2006年第4期電線電纜2006年8月No,42006Electric Wire CableAug.,2006輻照交聯(lián)聚烯烴絕緣電線及其對絕緣材料的要求游泳(無錫愛邦高聚物有限公司,江蘇無錫214035)摘要:介紹了幾類常見的輻照交聯(lián)聚烯烴絕電氣裝備用電線(電機繞組引接線、汽車線、電器安裝線、機車車輛用線、建筑用線)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及其機槭物理性能的要求,并對絕緣材料的選用提出一些建議關(guān)鍵詞:電氣裝備用電線;輻照交聯(lián)聚烯烴絕繚;相關(guān)國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn);要求;選用中圖分類號:TM246.9文獻標(biāo)識碼:A文章編號:16726901(2006)040001-06Irradiated XLPO Wires and the Requirement for the Insulating MaterialsYOU YoAibang Polymer Co, Ld, Wuxi, Wuxi 214035, China)Abstract: The mechanical/physical requirements for some irradiated XLPO wires for electric equipment in common use(motor lead, automobile wire, hook-up wire, wires for railway rolling stock, building wires)are preinsulating materials is proposedKey words: wires for electric equipment; irradiated XLPO insulation; related Chinese and foreign standards; requirement;selection照交聯(lián)電線以用于Y2系列電機的125℃電機繞組1前言引接軟電纜和軟線為主。由上海電纜研究所起草的近年來,隨著電機、電子電器、汽車等相關(guān)行業(yè)對該產(chǎn)品的性能要求最早作為一技術(shù)規(guī)范附在的飛速發(fā)展及輻照交聯(lián)技術(shù)在電線電纜工業(yè)的廣泛JB6213-9標(biāo)準(zhǔn)中,2004年依據(jù)Bs619593對應(yīng)用,輻照交聯(lián)電線也呈較快的發(fā)展趨勢。目前,輻JB6213-92進行修訂時,對原有技術(shù)規(guī)范做了部分修照交聯(lián)電線己成功地用于電機繞組引接線、電器安改將其“第6部分連續(xù)運行導(dǎo)體最高溫度125℃的裝線、汽車線機車車輛用線建筑用線艦船用電軟電纜和軟線”歸到新行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T6213XX線、石油工業(yè)用電纜架空電纜等方面。就絕緣材料中。對該電線的物理機械性能要求見表種類而言,目前常見的主要為輻照交聯(lián)聚氯乙烯絕新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)除對原技術(shù)規(guī)范中的絕緣厚度及緣電線及輻照交聯(lián)聚烯烴絕緣電線,其中以輻照交電線外徑上限值加大外,對絕緣材料的老化前拉伸聯(lián)聚烯烴絕緣電線用量較大。輻照交聯(lián)聚烯烴絕緣性能及耐老化性能均提高了要求,并將熱效應(yīng)試驗電線按使用溫度等級一般分為105℃、125℃、150℃,耐溶劑試驗、耐浸潰試驗烘烤溫度由原來的170℃其中以125℃、150℃等級電線最常見。