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电缆的基本测试方法 - 无图版
make --- 2012-09-03 17:57:23
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线缆的基本测试方法
电线电缆的基本结构
一、导线
1、导体的电阻：除锡芯电线外，UL并不要求测量电线电缆产品的导体电阻。
2、决定导体截面积的二种方法：
(a)、称重法。测量过程中发现测量值小于要求值,可用两种方法中的另一种加以证实。(注：DC电阻测量法不能用来作为测量CMA的最终判断标准)。导体绝缘厚度
(b)、测量每一根绞合芯线截面积之和，测量时至少要取7根苡线直径的平均值作为平均芯线直径。D
以Mils计算：导体截面积CMA=nd2(CMA：Circular Mil Area)
以毫米计算：导体=0.7854*nd2
其中n为导体结构中芯线的根数。芯线直径的测量：根据UL1581第200节，每根芯线直径须使用精度达到0.01mm(0.001英寸)，两个端面都是平面的千分尺进行测量。
1、测量工具，读数显微镜
取样时，小心抽取全部导体芯线，沿导线绝缘体方向垂直切片，在显微镜下测量最薄处的厚度，作为导体绝缘层的最小厚度。
通常将读数显微镜(精度为0.001mm)的测量结果作为最终的参考标准。实际测量时发现一卷电线测量的最小厚度小于规定值多过2Mils，判定该卷电线不合格。若测量值小于规定值不超过2Mils,应在该卷电线上相距1英尺处抽取两个样测量，如果其中1个结果小于最小值，该卷电线判为不合格，若两个测量值均达标，判为合格。
外被
平均外被厚度
沿线身测量相距离英寸的5个点处外被的外径以及成缆直径，外被厚度=(外被外径-成缆直径)/2
平均外被厚度为5个点测量值的平均。
外被最小厚度：同导线最小绝缘厚度。外被内表面须先小心抛磨打平，再使用荷重85g,测量截面直径6.4mm的荷重千分尺测量。
读数显微镜测量：方法同导体绝缘厚度测量方法。
常见电线的平均厚度和最小厚度的对照表。绞距
芯线的绞距
取芯线10个绞合的间距的平均值作为芯线平均绞距，测量时去除大约十个绞合长度的绝缘外皮，取任何一支芯线为对象进行测量。注意在去皮时不要损伤芯线，造成芯线断线。
导线绞距
同样取导线的10个绞距长度进行平均，作为平均导线绞距，取样时要注意由于导线绞合时的内应力一扭力很大，去除外被时可能造成原绞合结构的松散。为此，取样时先预留一段护套线不去除外被，再沿线缆方向用利刀片拉掉部分外被，最好是以能看到待测导线，而导线与外被结合得仍很紧密为宜。将样品平放拉直，量取某一导线十个绞合点之间的距离作为绞距，因为成缆时由于应力的关系，成形外被后原绞合距离会增加。
各种芯线最大绞距。各种线径的导线最大绞距2、线径：通常电线电缆的线径都是偶数AWG，如18AWG、16AWG等，奇数AWG电线属于特殊例外。
3、测量工具：千分尺
常用的千分尺，测量端面均为平面，最小读数：0.01mm
端面为1.98*9.5mm，荷重10g的荷重千分尺(导体绝缘厚度)
平均绝缘厚度的测量：距端线10英寸开始，每10英寸为一个测量点，测量5个点处导线的外径，导体的直径。
绝缘厚度=(导线外径-导体直径)/2
将5个点处的绝缘厚度平均即得到平均绝缘厚度。
最小绝缘厚度的测量：
测量工具：pin-gauge千分尺,注意此方法适用于18AWG或更大线径的导线结构。截取一段抽出芯线导体的绝缘体，将其放置在千分尺的pin上。测量时先将荷重轻轻抬起，并缓慢转动绝缘体，读取最小值即视作导线绝缘体最小厚度。对于小于18AWG的导线，可采用读数显微镜方法。
二、耐电压测试
电缆中各导线间应施加1相对应的电压，加压时应在10S至60S钟内缓慢将电压由零加到额定值，保持1分钟。判别标准为在升、降压以及保持期间，Hi-pot机电路报警。另一方面，绝缘电阻测试在某种程序上也能产生类似效果，所以先进行耐电压测试是一种积极的简便测试漏电的方法。
三、火花测试
对于单芯电源线，如CXTW线，耐电压测试即为火花测试，而对于多芯电源线，日常生产测试中也可以用火花测试代替耐电压测试。
火花测试要点：
火花试验机
(1)镀铬铜珠练长度、位置：从横向和纵向对珠练的间隔，排列方式等进行了规定，日常生产中须定期检查珠练是否掉落，如发现有部分不全，应及时加以更换。
(2)火花机V型测试槽长度L、测试频率、生产电线最大出线速率的关系。2.可见工作频率提高，出线速率可以大幅提高，生产效率也可大大提升。
(3)线路接地：保持导体以及放、收线轮与火花机接地良好。
放线端为裸铜线：放线端接地，收线端不用接地，电线的导通性不须测试。
放线端为绝缘导线：导线与收线、放线轮导通连接，收线、放线端均须接地。对于10AWG或更细导线，不用测试导通性能。
四、老化前后的拉伸测试
1、如何决定测试机的拉伸速度？
拉伸速率：在UL1581第50节各表中未特别指明拉伸速率时，通常情况下速率为500+25mm/min.
