電線電纜效能要求與檢測專案

2022-05-21 00:51:03 字數 4378 閱讀 2259

第一節電線電纜產品的效能要求

任何產品的效能要求**於而大方面:一是基本使用功能提出的要求,即要求產品在預訂的使用壽命期內能充分,並力求最佳地滿足使用所需要的基本技術要求。二是產品應能適應所使用的環境、使用狀況以及安裝敷設過程中的各種各樣境況而提出的技術要求。

即要求產品在上述這些情況下使用時,應盡可能的具備相應地抵抗各種外界因素損害其基本功能的能力,保證產品的正常工作。

這些,對於電線電纜產品也是同樣的,但由於它的品種範圍廣,大量的品種是為了滿足不同的使用環境、使用狀況等而出現的。因此從總體上講,線纜產品的效能要求涉及面非常廣;特別是有許多效能要求(主要是因環境、使用狀況、安裝敷設過程中提出的)是大多數機電產品所沒有的,或不可能有的;這就增加了線纜產品中效能要求的多樣性和複雜性。

一. 基本的使用功能要求

從線纜產品的傳輸功能來講,用於三大領域即電力系統、資訊系統和作為電磁能量轉換的元件的所有電線電纜產品,本質只有傳輸電流和傳遞資訊電磁波兩大類。下面分別以電力電纜和市內通訊電纜兩個類別為例進行說明。

(一) 電力電纜使用功能要求

電力電纜應具有的使用功能是:安全、可靠地傳輸大容量的電能。由此提出對電力電纜的基本效能要求是:

1. 良好的導電性能即導體的電阻要小,從而可控制導線通過電流時產生導線損耗(i2r),和線路的電位降(i2r)。

2. 優良的電絕緣效能要求絕緣層的絕緣電阻要高;絕緣層被高電壓破壞(擊穿)的抵抗能力要強、即絕緣層的擊穿試驗電壓值要比工作電壓有較大的裕度;以及介質損耗要小,以免介質(即絕緣體)在工作狀態下因自身發熱量大而降低材料的電絕緣效能。

由於絕緣材料大多數為高分子材料(天然或合成),因此其使用壽命極為重要。

3. 要保證工作狀態下的熱平衡電力電纜在傳輸電流時,電纜因導體電阻發熱、介質損耗發熱等,因此本身是乙個熱源。在電纜結構設計時,必須使其所發的熱能夠向外界發散而到達一種穩定的熱平衡;否者電纜將無法工作。

同時,要根據絕緣材料的熱老化特性確定乙個長期的工作溫度。因此,電纜的長期允許最高工作溫度,允許傳輸的電流密度(即每平方公釐通過的電流安培數)或每乙個導線截面等級的長期允許載流量等就是電力電纜熱效能的反映。

所以要求絕緣層,護套材料及填充材料等應具有長期處於最高允許工作溫度下的耐熱老化效能。

4. 傳輸大容量的電能隨著經濟建設的發展和人民生活水平的提高,每乙個場所或區域的用量正在迅速地不斷增加,因此要求所用的電纜能傳輸更大容量的電能。

電力電纜提高傳輸容量的方法除了增大單根纜芯的截面以外,對高壓電纜也有採用內強迫冷卻(只適用於充油電纜,將油系統迴圈冷卻)、外強迫冷卻(電纜外不用風冷、水冷)的辦法。但更主要是提高電纜的工作壓等級,這就是發展高壓、超高壓電力電纜的動力。

電力系統用的所有線纜產品如以及電氣裝備用電線電纜中以傳輸電流為基本功能的產品,如絕緣電線、軟線,橡套電線電纜等也應該有這些效能要求。但對使用電壓較低或工作電流較小的產品,其電效能或熱效能較易滿足;此類產品,滿足其使用環境、使用條件方面的效能要求,往往會成為主要矛盾。