本文將就常提高到180℃。對電機引接線來說,除了以上一些見的幾類輻照交聯(lián)聚烯烴絕緣電線相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及其物機械物理性能外,為滿足不同電機廠的工藝,對絕緣理機械性能要求做一探討。材料還會有一些特殊要求,例如:高溫下不粘連、變形小等,而電機引接線制造的難點往往在于滿足這2幾類輻照交聯(lián)聚烯烴絕緣電線物理機械電機繞組引接軟線(以下簡稱電機引線)中,輻色說決些特殊要求。另外,目前一些電機廠家為滿足出口性能要求配套的要求,提出要使用150℃耐溫等級輻照交聯(lián)2.1電機繞組引接軟線引接線要求,耐老化等性能參照UL及CSA標(biāo)準(zhǔn)的n凵中國煤化工收稿日期:2005-1222CNMH(線性能主要參照標(biāo)作者簡介:游泳(198-),男,江西新干縣人,高級工準(zhǔn)有BO6722196.日本 JASON608-1992和美國程師,總工程師SAEJ11281995。這三個標(biāo)準(zhǔn)對輻照交聯(lián)汽車線的作者地址:江蘇無錫市新惠路14號[214035物理機械性能要求不盡相同,具體性能要求見表2006年第4期電線電纜2006年8月No,42006Electric Wire CableAug.,2006表1新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的125℃電機繞組引接線性能要求性能要求項目名稱J6213-9新標(biāo)準(zhǔn)JB/T6213XXXX絕緣老化前抗張強度≥=I0MPa≥12.5MPa斷裂伸長率≥150%≥250%絕緣老化后④抗張強度變化率斷裂伸長率變化率≤±30%≤±25%熱延伸試驗①載荷下伸長率175%冷卻后永久變形彎曲試驗15-25D圓軸上彎曲后不開裂或損壞浸水3v1.5-25D圓軸上彎曲后不開裂或損壞浸水3wvx1mn,不擊穿x1min,不擊穿熱效應(yīng)試驗170℃×48h,冷卻后在2-4D圓軸上彎曲不開裂180℃x48h冷卻后在2-4D圓軸上彎曲,不開裂或損壞,浸水3kvx1min,不擊穿或損壞,浸水3kVx1min,不擊穿耐溶劑試驗I70℃x24h后即浸二甲苯Ib,干燥15min,烘180℃x24h后即浸二甲苯Ih,干燥15min,烘180℃170℃x×24h,冷卻后在2-4D圓軸上彎曲不開裂×24h,冷卻后在2-4D圓軸上彎曲,不開裂或損或損壞,浸水3kV×1min,不擊穿壞,浸水3kVx1min,不擊穿耐浸漬試驗170℃×24h預(yù)熱,2mn內(nèi)浸入浸潰漆1h,干燥30180℃x24h預(yù)熱,2mn內(nèi)浸人浸漬漆1h,干燥30min,烘170℃x16h,冷卻后在3-6D圓軸上彎曲,mn,烘180℃x16h,冷卻后在3-6D圓軸上彎曲不開裂或損壞,浸水3kVx1min,不擊穿不開裂或損壞,浸水3kvx1min,不擊穿注;表中涉及的彎曲試驗中,圓軸直徑為數(shù)倍電線或電纜外徑,例如圓軸直徑為電線直徑(D)的1.5-2.5倍,即1.5-2.5D其他類推①絕緣老化條件:空氣箱158℃x168b;熱廷伸試驗條件:200℃,0.2MPa,15min表2三種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的輻照交聯(lián)聚烯烴絕緣汽車線的性能要求rso67221996SAEJ II128-1995JASON608-1992C類D類TXL GXL. SXL絕緣抗張強度≥10.3MPa絕緣斷裂伸長率≥150%≥150%高溫壓力試驗125℃x4h155℃x4h冷卻后在鹽溶液中加壓1kV,30min不擊穿,再升壓至3kV或5kV不擊短期老化試驗l50℃x240h155℃xI68hI50℃經(jīng)240h,然后繞棒卷繞后,絕25℃下卷繞后,不得呈現(xiàn)裂紋斷抗張強度保留率≥80%斷裂伸長率緣表面無裂紋浸水耐壓 