2、如何决定材质的拉伸指数？
过去所有电线塑料材质的物性全部列入UL1581 Table50系列。例如SPT-2，105 ℃电线，其物性要求为：SPT-2为Integral PVC电缆，故应用UL62Table15.1或UL1581 Table50182。105 ℃对应的CLASS是2.11,拉伸指数为老化前拉伸率100%，抗张强度1500ibf/m2。136 ℃，7天的老化后拉伸率为之前的65%，抗张强度为老化前的85%。而对于半硬PVC而言(SR-PVC)，根据UL1581Table47.1,拉伸指数在Table50183中列明，即老化前，拉伸率100%，抗张强度3000ibf/m2,老化后百分比分别为70%，70%。
3、测试样品的制备
步骤：截取一段待测试
(1)测量其导体直径，绝缘(或外被)层厚度；
(2)小心去除绝缘层包裹的导线和其它填充物，检查绝缘表皮完好无损。
对于外被样品，用抛光磨平机小心磨平外被的内表面，直至内表面凹凸部位平滑即可。对于周长分别为4mm或6mm的外被，可用ASTM dieD或 ASTM dieC的哑铃片器制备哑铃状样品。
(3)样品上相距1英寸两端作标记，以便测试过程中测量其拉伸情况。测试机的上下拉爪的夹持位置距离标记线均匀，不超过1/2英寸。
4、计算
(1)对于规则的管状试样，截面积A为：
A=00.7854(D2-d2)
D:导线外径，d：导体直径
(2)对于不规则内壁试样，面积A：
W
163.87G
W：10英寸样品的重量，以克计； G：材质比重；
A：截面积，以平方英寸计。 注：哑铃片状外被样品。
截面积A=外被平均厚度*宽度
(3)比重G的测量
10英寸长的材质，按下图方式制备样品，测量前样品须在纯净酒精中浸没。主要是为避免样品内壁上空气的保留。
测量W1：空气中样品的重量；
W3：为直径小于0.127mm绑捆铜丝的重量。
W1
W1- W2+ W3
(4)抗张强度 S=P/A
P为拉断试样的力量
5、对老化炉的要求
按照ASTM D5423-93(II型)和ASTM D5374-93标准：使用高速循坏、空气，保持试样周围空气中氧含量在正常水平，循环空气的速率应达到每小时100-200次空气交换，温度保持在+1.0℃。
五、绝缘电阻测试
1、普通电线电缆
绝缘高阻计直流电压调节为100-500V，长度为50FT-5000FT的电线在水槽中浸泡2小时，高阻计的一个电极连接到水槽的铜板电极上，另一电极连接到待测的电线导线上。测量时间为60秒，合格标准为15.6℃时1000英尺电线的绝缘电阻大于2.5M.