(二) 通訊電纜使用功能要求

「打**」的簡單原理是:聲音(聲波)通過耳機上的話筒轉變為電磁波;經過通訊電纜的傳遞到達對方,再通過耳機上的聽筒又轉變為聲波。通訊系統通常是以二根絕緣線為單位組成「線對」。

構成乙個通話迴路。事實上,一般的**線對可以傳遞的電磁波頻率遠大於人的聲波頻率(人的聲波頻率總是小於4000赫);因此通過線路系統中的處理,如加上載波機後,一對線可以同時通過12~24路**;也可以用於點傳真或資料傳輸等。圖5-1是通訊過程的示意圖。

傳送機接收機

信信接 號收

源號器圖5-1 資訊傳遞過程簡易示意圖

所以市內通訊電纜的使用功能是:長距離清晰,不失真地傳輸頻帶盡可能寬的資訊電磁波。由此提出對市內通訊線纜的基本效能要求是:

1. 要求電纜中每一線對的固定有衰減要小即所傳輸的電磁波在單位長度線路上的損失(即衰減)要小,以保證有足夠的功率(如音量)達到接收方。通訊系統的線路可以非常長,因此在實際執行系統中每隔一定距離(對市內通訊電纜線路約為30~50km)要設定功率放大裝置(如增音機);而在每一段內要控制固有衰減值,否者會影響通話質量。

2. 要求所傳輸的資訊具有盡可能小的失真即接收方式收到的資訊(聲音、影象、文字)要基本上與發出方完全一致。造成失真的原因是由於線路長度中電纜結構或材料效能的微小不均勻性;即所傳輸的電磁波會因這些不均勻而引起波的區域性的反射、折射和駐波,從而會改變其中某些波的傳輸速度或使波形發生變化(畸變)。

3. 要控制統一電纜各迴路(即各線對)之間的串音統一電纜中許多迴路同時工作時,相互間必然會因電磁耦合而產生干擾。當此種干擾的功率足夠大(可以聽到)時,就是明顯的串音。

因此必須規定一定的串音防衛度加以保證。

寬頻資料傳輸用的電纜或保密要求高的線路則必須採用對遮蔽和總遮蔽,以阻止(減弱)此類相互間的干擾。但對於一般、民用、傳輸總量不大(即頻帶不太寬)而用的**電纜,一般不必採用分「線對」遮蔽的方式,但應有防止外界干擾的總遮蔽。

4. 在保證傳輸質量的前提下,要盡量擴充套件電纜中每一線對的使用頻帶,使每一線對可以傳送更多的資訊。

必須指出,近年來訊號傳輸的模式已逐步從「模擬訊號傳輸」發展為「數碼訊號傳輸」;發展速度極快,目前已達到了即將全面取代的階段。所謂模擬訊號,是指仿照原有資訊的訊號。利用模擬訊號進行傳輸的方式稱為模擬通訊;前幾年,**、傳真等採用的就是模擬通訊方式。

所謂數碼訊號,是指將資訊的訊號按某種規則分解為不連續的、離散的數碼訊號進行傳輸;稱為數碼訊號。早期的編碼電報就是一種數碼訊號;而現在利用計算機控制的程式控制**交換機,就是現代化數位化的通訊裝置。由於數碼訊號抗干擾能力強,其轉接、儲存和控制等方面靈活方便;加上模一數或數一模轉換技術及大容量高速度計算機的發展,加快了數字通訊的普及和發展。

從一回路線路允許傳輸的能力來講,模擬通訊強調的是允許傳輸的頻率範圍(頻帶)的寬度。以khz(千赫)、mhz(兆赫)表示。而數字通訊強調的是單位時間內傳輸訊號數字的個數,即傳輸速率,以千畢(kbit/s)、兆畢(mbit/s)表示。

