高(gāo)柔線那麽硬？

答(dá)
千萬别認爲高(gāo)柔線是軟的(de)，中文裏的(de)“柔”的(de)确等同于“軟”，但“高(gāo)柔性電纜”這(zhè)一電纜名詞的(de)引入最初用(yòng)于進口電纜，這(zhè)裏的(de)“柔性”并非單指柔軟，而是指柔韌。尤其有些進口高(gāo)端拖鏈電纜，手感雖然較國産拖鏈電纜硬，但耐用(yòng)性及認可(kě)度卻是公認的(de)好。
問
TRVV拖鏈電纜标準與RVV軟電纜标準一樣嗎？

答(dá)
嚴格意義上來(lái)說，TRVV拖鏈電纜标準與RVV軟電纜标準不一樣，應高(gāo)于RVV軟電纜标準。軟電纜RVV适用(yòng)于固定安裝，拖鏈電纜TRVV不僅可(kě)用(yòng)于固定安裝，更适用(yòng)于移動使用(yòng)。拖鏈電纜TRVV可(kě)看作軟電纜RVV的(de)升級版，因此，軟電纜RVV國家标準也(yě)适用(yòng)于拖鏈電纜TRVV，但僅滿足軟電纜國标的(de)拖鏈電纜并不是好的(de)拖鏈電纜。