I kv,I min裂或其他缺陷;鹽溶液中電壓試驗不保留率≥50%不擊穿擊穿長期老化后卷繞和沖擊125℃×300h55℃x3000h試驗23℃下經(jīng)卷繞或沖擊后絕緣不得呈現(xiàn)裂紋、斷裂或其他缺陷,鹽溶液中電壓試驗不擊穿中國煤化工熱過載試驗175℃x6h205℃x6hCNMHG試棒上,經(jīng)20℃、30m23℃下經(jīng)卷繞或沖擊后絕緣不得呈后絕緣應(yīng)無裂紋及熔化現(xiàn)象現(xiàn)裂紋、斷裂或其他缺陷,鹽溶液中電壓試驗不擊穿乃方數(shù)據(jù)2006年第4期電線電纜2006年8月42006Electric Wire CableAug.,2006性能要求ls06722-1996SAEJ I128-1995JASOD608-1992C類D類TXL GXL. SXL老化前低溫卷繞試驗-40℃下圈繞后不得呈現(xiàn)裂紋、斷裂或其他缺陷。鹽溶液中電壓試驗不擊穿低溫性試驗10m2以上電線在-15℃時落錘沖-40℃經(jīng)3h后繞棒卷繞不應(yīng)有裂40℃經(jīng)3b,仍在低溫下卷繞再擊后絕緣不得呈現(xiàn)裂紋斷裂或其他紋或開裂室溫下浸入鹽溶液中5h放開取出后浸水耐壓1kV、1mi缺陷,鹽溶液中電壓試驗不擊穿后施加1kv電壓1mn不擊穿不擊穿熱收縮試驗50℃x15min后10cm長試樣,絕緣20cm長試樣,經(jīng)150℃x15min后從任一端頭的收縮≤2mme收縮率應(yīng)小于4%耐液體試驗油類:BO1817No,1經(jīng)90℃×48h;引擎油汽油、甲醇變壓器油、電池在0℃的JsK601中的1號油中浸燃液:ISO1817 liqiud c經(jīng)23℃x0.5酸等液體中在不同溫度下浸一定時|20b,然后室溫下繞棒卷繞浸入鹽間考核外徑變化率室溫下繞棒卷溶液中5b后。耐壓1Vx1m不干燥后記錄外徑變化率并在23℃時繞不應(yīng)有裂紋或開裂浸鹽溶液中5擊穿進行卷繞或沖擊絕緣不得呈現(xiàn)裂h后耐壓1Vx1mi不擊穿紋、斷裂或其他缺陷,鹽溶液中電壓試驗不擊穿耐磨性試驗用刮針加載荷7N進行循環(huán)刮磨最在規(guī)定負(fù)荷下磨透絕緣所用砂紙長(1)砂皮帶拖磨試驗:砂皮帶拖磨長小循環(huán)次數(shù)由供需雙方協(xié)議度應(yīng)不小于規(guī)定值度應(yīng)大于規(guī)定值;(2)往復(fù)刀片刮磨試驗:耐刮磨往復(fù)次數(shù)由供需雙方協(xié)商耐臭氧試驗將試樣繞棒卷繞在65℃含100pom臭氧中處理192h,絕緣無裂紋或開耐切通試驗電線上施加重量,切通時刀具所加負(fù)荷應(yīng)不低于規(guī)定值交聯(lián)試驗電線繞直徑6mm棒置于250℃熱板|凝膠率大于50%上,施加5~7N力,5-6s,導(dǎo)體不應(yīng)裸露另外,隨著汽車業(yè)國際競爭的日益激烈,不同的較高要求,對阻燃性要求不很高。汽車生產(chǎn)廠商都有自己的汽車電線采購技術(shù)規(guī)范。23電器安裝線這些技術(shù)規(guī)范除參照以上三個標(biāo)準(zhǔn)外,還加入了輻照交聯(lián)電器安裝線用量較多的為125℃、些特殊的要求。150℃溫度等級輻照交聯(lián)阻燃電線,最常見的電壓等從表2來看,IS067221996、 JASOD608-1992、級為300V及600V,該類電線通常采用的為UL758SAFJ1128-1995三個標(biāo)準(zhǔn)對電線機械物理性能考核標(biāo)準(zhǔn)及CSA標(biāo)準(zhǔn)。表3為UL758標(biāo)準(zhǔn)對125℃項目較多,在耐熱老化、高溫下變形、耐液體、阻燃等150℃輻照交聯(lián)聚烯烴阻燃電線的一些物理機械性性能考核方法方面有所差異,在機械性能、耐低溫、能方面的要求熱收縮等性能考核要求相似。