电缆耐温等级，在国标、美标、欧标中有啥不同？
在电线电缆的设计、选材、生产、销售过程中，往往碰到很多温度参数，如90℃、105℃、125℃、150℃等。这些参数在行业中的通俗名称都叫耐温等级参数，那这些参数是怎么来的呢?同是90℃的耐温等级的材料，为什么老化温度不一样呢?老化温度和耐温等级是什么关系?绝缘允许的导体长期最高工作温度是怎么定义的?什么是温度指数?什么是材料的额定温度?硅烷交联料能满足125℃的耐温等级吗?
要回答上述问题，首先要了解标准体系，因为不同的标准体系对耐温等级的定义是不同的。我们常见的标准体系主要有国家标准(及行业标准)、ul标准、en/iec标准等。
由于国标和行标的编制，很多内容是参考和借鉴了国际标准，因此我们先来看看ul标准或en/iec标准对耐温等级的规定。
1、ul标准
ul标准中，常见的耐温等级是60℃、70℃、80℃、90℃、105℃、125℃和150℃。这些耐温等级是怎么来呢?是导体的长期工作温度吗?实际上，这些所谓的耐温等级，在ul标准中称作额定温度(rating temperature)。它并不是导体的长期工作温度。
额定工作温度
ul标准中额定温度的确认是按照公式1.1来确定的(参见ul 2556-2007中4.3章材料长期老化部分)。具体过程是先假定材料的一个耐温等级，如105℃，然后按公式1.1计算出烘箱的测试温度112℃，分别在这样的测试温度下将样品放置90天、120天和150天，得到样品的伸率变化率和老化天数的数据，然后再通过最小二乘法推算出老化天数和断裂伸长率的线性关系，进而依据此线性关系推算在此烘箱温度(112℃)下老化300天时的样品断裂伸长率。
如果断裂伸长率的变化率小于50%，则认为此材料可以达到这个假定的额定温度，如果断裂伸长率的变化率大于50%，则认为此材料的额定温度不能达到假定的额定温度，需要重新假定一个额定温度，继续上述试验。
由此可见，在ul标准体系中如果采用反推的方法可以这样认为：某个材料在某温度a℃下老化300天，其伸率变化率不超过50%，再将温度a减去5.463，然后再除以1.02，得到温度b℃，即可认定此材料可以达到温度b℃的额定温度。
这一额定温度，绝不是绝缘层允许的导体的长期最高工作温度。因为长期最高工作温度中的“长期”实际上应该是电缆在此工作温度下的寿命，至少要以年为单位计算，如光伏电缆标准en50618中，电缆的寿命设计为25年，ul标准中的额定温度一般会比导体的长期最高工作温度高。
短期老化温度
材料的短期老化温度，即我们平常在标准中最常见的7天、10天等，如105℃的材料，老化条件为136℃×7天。那这和额定温度是什么关系呢?在ul标准中，短期老化的温度是靠材料的长期使用经验获得的，但也总结了一些方法来确认。如在ul2556-2007标准4.3.5.6章及附录d中这样确定一个材料的短期老化温度。首先按照表1-1选择一个额定温度、老化温度和老化时间。
如果按照上述条件测试的材料的老化后的伸率变化率大于50%，则认定为此材料可以按照此条件来确定老化温度，如果伸率变化率大于50%，则材料的额定温度和短期老化温度要下降一个等级。
除此之外，在ul758-2010的第14章中也总结了简单的公式来确定短期老化温度。如式1.2：
2、en/iec标准
在en/iec标准中，很少像ul标准中那样看到额定温度(rating temperature)，取而代之的是导体长期工作温度(operation temperature)或者温度指数。那么这两个温度有什么区别呢?
实际上，在en/iec标准体系中，对电缆的耐温等级的评价主要是按照en 60216或iec 60216来评价的。此标准主要是评价绝缘材料的热寿命。其评价方法是将材料在不同温度下进行老化试验，以断裂伸长率的变化率为50%作为老化的终点，得出材料在不同温度下的老化天数。然后通过线性回归的方式将老化天数和老化温度做线性相关处理，得出一个线性关系曲线。然后根据电缆的寿命确定最高工作温度，或者根据长期工作温度，确定线缆的寿命。
而温度指数，就是指绝缘材料在热老化20000h后，断裂伸长率的变化率为50%时，所对应的温度。以光伏电缆标准en 50618:2014为例，其电缆的设计寿命为25年，长期工作温度为90℃，而温度指数则是120℃。绝缘材料的短期老化温度，也是以上述线性关系推导出来的。
所以，en 50618:2014中绝缘材料的老化温度为150℃。这一老化温度和ul标准系列中额定温度为125℃的材料的老化温度158℃非常接近。
通过上述分析不难看出，同样的导体的长期工作温度，由于电缆的设计寿命不同，可能其要求的老化温度并不一样。在同样的长期工作温度下，电缆设计寿命越短，绝缘材料的短期老化温度就可以要求的越低。
例如在iec 60502-1:2004中要求的xlpe绝缘料的长期最高工作温度为90℃，而此材料的老化温度为135℃。这里的135℃却和ul标准中额定温度为105℃的老化温度136℃很接近，却和同样是长期最高工作温度同样为90℃的en 50618:2014中绝缘的老化温度差很多。尽管在60502-1:2004没有找到电缆的设计寿命，但两种电缆的设计寿命肯定是不同的。
3、国标及行业标准
我国的国家标准和行业标准在编制过程中，很多内容是参考和借鉴了ul标准或en/iec标准。但是由于是多方参考，所以有些表述笔者认为是不准确的。例如在gb/t 32129-2015、jb/t 10436-2004、jb/t 10491.1-2004中，无论是材料还是电线，其耐温等级都有90℃、105℃、125℃和150℃，这明显是借鉴了ul的标准体系。但是，对于耐热的表述却是允许的导体长期最高工作温度。这个耐热性的表述又明显参考iec标准体系。
