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UL電線電纜標(biāo)準(zhǔn)和基本測(cè)試方法及所需儀器

日期：2025-10-25 12:35

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摘要：

UL電線電纜標(biāo)準(zhǔn)和基本測(cè)試方法及常用儀器
常用儀器：直流低電阻測(cè)試儀、絕緣耐壓測(cè)試儀、電子比重計(jì)、電線伸長(zhǎng)率試驗(yàn)機(jī)、投影儀、外徑千分尺、恒溫水槽、火花機(jī)、砝碼、燃燒試驗(yàn)機(jī)、紫外線光老化試驗(yàn)機(jī)等。

基本結(jié)構(gòu)
（一）導(dǎo)線
1、導(dǎo)體電阻：除TPT、TS和TST等錫芯電線外，UL不要求測(cè)量電線電纜產(chǎn)品的導(dǎo)體電阻。
2、線徑：通常電線電纜的線徑都是偶數(shù)AWG，如18AWG、16AWG等，奇數(shù)AWG電線屬于特殊例外。
3、決定導(dǎo)體截面積的方法有二種：
A、測(cè)量每一根絞合芯線截面積之和，測(cè)量時(shí)至少要取7根苡線直徑的平均值作為平均芯線直徑。D
以Mils計(jì)算：導(dǎo)體截面積CMA=nd2（CMA：Circular Mil Area)
以毫米計(jì)算：導(dǎo)體=0.7854*nd2
其中n為導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中芯線的根數(shù)。芯線直徑的測(cè)量：根據(jù)UL1581第200節(jié)，每根芯線直徑須使用精度達(dá)到0.01mm(0.001英寸），兩個(gè)端面都是平面的千分尺進(jìn)行測(cè)量。
B、稱重法，見(jiàn)UL1581第210節(jié)。
測(cè)量過(guò)程中發(fā)現(xiàn)測(cè)量值小于要求值（UL1581，Table20.1),可用兩種方法中的另一種加以證實(shí)。（注：DC電阻測(cè)量法不能用來(lái)作為測(cè)量CMA的*終判斷標(biāo)準(zhǔn)）。導(dǎo)體絕緣厚度
1、測(cè)量工具：千分尺
常用的千分尺，測(cè)量端面均為平面，*小讀數(shù)：0.01mm
端面為1.98*9.5mm，荷重10g的荷重千分尺（導(dǎo)體絕緣厚度）
平均絕緣厚度的測(cè)量：距端線10英寸開(kāi)始，每10英寸為一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量5個(gè)點(diǎn)處導(dǎo)線的外徑，導(dǎo)體的直徑。
絕緣厚度=（導(dǎo)線外徑-導(dǎo)體直徑）/2
將5個(gè)點(diǎn)處的絕緣厚度平均即得到平均絕緣厚度。
*小絕緣厚度的測(cè)量：
測(cè)量工具：pin-gauge千分尺,注意此方法適用于18AWG或更大線徑的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)。截取一段抽出芯線導(dǎo)體的絕緣體，將其放置在千分尺的pin上。測(cè)量時(shí)先將荷重輕輕抬起，并緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)絕緣體，讀取*小值即視作導(dǎo)線絕緣體*小厚度。對(duì)于小于18AWG的導(dǎo)線，可采用讀數(shù)顯微鏡方法。

2、測(cè)量工具，讀數(shù)顯微鏡
取樣時(shí)，小心抽取全部導(dǎo)體芯線，沿導(dǎo)線絕緣體方向垂直切片，在顯微鏡下測(cè)量*薄處的厚度，作為導(dǎo)體絕緣層的*小厚度。

通常將讀數(shù)顯微鏡（精度為0.001mm)的測(cè)量結(jié)果作為*終的參考標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)一卷電線測(cè)量的*小厚度小于規(guī)定值多過(guò)2Mils，判定該卷電線不合格。若測(cè)量值小于規(guī)定值不超過(guò)2Mils,應(yīng)在該卷電線上相距1英尺處抽取兩個(gè)樣測(cè)量，如果其中1個(gè)結(jié)果小于*小值，該卷電線判為不合格，若兩個(gè)測(cè)量值均達(dá)標(biāo)，判為合格。
外被
平均外被厚度
沿線身測(cè)量相距離英寸的5個(gè)點(diǎn)處外被的外徑以及成纜直徑，外被厚度=（外被外徑-成纜直徑）/2
平均外被厚度為5個(gè)點(diǎn)測(cè)量值的平均。
外被*小厚度：同導(dǎo)線*小絕緣厚度。外被內(nèi)表面須先小心拋磨打平，再使用荷重85g,測(cè)量截面直徑6.4mm的荷重千分尺測(cè)量。
讀數(shù)顯微鏡測(cè)量：方法同導(dǎo)體絕緣厚度測(cè)量方法。
常見(jiàn)電線的平均厚度和*小厚度的對(duì)照表。見(jiàn)UL62，Table:16.2,16.4,16.6,16.8.
絞距
芯線絞距
取芯線10個(gè)絞合的間距的平均值作為芯線平均絞距，測(cè)量時(shí)去除大約十個(gè)絞合長(zhǎng)度的絕緣外皮，取任何一支芯線為對(duì)象進(jìn)行測(cè)量。注意在去皮時(shí)不要損傷芯線，造成芯線斷線。
導(dǎo)線絞距
同樣取導(dǎo)線的10個(gè)絞距長(zhǎng)度進(jìn)行平均，作為平均導(dǎo)線絞距，取樣時(shí)要注意由于導(dǎo)線絞合時(shí)的內(nèi)應(yīng)力一扭力很大，去除外被時(shí)可能造成原絞合結(jié)構(gòu)的松散。為此，取樣時(shí)先預(yù)留一段護(hù)套線不去除外被，再沿線纜方向用利刀片拉掉部分外被，*好是以能看到待測(cè)導(dǎo)線，而導(dǎo)線與外被結(jié)合得仍很緊密為宜。將樣品平放拉直，量取某一導(dǎo)線十個(gè)絞合點(diǎn)之間的距離作為絞距，因?yàn)槌衫|時(shí)由于應(yīng)力的關(guān)系，成形外被后原絞合距離會(huì)增加。
各種芯線*大絞距參見(jiàn)UL62。各種線徑的導(dǎo)線*大絞距參見(jiàn)UL62