除了以上三個標(biāo)準(zhǔn)從表3來看,UL758標(biāo)準(zhǔn)對輻照交聯(lián)聚烯烴絕外,較多采用的還有一些德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、法國標(biāo)準(zhǔn)緣電線物理柙能畫面曰并不是很多,CSA標(biāo)(NFR345199以及國外汽車制造商如:標(biāo)致準(zhǔn)要中國煤化工在阻燃測試方法上(FSA9609503299)大眾(VW60306)的技術(shù)規(guī)范,總的有CNMHG引接線中型號為來說,這些標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范考核項目基本相似,具體試驗CL1251、CL252、CL1502、CL503等產(chǎn)品補充了耐浸方法和要求上會有所差異,但都對電線絕緣材料的漬漆試驗及長期老化試驗要求。但以上兩個標(biāo)準(zhǔn)只耐熱老化、耐熱變形、耐磨性及耐油性等方面提出了是通用性的標(biāo)準(zhǔn),由于電氣安裝線使用領(lǐng)域很廣泛,2006年第4期電線電纜006年8月No.42006Electric Wire CableAug.,2006表3UL758標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的125℃、150℃輻照交聯(lián)聚烯烴阻燃特別是小截面的電線如:22AWG、24AWG等較多,這電器安裝線的性能要求些小截面的電線要達到上表中所要求的性能并不容性能要求易除了要絕緣材料性能優(yōu)異外,電線制造工藝也很項目12安裝線13℃安裝線重要。另外很多用戶在采購該類電線時除了以上老化前絕緣層通常性能要求外,往往會在采購文件中加入很多其抗張強度MPa≥10.3≥13.79他特殊要求,如耐油、耐磨、耐溶劑、熱過載、長期老斷裂伸長率/%≥150300化等,有時還會有使用工藝上的要求。所以電線制老化后絕緣層造廠家在選用絕緣材料時要充分考慮這些要求。老化條件158℃x168h180 x 168 h24機車車輛用線抗張強度保留率/%輻照交聯(lián)機車車輛用線常采用的標(biāo)準(zhǔn)為法國標(biāo)斷裂伸率保留率/%70準(zhǔn)NFF63-808-1992、NFF63-826-1990、XPF63-827低溫彎曲試驗低溫彎曲后電線表面無裂紋1995及國標(biāo)GB12528.11-2003補充件1。其中國標(biāo)熱變形試驗厚度減少率≤50%。GB12528.11-2003補充件1參照采用了TB/T1484阻燃性試驗vwl燃燒試驗或水平燃燒試驗并通過2001和NFF63808-1992標(biāo)準(zhǔn)。表4為GB12528注:01738標(biāo)準(zhǔn)12℃電器安裝線產(chǎn)品型號有:326,321,3272,11-2003補充件1及XPF63827-1995標(biāo)準(zhǔn)對輻照交3173等;150℃的有3289,321,3398等。聯(lián)機車車輛用電線的物理機械性能要求。①低溫彎曲試驗。試樣在-10℃條件下處理4h,然后按規(guī)定從表4中可以看出,由于機車車輛電線的使用的圈數(shù)卷繞于圓軸上圓軸直徑為電線直徑的2倍。特性,對其絕緣材料的耐油性、耐酸堿性、耐臭氧和②熱變形試驗。試樣放入烘箱內(nèi)121℃x60min,然后加應(yīng)力60mn,測試厚度減少率(%)低溫性能提出了較高的要求,同時要求無鹵阻燃。③阻燃試驗。VW1燃燒:試驗垂直供火5次15,任何一次施其中就耐油性而言,國標(biāo)GB12528.1120030補充件火后必須在60s內(nèi)熄滅,并不得燒焦25%以上指示旗,滴落物不引1中浸燃料油試驗比耐礦物油苛刻得多,一般來說,燃棉層;水平燃燒:一次供火30離火后延燃速度小于25mmmn,若能通過浸燃料油試驗,則耐礦物油試驗不會有問滴落物不引燃棉層。