在iec标准体系中，导体的长期最高工作温度应该和电缆的设计寿命关联，可这些国标及行标中，根本没有电缆寿命的表述。所以这种“适用的电缆导体长期允许最高工作温度是90℃、105℃、125℃和150℃”的表述有待商榷。
那么硅烷交联型xlpe能不能达到125℃的耐温等级呢?比较严谨回答应该是硅烷交联型xlpe可以达到ul标准中规定的125℃的额定温度，因为在ul1581第40章的绝缘和护套材料总则中，已经明确提出不对材料的化学成分做规定。而xlpe导体的长期最高工作是否能达到125℃，这和电缆的设计寿命及使用场合有关，目前，没有找到相关资料系统评价此材料的寿命。通过短期老化来推测，如果电缆的设计寿命是25年，其允许的导体的长期最高温度肯定能大于90℃。
在iec标准中，传统的电力电缆、建筑用线甚至太阳能电缆的设计导体长期最高工作温度都不会超过90℃，但并不代表用于此类电缆的材料允许的长期最高工作温度不能大于90℃。也不能说辐照交联料可以达到125℃的耐温等级，而硅烷交联料不能达到125℃的耐温等级，这样的表述是没有道理的。
总之，一个材料能否达到某个温度等级，不能简单的回答是或不是，而是要结合材料耐温等级的评价方法或者电缆的设计寿命来考虑的，不能将几个标准体系混合着乱用。
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要回答上述问题，首先要了解标准体系，因为不同的标准体系对耐温等级的定义是不同的。我们常见的标准体系主要有国家标准(及行业标准)、ul标准、en/iec标准等。
由于国标和行标的编制，很多内容是参考和借鉴了国际标准，因此我们先来看看ul标准或en/iec标准对耐温等级的规定。
1、ul标准
ul标准中，常见的耐温等级是60℃、70℃、80℃、90℃、105℃、125℃和150℃。这些耐温等级是怎么来呢?是导体的长期工作温度吗?实际上，这些所谓的耐温等级，在ul标准中称作额定温度(rating temperature)。它并不是导体的长期工作温度。
额定工作温度
ul标准中额定温度的确认是按照公式1.1来确定的(参见ul 2556-2007中4.3章材料长期老化部分)。具体过程是先假定材料的一个耐温等级，如105℃，然后按公式1.1计算出烘箱的测试温度112℃，分别在这样的测试温度下将样品放置90天、120天和150天，得到样品的伸率变化率和老化天数的数据，然后再通过最小二乘法推算出老化天数和断裂伸长率的线性关系，进而依据此线性关系推算在此烘箱温度(112℃)下老化300天时的样品断裂伸长率。
如果断裂伸长率的变化率小于50%，则认为此材料可以达到这个假定的额定温度，如果断裂伸长率的变化率大于50%，则认为此材料的额定温度不能达到假定的额定温度，需要重新假定一个额定温度，继续上述试验。
由此可见，在ul标准体系中如果采用反推的方法可以这样认为：某个材料在某温度a℃下老化300天，其伸率变化率不超过50%，再将温度a减去5.463，然后再除以1.02，得到温度b℃，即可认定此材料可以达到温度b℃的额定温度。
这一额定温度，绝不是绝缘层允许的导体的长期最高工作温度。因为长期最高工作温度中的“长期”实际上应该是电缆在此工作温度下的寿命，至少要以年为单位计算，如光伏电缆标准en50618中，电缆的寿命设计为25年，ul标准中的额定温度一般会比导体的长期最高工作温度高。
短期老化温度
材料的短期老化温度，即我们平常在标准中最常见的7天、10天等，如105℃的材料，老化条件为136℃×7天。那这和额定温度是什么关系呢?在ul标准中，短期老化的温度是靠材料的长期使用经验获得的，但也总结了一些方法来确认。如在ul2556-2007标准4.3.5.6章及附录d中这样确定一个材料的短期老化温度。首先按照表1-1选择一个额定温度、老化温度和老化时间。
如果按照上述条件测试的材料的老化后的伸率变化率大于50%，则认定为此材料可以按照此条件来确定老化温度，如果伸率变化率大于50%，则材料的额定温度和短期老化温度要下降一个等级。
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2、en/iec标准
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实际上，在en/iec标准体系中，对电缆的耐温等级的评价主要是按照en 60216或iec 60216来评价的。此标准主要是评价绝缘材料的热寿命。其评价方法是将材料在不同温度下进行老化试验，以断裂伸长率的变化率为50%作为老化的终点，得出材料在不同温度下的老化天数。然后通过线性回归的方式将老化天数和老化温度做线性相关处理，得出一个线性关系曲线。然后根据电缆的寿命确定最高工作温度，或者根据长期工作温度，确定线缆的寿命。
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例如在iec 60502-1:2004中要求的xlpe绝缘料的长期最高工作温度为90℃，而此材料的老化温度为135℃。这里的135℃却和ul标准中额定温度为105℃的老化温度136℃很接近，却和同样是长期最高工作温度同样为90℃的en 50618:2014中绝缘的老化温度差很多。尽管在60502-1:2004没有找到电缆的设计寿命，但两种电缆的设计寿命肯定是不同的。
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