目前,寬頻通訊網的傳輸速率已達到100兆畢(即每秒可傳輸100兆個數字)以上(即採用所謂的5號電纜),並已在研發傳輸速率為600兆畢以上的系統。

二. 使用環境、條件等提出的效能要求

使用環境、使用條件以及安裝輻射時都會對電線電纜產品提出許多效能要求,現粗略歸類列舉如下;

1. 滿足生產、運輸、安裝敷設時應具備的效能要求如何彎曲性、不被刮傷等;幾乎對所有線纜產品均有不同程度的要求。

2. 適應使用場合的環境溫度許多產品工作時,自身發熱很小,但環境溫度很高;有的產品用於嚴寒地區,則有不同的耐低溫要求;有的產品則要求既要耐熱又要耐寒,如汽車用電線等。

3. 防止外力破環或承受自重如敷設地下(特別是直埋於土壤中)的電纜均需用鋼帶鎧裝;敷設在豎井。斜井以及水中的電纜要求鋼絲鎧裝,以承受電纜自重和機械保護;礦井中的電纜要求耐砸、抗擠壓等。

4. 滿足使用方式的要求最主要的是移動式使用的線纜產品要求柔軟,如家用電器電源線、橡皮電線電纜等許多品種。有的產品如懸浮在水面的裝置與固定點之間的連線電線,要求特別柔軟並能承受頻繁彎、扭、拉等應力。

安裝在經常處於有振動狀態的場合下的電線電纜要求有耐振動性,如沿鐵路軌道、過橋以及船上機艙周圍等。

5. 阻燃或耐火要求取決於線纜產品的使用場合或某一條線路的重要性;即使用場合對防火的要求很高,如高層智慧型化大樓、計算機房、地鐵等;以及大型公共建築中的救急通道中的指示、照明線路、報警線路等。

6. 防鼠、防白蟻以及防霉等效能要求在鼠害嚴重或白蟻嚴重地區,酚電線電纜應能防止老鼠或白蟻齧咬而破化產品,在溼熱帶地區要防止線纜產品外層生霉而損害材料效能。

7. 耐大氣老化或耐酸、鹼、油類等化學物質的侵蝕大氣老化主要是氧或臭氧以及光照對高分子材料的侵害;而化學物質的侵害有的是接觸這些液氣,有的是有害氣體。

8. 其他如核電站用電纜或太空飛行器用線纜有耐輻照等更為特殊的要求。

必須強調指出:上述的彙總只是從哪些因素影響到線纜產品的使用壽命等進行一些歸類。事實上,同一種環境中有害因素的程度會有許多差異;而線纜產品由於有結構、規格大小和所用材料自身效能的千差萬異;因此,同一環境或使用條件可能對某些產品是相似的,而對某些產品卻是不同的。

所以,對一種產品使用在某一特定場所時,必須逐一分析後,再合理選用該產品系列中的具體品種;或研究採用何種附加措施,以滿足使用者的需求。

其次,應該明確,外部環境和使用條件是客觀存在的。例如阻燃、耐火、防鼠、耐酸、耐油等,無論對電力電纜、**電纜、光纜等都是同樣的要求。這些技術要求是防備外來的損害、保護線纜產品的正常使用而提出的;與產品的使用功能並沒有本質上的聯絡。

但如果不能適應電線電纜的使用環境和防止外界因素的損害,則產品的使用功能就不能保證。

第二節技術標準簡介

任何向市場**的產品必須完全遵照各種相關的技術標準進行製造。技術標準是技術法規體系中的核心,在產品的設計、製造、運輸、貯存、銷售、安裝、執行過程中都應加以貫徹。

一. 電線電纜用技術標準的類別

電線電纜製造所用的標準以產品標準為主體,並涉及到基礎標準、材料標準、試驗方法標準、試驗儀器裝置檢測方法標準和通用標準等各個類別。

表5-1 是電線電纜製造用各類技術標準的舉例。

表5-1 電線電纜製造用技術標準的類別

二. 技術標準的體系

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