題表4兩個標(biāo)準(zhǔn)對輻照交聯(lián)機車車輛用電線的性能要求性能要求項目GB12528.112003補充件1XPF63-827-1995WDZ-DCYJ-125WDZ-DCYJ/ B-125WDZ-DCYJ/B-150125℃級無鹵電線老化前絕緣層抗張強度≥9MPa≥30MPa7 MPa斷裂伸長率125%≥100%≥100%老化后絕緣層老化條件58℃x168h158℃x168h78℃xl68h抗張強度變化率斷裂伸長率變化率≤-40%≤±25%電壓試驗不擊穿不擊穿浸礦物油試驗試驗條件00℃x70h100℃x70h120℃x70hN°2礦物油100℃×24h抗張強度變化率≤±25%斷裂伸長率變化率電纜外徑變化率≤±5%中國煤化工(<6mm3電線)CNMHO%(≥6mm2電線)電壓試驗不擊穿不擊穿浸燃料油試驗試驗條件70℃x168h70x168h70℃x168h2006年第4期電線電纜2006年8月No,42006Electric Wire CableAug.2006性能要求GB12528.112003補充件1XFF63-827-1995WDZ-DCYJ-125WDZ-DCYJ/B-125WDZ-DCYJ/B-150125℃級無鹵電線抗張強度變化≤-55%斷裂伸長率變化率正在研究中電纜外徑變化率≤±5%≤±5%電壓試驗不擊穿不擊穿耐臭氧試驗臭氧濃度為0.025%-電線表面無裂紋及不電線表面無裂紋及不電線表面無裂紋及不電線卷繞后在臭氟濃度0.025%-00%,3h處理后,電壓擊穿擊穿擊穿0.03%條件下25℃x24h,無裂紋或開裂高溫壓力試驗(壓痕深度125℃,≤50%125℃,≤50%150℃,≤50%140℃,≤50%低溫卷繞試驗(直徑小開-40℃卷繞電線表面-60℃卷繞電線表面-60℃卷繞電線表面-40℃卷繞電線表面不開裂無擊12.5mm電線)不開裂不開裂,無擊穿不開裂,無擊穿低溫拉伸試驗(-40℃,直徑大于125mm電線)≥20%,不開裂耐磨性試驗(往返刮磨次次次阻燃性試驗按NFC32070規(guī)則進行試驗,試驗結(jié)燃燒時釋放鹵素氣體的果達C級以上,釋放氣體鹵酸氣體總量≤5mg≤5mg/g含量≤2mg/g,按NFF16-101規(guī)定試pH值≥4.3驗,煙氣指數(shù)歸為F類導(dǎo)電率≤10pS/mm成品電纜煙密度≥80%單根垂直燃燒(未燒焦≥50mm部分)耐酸堿試驗①耐酸堿后抗張強度耐酸堿后斷裂伸長率>100%抗張強度變化率≤±30%斷裂伸長率變化率≤±30%①XPE63-827-1995標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定耐酸堿試驗條件:在HC和NaOH中浸23℃x168h后測試。2.5建筑用線從表5中可看出,JB/T10491-2004對交聯(lián)聚烯鑒于建筑用線的發(fā)展趨勢,2004年參照GB烴電線區(qū)分了含鹵和無鹵阻燃要求,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定若進5023-1997結(jié)構(gòu)要求及相關(guān)的國外標(biāo)準(zhǔn)和一些公司行了成束燃燒試驗,則不要求再做單根垂直燃燒試的產(chǎn)品樣本、技術(shù)條件制定了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T0491-驗。在實際試驗中發(fā)現(xiàn),對于無鹵阻燃來說,小截面2004《額定電壓450/750V及以下交聯(lián)聚烯烴絕緣電電線(小于2.5mm2)通過單根垂直燃燒比通過B類線和電纜》,該標(biāo)準(zhǔn)適用于額定電壓450/750V及以成束燃燒要求更高,電線制造廠家在選用材料的時下有耐熱要求的固定布線和電力、電子設(shè)備內(nèi)部連候要考慮到這一情況。