（二）燃燒測(cè)試
電線燃燒等級(jí)及測(cè)試方法對(duì)照表
續(xù)上
（三）耐電壓測(cè)試
電纜中各導(dǎo)線間應(yīng)施加UL62Table51.1相對(duì)應(yīng)的電壓，加壓時(shí)應(yīng)在10S至60S鐘內(nèi)緩慢將電壓由零加到額定值，保持1分鐘。判別標(biāo)準(zhǔn)為在升、降壓以及保持期間，Hi-pot機(jī)電路報(bào)警。另一方面，絕緣電阻測(cè)試在某種程序上也能產(chǎn)生類(lèi)似效果，所以先進(jìn)行耐電壓測(cè)試是一種積極的簡(jiǎn)便測(cè)試漏電的方法。
（四）火花測(cè)試
對(duì)于單芯電源線，如CXTW線，耐電壓測(cè)試即為火花測(cè)試，而對(duì)于多芯電源線，日常生產(chǎn)測(cè)試中也可以用火花測(cè)試代替耐電壓測(cè)試。
火花測(cè)試要點(diǎn)：
火花試驗(yàn)機(jī)
（1）鍍鉻銅珠練長(zhǎng)度、位置：參見(jiàn)Table900.1,從橫向和縱向?qū)χ榫毜拈g隔，排列方式等進(jìn)行了規(guī)定，日常生產(chǎn)中須定期檢查珠練是否掉落，如發(fā)現(xiàn)有部分不全，應(yīng)及時(shí)加以更換。
（2）火花機(jī)V型測(cè)試槽長(zhǎng)度L、測(cè)試頻率、生產(chǎn)電線*大出線速率的關(guān)系，見(jiàn)Table900.2.可見(jiàn)工作頻率提高，出線速率可以大幅提高，生產(chǎn)效率也可大大提升。
（3）線路接地：保持導(dǎo)體以及放、收線輪與火花機(jī)接地良好。

放線端為裸銅線：放線端接地，收線端不用接地，電線的導(dǎo)通性不須測(cè)試。
放線端為絕緣導(dǎo)線：導(dǎo)線與收線、放線輪導(dǎo)通連接，收線、放線端均須接地。對(duì)于10AWG或更細(xì)導(dǎo)線，不用測(cè)試導(dǎo)通性能。
測(cè)試電壓：見(jiàn)Table900.2
（五）絕緣電阻測(cè)試
1、普通電線電纜
絕緣高阻計(jì)直流電壓調(diào)節(jié)為100-500V，長(zhǎng)度為50FT-5000FT的電線在水槽中浸泡2小時(shí)，高阻計(jì)的一個(gè)電極連接到水槽的銅板電極上，另一電極連接到待測(cè)的電線導(dǎo)線上。測(cè)量時(shí)間為60秒，合格標(biāo)準(zhǔn)為15.6℃時(shí)1000英尺電線的絕緣電阻大于2.5M.
將10 ℃-29.4 ℃水溫的測(cè)量值折算為15.6 ℃、長(zhǎng)度為1000英尺的值：
   R*L*M*TCF
      1000
R：高阻計(jì)讀數(shù)  L：實(shí)測(cè)電線長(zhǎng)度
M：高阻計(jì)倍率  TCF：溫度修正系數(shù)
TCF對(duì)照表可參見(jiàn)UL1581 Table52.1