将10 ℃-29.4 ℃水温的测量值折算为15.6 ℃、长度为1000英尺的值：
R*L*M*TCF
1000
R：高阻计读数 L：实测电线长度
M：高阻计倍率 TCF：温度修正系数
2、常用户外型“w”电线电缆，如SPT-2W，SJTW，CXTW等。
短时间绝缘电阻的测试方法与普通型电线电缆相同，但合格判定标准完全不同，“W”型电线阻值要高得多。如CXTW22AWG，合格标准为15.6 ℃225M/1000英尺。
(1)判定标准
SPT-2W，SPT-1W，XTW以及CXW，SJTW等护套线表中所列的绝缘电阻为15.6 ℃下短时间浸水阻值，另外还需进行50 ℃升温长时间浸水测试其绝缘电阻。
(2)TCF的确定
首先要确定阻抗因子C，再从UL62Table33.1中找出相应的M因子，套用前面公式，即可求出阻抗。
注：对于护套电缆，如SVT，SJTW，表中所列的绝缘电阻为护套内各导线间绝缘电阻，所以在测量时，需将护套外被切除后再浸水测试。
阻抗因子C的决定：参见UL62第34节。
原理：在两个样品升温和降温的过程中，测量5个固定温度点的阻值，在半对数坐标上作图，推算出15.6 ℃时的阻值，再读出16.1 ℃的阻值，两者相除即可求出C值。
六、其它试验简介
1、抗紫外光测试
在720小时电弧和淋雨交替施行后，试样试验前后伸长率、抗张强度均不应小于未试验样品测量值的80%，本试验适用于“W”户外级电线电缆(包括单线、护套、平行线)。
2、浸油试验
将试样浸泡在一定温度、特定油质、一定时间的环境下，浸泡后试样的抗强强度、拉伸率应保持在浸泡前试样测试值的一定百分比。
3、绝缘层紧密度试验
分为节日灯线单导体绝缘层紧密度和整体结构平行线导体绝缘层紧密度两种试验方法。护套电缆线没有此项要求。例如：XTW线，先截取一段11英寸长的电线，将中间绝缘纵向切开，成为单导体电线结构，参照CXTW线执行即可。
4、表面印字牢固度试验
分为老化前和老化后牢固度试验。生产线测试和UL现场测试都采用老化前测试。而送样测试都采用老化后测试。
压块荷重450g,端面25*50mm，测试面为绒布，在表面印字面进行三个完整的来回磨擦，检查印字是否剥落。
5、抗拉试验
对于18AWG和17AWG的电源延长线等护套缆线，能保证在承受规定荷重1分钟后，各内芯线不会断线。
6、护套表面的绝缘电阻
干净的护套线，相距半英寸的两个铜箔电极之间施加500V DC电压1分钟，其绝缘电阻应保持大于100M。
电线电缆的基本结构
一、导线
1、导体的电阻：除锡芯电线外，UL并不要求测量电线电缆产品的导体电阻。
2、决定导体截面积的二种方法：
(a)、称重法。测量过程中发现测量值小于要求值,可用两种方法中的另一种加以证实。(注：DC电阻测量法不能用来作为测量CMA的最终判断标准)。导体绝缘厚度
(b)、测量每一根绞合芯线截面积之和，测量时至少要取7根苡线直径的平均值作为平均芯线直径。D
以Mils计算：导体截面积CMA=nd2(CMA：Circular Mil Area)
以毫米计算：导体=0.7854*nd2
其中n为导体结构中芯线的根数。芯线直径的测量：根据UL1581第200节，每根芯线直径须使用精度达到0.01mm(0.001英寸)，两个端面都是平面的千分尺进行测量。
1、测量工具，读数显微镜
取样时，小心抽取全部导体芯线，沿导线绝缘体方向垂直切片，在显微镜下测量最薄处的厚度，作为导体绝缘层的最小厚度。