另外,建筑用線在實際使用接用銅導(dǎo)體交聯(lián)聚烯烴絕緣電線和電纜。由于市場中中國煤化工求,對含鹵阻燃電線原因,目前該標(biāo)準(zhǔn)較多地為交聯(lián)建筑用線所采用。該表5為該標(biāo)準(zhǔn)對交聯(lián)聚烯烴絕緣電線物理機械性能常來CNMH無鹵電線一般廠家不贈認(rèn)它潮濕問題,并選用刮的要求。磨后發(fā)白較輕微的絕緣材料來改善電線耐刮磨性。52006年第4期電線電2006年8月No,42006Electric Wire CableAug.,2006表5JBT1049標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的交聯(lián)聚烯烴絕緣電線性能要求性能要求Z-BYJ-105WDZ-BYJ-105Z-BY」125WDZ-BYJ-125ZBYJ-150WDZ-BYJ-150Z-RYJ-105WDZ-RYJ-105Z-RYJ-125WDZ-RYJ-125Z-RYJ-150WDZ-RYJ-150老化前絕緣層抗張強度≥12,5MPa≥9.0MPa≥12.5MPa≥9.0MPa≥9.0MP斷裂伸長率≥120%≥200%200%≥120%老化后絕緣層試驗條件35℃×168h158℃×168h158℃x168h180℃x168抗張強度變化率%≤±30%≤±25%≤士30%斷裂伸率變化率≤±25%≤±25%≤±30%≤±25%絕緣熱延伸試驗試驗溫度200℃200℃200℃載荷下伸長率≤l75%≤175%175%≤175%≤175%冷卻后永久變形≤15%≤15%≤25%≤15%%絕緣熱收縮試驗試驗條件13s℃xlh135℃x1h158℃x1h158℃x1h180C xI h180℃x1h收縮率≤4%≤4%低溫卷繞試驗35℃不開裂-20℃,不開裂-25℃,不開裂-25℃,不開裂20℃,不開裂低溫拉伸試驗(絕緣斷-25℃,≥20%-20℃,≥20%-20℃,≥20%-2020℃,≥20%20℃,≥20%裂伸長率)單根垂直燃燒試驗通過通過通過通過通過成品電纜成束燃燒試驗通過通過通過通過通過通過燃燒氣體腐蝕性pH值≥4.34.3電導(dǎo)率≤10gS/mm成品電纜煙密度≥60%3輻照交聯(lián)聚烯烴絕緣電線對絕緣材料的選擇絕緣材料,一方面可以更好地保證電線產(chǎn)品的質(zhì)量,另一方面對產(chǎn)品成本的把握也會有好處。要求在選擇絕緣材料時,除了要考慮其物理機械性從上述分析可以看出,用于不同場合的輻照交能外,絕緣材料的擠出工藝性和輻照交聯(lián)工藝性也聯(lián)聚烯烴電線要求有較大差異,對絕緣材料的要求必須加以考慮。一種好的絕緣材料在賦予電線應(yīng)具也不盡相同。電機引接線偏重于絕緣材料耐溶劑、備的物理機械性能的同時,還應(yīng)具備較寬的擠出工耐浸漬漆及滿足電機廠家工藝方面的要求;汽車線藝溫度范圍及較寬的輻照劑量適應(yīng)范圍。較寬的擠偏重于絕緣材料耐熱老化、耐熱變形、耐磨性及耐油出工藝溫度范圍可以保證絕緣材料擠出熔融后能塑性方面的要求;電器安裝線偏重于耐老化、阻燃性及化良好、包覆均勻,以保證電線表面質(zhì)量及輻照時既些特殊場合性能要求;機車車輛用線在耐油性、耐能得到均勻的交聯(lián)度,又不因擠山過程中熱剪切等臭氧、低溫性、阻燃性及無鹵等方面有所側(cè)重;建筑原因引起材質(zhì)變化;較寬的輻照劑量適應(yīng)范圍可以用線在實際使用中對耐潮濕性、耐刮磨性及成束燃保證絕緣材料有較寬的輻照適應(yīng)性,在輻照過程中燒性能比較注重。基于不同電線的性能要求,電線既可fv凵中國煤化工至于由于輻照劑量制造廠家在選擇絕緣材料時也要有針對性,合理地的相CNMHG大影響。方數(shù)據(jù)