2、常用戶外型“w”電線電纜，如SPT-2W，SJTW，CXTW等。
短時(shí)間絕緣電阻的測(cè)試方法與普通型電線電纜相同，但合格判定標(biāo)準(zhǔn)完全不同，“W”型電線阻值要高得多。如CXTW22AWG，合格標(biāo)準(zhǔn)為15.6 ℃225M/1000英尺。
（1）判定標(biāo)準(zhǔn)
SPT-2W，SPT-1W，XTW以及CXW，參見(jiàn)UL62Table35.1
SJTW等護(hù)套線，參見(jiàn)UL62Table32.1
表中所列的絕緣電阻為15.6 ℃下短時(shí)間浸水阻值，另外還需進(jìn)行50 ℃升溫長(zhǎng)時(shí)間浸水測(cè)試其絕緣電阻。
（2）TCF的確定
首先要確定阻抗因子C，再?gòu)?/span>UL62Table33.1中找出相應(yīng)的M因子，套用前面公式，即可求出阻抗。
注：對(duì)于護(hù)套電纜，如SVT，SJTW，表中所列的絕緣電阻為護(hù)套內(nèi)各導(dǎo)線間絕緣電阻，所以在測(cè)量時(shí)，需將護(hù)套外被切除后再浸水測(cè)試。
阻抗因子C的決定：參見(jiàn)UL62第34節(jié)。
原理：在兩個(gè)樣品升溫和降溫的過(guò)程中，測(cè)量5個(gè)固定溫度點(diǎn)的阻值，在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)上作圖，推算出15.6 ℃時(shí)的阻值，再讀出16.1 ℃的阻值，兩者相除即可求出C值。

（六）老化前和老化后拉伸測(cè)試
1、如何決定測(cè)試機(jī)的拉伸速度？
拉伸速率：在UL1581第50節(jié)各表中未特別指明拉伸速率時(shí)，通常情況下速率為500+25mm/min.
2、如何決定材質(zhì)的拉伸指數(shù)？
UL62現(xiàn)在已將常規(guī)可彎曲軟線的物性歸結(jié)在Table5.2(絕緣體）和Table7.2（外被）中。
   過(guò)去所有電線塑料材質(zhì)的物性全部列入UL1581 Table50系列。例如SPT-2，105 ℃電線，其物性要求為：SPT-2為Integral PVC電纜，故應(yīng)用UL62Table15.1或UL1581 Table50182。105 ℃對(duì)應(yīng)的CLASS是2.11,拉伸指數(shù)為老化前拉伸率100%，抗張強(qiáng)度1500ibf/m2。136 ℃，7天的老化后拉伸率為之前的65%，抗張強(qiáng)度為老化前的85%。而對(duì)于半硬PVC而言（SR-PVC），根據(jù)UL1581Table47.1,拉伸指數(shù)在Table50183中列明，即老化前，拉伸率100%，抗張強(qiáng)度3000ibf/m2,老化后百分比分別為70%，70%。
3、測(cè)試樣品的制備
步驟：截取一段待測(cè)試
（1）測(cè)量其導(dǎo)體直徑，絕緣（或外被）層厚度；
（2）小心去除絕緣層包裹的導(dǎo)線和其它填充物，檢查絕緣表皮完好無(wú)損。
對(duì)于外被樣品，用拋光磨平機(jī)小心磨平外被的內(nèi)表面，直至內(nèi)表面凹凸部位平滑即可。對(duì)于周長(zhǎng)分別為4mm或6mm的外被，可用ASTM dieD或 ASTM dieC的啞鈴片器制備啞鈴狀樣品。
（3）樣品上相距1英寸兩端作標(biāo)記，以便測(cè)試過(guò)程中測(cè)量其拉伸情況。測(cè)試機(jī)的上下拉爪的夾持位置距離標(biāo)記線均勻，不超過(guò)1/2英寸。
4、計(jì)算
（1）對(duì)于規(guī)則的管狀試樣，截面積A為：
A=00.7854(D2-d2)
D:導(dǎo)線外徑，d：導(dǎo)體直徑
（2）對(duì)于不規(guī)則內(nèi)壁試樣，面積A：
   W
  163.87G
W：10英寸樣品的重量，以克計(jì)； G：材質(zhì)比重；
A：截面積，以平方英寸計(jì)。  注：?jiǎn)♀徠瑺钔獗粯悠贰?/span>
截面積A=外被平均厚度*寬度
（3）比重G的測(cè)量
10英寸長(zhǎng)的材質(zhì)，按下圖方式制備樣品，測(cè)量前樣品須在純凈酒精中浸沒(méi)。主要是為避免樣品內(nèi)壁上空氣的保留。
測(cè)量W1：空氣中樣品的重量；
W3：為直徑小于0.127mm綁捆銅絲的重量。
      W1
W1- W2+ W3
（4）抗張強(qiáng)度 S=P/A
P為拉斷試樣的力量
5、對(duì)老化爐的要求
按照ASTM  D5423-93（II型）和ASTM D5374-93標(biāo)準(zhǔn)：使用高速循壞、空氣，保持試樣周?chē)諝庵醒鹾吭谡Ｋ?，循環(huán)空氣的速率應(yīng)達(dá)到每小時(shí)100-200次空氣交換，溫度保持在

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