通常将读数显微镜(精度为0.001mm)的测量结果作为最终的参考标准。实际测量时发现一卷电线测量的最小厚度小于规定值多过2Mils，判定该卷电线不合格。若测量值小于规定值不超过2Mils,应在该卷电线上相距1英尺处抽取两个样测量，如果其中1个结果小于最小值，该卷电线判为不合格，若两个测量值均达标，判为合格。
外被
平均外被厚度
沿线身测量相距离英寸的5个点处外被的外径以及成缆直径，外被厚度=(外被外径-成缆直径)/2
平均外被厚度为5个点测量值的平均。
外被最小厚度：同导线最小绝缘厚度。外被内表面须先小心抛磨打平，再使用荷重85g,测量截面直径6.4mm的荷重千分尺测量。
读数显微镜测量：方法同导体绝缘厚度测量方法。
常见电线的平均厚度和最小厚度的对照表。绞距
芯线的绞距
取芯线10个绞合的间距的平均值作为芯线平均绞距，测量时去除大约十个绞合长度的绝缘外皮，取任何一支芯线为对象进行测量。注意在去皮时不要损伤芯线，造成芯线断线。
导线绞距
同样取导线的10个绞距长度进行平均，作为平均导线绞距，取样时要注意由于导线绞合时的内应力一扭力很大，去除外被时可能造成原绞合结构的松散。为此，取样时先预留一段护套线不去除外被，再沿线缆方向用利刀片拉掉部分外被，最好是以能看到待测导线，而导线与外被结合得仍很紧密为宜。将样品平放拉直，量取某一导线十个绞合点之间的距离作为绞距，因为成缆时由于应力的关系，成形外被后原绞合距离会增加。
各种芯线最大绞距。各种线径的导线最大绞距2、线径：通常电线电缆的线径都是偶数AWG，如18AWG、16AWG等，奇数AWG电线属于特殊例外。
3、测量工具：千分尺
常用的千分尺，测量端面均为平面，最小读数：0.01mm
端面为1.98*9.5mm，荷重10g的荷重千分尺(导体绝缘厚度)
平均绝缘厚度的测量：距端线10英寸开始，每10英寸为一个测量点，测量5个点处导线的外径，导体的直径。
绝缘厚度=(导线外径-导体直径)/2
将5个点处的绝缘厚度平均即得到平均绝缘厚度。
最小绝缘厚度的测量：
测量工具：pin-gauge千分尺,注意此方法适用于18AWG或更大线径的导线结构。截取一段抽出芯线导体的绝缘体，将其放置在千分尺的pin上。测量时先将荷重轻轻抬起，并缓慢转动绝缘体，读取最小值即视作导线绝缘体最小厚度。对于小于18AWG的导线，可采用读数显微镜方法。
二、耐电压测试
电缆中各导线间应施加1相对应的电压，加压时应在10S至60S钟内缓慢将电压由零加到额定值，保持1分钟。判别标准为在升、降压以及保持期间，Hi-pot机电路报警。另一方面，绝缘电阻测试在某种程序上也能产生类似效果，所以先进行耐电压测试是一种积极的简便测试漏电的方法。
三、火花测试
对于单芯电源线，如CXTW线，耐电压测试即为火花测试，而对于多芯电源线，日常生产测试中也可以用火花测试代替耐电压测试。
火花测试要点：
火花试验机
(1)镀铬铜珠练长度、位置：从横向和纵向对珠练的间隔，排列方式等进行了规定，日常生产中须定期检查珠练是否掉落，如发现有部分不全，应及时加以更换。
(2)火花机V型测试槽长度L、测试频率、生产电线最大出线速率的关系。2.可见工作频率提高，出线速率可以大幅提高，生产效率也可大大提升。
(3)线路接地：保持导体以及放、收线轮与火花机接地良好。
放线端为裸铜线：放线端接地，收线端不用接地，电线的导通性不须测试。
放线端为绝缘导线：导线与收线、放线轮导通连接，收线、放线端均须接地。对于10AWG或更细导线，不用测试导通性能。
四、老化前后的拉伸测试
1、如何决定测试机的拉伸速度？
拉伸速率：在UL1581第50节各表中未特别指明拉伸速率时，通常情况下速率为500+25mm/min.
2、如何决定材质的拉伸指数？
过去所有电线塑料材质的物性全部列入UL1581 Table50系列。例如SPT-2，105 ℃电线，其物性要求为：SPT-2为Integral PVC电缆，故应用UL62Table15.1或UL1581 Table50182。105 ℃对应的CLASS是2.11,拉伸指数为老化前拉伸率100%，抗张强度1500ibf/m2。136 ℃，7天的老化后拉伸率为之前的65%，抗张强度为老化前的85%。而对于半硬PVC而言(SR-PVC)，根据UL1581Table47.1,拉伸指数在Table50183中列明，即老化前，拉伸率100%，抗张强度3000ibf/m2,老化后百分比分别为70%，70%。
3、测试样品的制备
步骤：截取一段待测试
(1)测量其导体直径，绝缘(或外被)层厚度；
(2)小心去除绝缘层包裹的导线和其它填充物，检查绝缘表皮完好无损。
对于外被样品，用抛光磨平机小心磨平外被的内表面，直至内表面凹凸部位平滑即可。对于周长分别为4mm或6mm的外被，可用ASTM dieD或 ASTM dieC的哑铃片器制备哑铃状样品。
(3)样品上相距1英寸两端作标记，以便测试过程中测量其拉伸情况。测试机的上下拉爪的夹持位置距离标记线均匀，不超过1/2英寸。
4、计算
(1)对于规则的管状试样，截面积A为：
A=00.7854(D2-d2)
D:导线外径，d：导体直径
(2)对于不规则内壁试样，面积A：
W
163.87G
W：10英寸样品的重量，以克计； G：材质比重；
A：截面积，以平方英寸计。 注：哑铃片状外被样品。
截面积A=外被平均厚度*宽度
(3)比重G的测量
10英寸长的材质，按下图方式制备样品，测量前样品须在纯净酒精中浸没。主要是为避免样品内壁上空气的保留。
测量W1：空气中样品的重量；
W3：为直径小于0.127mm绑捆铜丝的重量。
W1
W1- W2+ W3
(4)抗张强度 S=P/A
P为拉断试样的力量
5、对老化炉的要求
按照ASTM D5423-93(II型)和ASTM D5374-93标准：使用高速循坏、空气，保持试样周围空气中氧含量在正常水平，循环空气的速率应达到每小时100-200次空气交换，温度保持在+1.0℃。
五、绝缘电阻测试
1、普通电线电缆
绝缘高阻计直流电压调节为100-500V，长度为50FT-5000FT的电线在水槽中浸泡2小时，高阻计的一个电极连接到水槽的铜板电极上，另一电极连接到待测的电线导线上。测量时间为60秒，合格标准为15.6℃时1000英尺电线的绝缘电阻大于2.5M.
将10 ℃-29.4 ℃水温的测量值折算为15.6 ℃、长度为1000英尺的值：
R*L*M*TCF
1000
R：高阻计读数 L：实测电线长度
M：高阻计倍率 TCF：温度修正系数
2、常用户外型“w”电线电缆，如SPT-2W，SJTW，CXTW等。
短时间绝缘电阻的测试方法与普通型电线电缆相同，但合格判定标准完全不同，“W”型电线阻值要高得多。如CXTW22AWG，合格标准为15.6 ℃225M/1000英尺。
(1)判定标准
SPT-2W，SPT-1W，XTW以及CXW，SJTW等护套线表中所列的绝缘电阻为15.6 ℃下短时间浸水阻值，另外还需进行50 ℃升温长时间浸水测试其绝缘电阻。
(2)TCF的确定
首先要确定阻抗因子C，再从UL62Table33.1中找出相应的M因子，套用前面公式，即可求出阻抗。
注：对于护套电缆，如SVT，SJTW，表中所列的绝缘电阻为护套内各导线间绝缘电阻，所以在测量时，需将护套外被切除后再浸水测试。
阻抗因子C的决定：参见UL62第34节。
原理：在两个样品升温和降温的过程中，测量5个固定温度点的阻值，在半对数坐标上作图，推算出15.6 ℃时的阻值，再读出16.1 ℃的阻值，两者相除即可求出C值。
六、其它试验简介
1、抗紫外光测试
在720小时电弧和淋雨交替施行后，试样试验前后伸长率、抗张强度均不应小于未试验样品测量值的80%，本试验适用于“W”户外级电线电缆(包括单线、护套、平行线)。
2、浸油试验
将试样浸泡在一定温度、特定油质、一定时间的环境下，浸泡后试样的抗强强度、拉伸率应保持在浸泡前试样测试值的一定百分比。
3、绝缘层紧密度试验
分为节日灯线单导体绝缘层紧密度和整体结构平行线导体绝缘层紧密度两种试验方法。护套电缆线没有此项要求。例如：XTW线，先截取一段11英寸长的电线，将中间绝缘纵向切开，成为单导体电线结构，参照CXTW线执行即可。
4、表面印字牢固度试验
分为老化前和老化后牢固度试验。生产线测试和UL现场测试都采用老化前测试。而送样测试都采用老化后测试。
压块荷重450g,端面25*50mm，测试面为绒布，在表面印字面进行三个完整的来回磨擦，检查印字是否剥落。
5、抗拉试验
对于18AWG和17AWG的电源延长线等护套缆线，能保证在承受规定荷重1分钟后，各内芯线不会断线。
6、护套表面的绝缘电阻
干净的护套线，相距半英寸的两个铜箔电极之间施加500V DC电压1分钟，其绝缘电阻应保持大于100M。
p99p09 --- 2012-09-04 12:17:54
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