一文带您了解电线电缆耐高温等级标准知识

在电线电缆的设计、材料选择、生产、销售过程中，经常遇到90℃.105℃.125℃.150℃等温度参数。这些参数在行业中的流行名称被称为耐温等级参数，那么这些参数是如何产生的呢？为什么具有相同90℃耐温等级的材料的老化温度不同？老化温度和耐温等级之间的关系是什么？如何定义绝缘导体的长期最高工作温度？温度指数是什么？材料的额定温度是什么？硅烷交联材料能达到125℃的耐温等级吗？

要回答以上问题，首先要了解标准体系，因为不同的标准体系对耐温等级有不同的定义。我们常见的标准体系主要包括国家标准(和行业标准)、UL标准、EN/IEC标准等。

由于国家标准和行业标准的编制，很多内容都是参考和借鉴国际标准，让我们来看看UL标准或EN/IEC标准对耐温等级的规定。

UL标准

UL标准中常见的耐温等级为60℃.70℃.80℃.90℃.105℃.125℃和150℃。这些耐温等级是怎么来的？是导体的长期工作温度吗？事实上，这些所谓的耐温等级在UL标准中被称为额定温度。它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根据公式1.1确定的(见UL2556-2007中4.3章材料的长期老化部分)。具体过程是假设材料的耐温等级，如105℃，然后根据公式1.1计算烘箱的试验温度112℃，将样品放置在90天。120天和150天，获取样品的伸长率变化率和老化天数，然后通过最小二乘法计算老化天数和断裂伸长率之间的线性关系，然后根据这种线性关系计算烘箱温度(112℃)下300天的样品断裂伸长率。

如果断裂伸长率的变化率小于50%，则认为该材料可以达到假设的额定温度。如果断裂伸长率的变化率大于50%，则认为该材料的额定温度不能达到假设的额定温度，因此需要重新假设额定温度并继续上述试验。

由此可见，在UL标准系统中，如果采用反向推法，可以认为某种材料在某个温度A℃下老化300天，其伸长率变化率不超过50%，然后将温度A减去5.463，再除以1.02获得温度B℃，即可确定该材料能达到温度B℃的额定温度。

这种额定温度绝不是绝缘层允许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这个工作温度下的寿命，至少应该按年计算。例如，在光伏电缆标准EN50618中，电缆的寿命设计为25年，UL标准中的额定温度通常高于导体的长期最高工作温度。

短期老化温度

材料的短期老化温度，即标准中最常见的7天。10天，如105℃材料，老化条件为136℃×7天。这与额定温度有什么关系？在UL标准中，短期老化温度取决于材料的长期使用经验，但也总结了一些方法来确认。例如，在UL2556-2007标准4.3.5.6章和附录D中确定材料的短期老化温度。首先，根据表1-1选择额定温度。老化温度和老化时间。

如果根据上述条件测试的材料老化后的伸长率变化率大于50%，则认定该材料可根据此条件确定老化温度。如果伸长率变化率大于50%，则材料的额定温度和短期老化温度应降低一个等级。

此外，在UL758-2010的第14章中，还总结了确定短期老化温度的简单公式。如1.2:

EN/IEC标准

在EN/IEC标准中，额定温度(ratingtemperature)很少在UL标准中看到，而不是导体的长期工作温度(operatemperature)或温度指数。那么这两个温度有什么区别呢？

事实上，在EN/IEC标准系统中，电缆的耐温等级主要根据EN60216或IEC60216进行评估。本标准主要评价绝缘材料的热寿命。评价方法是在不同温度下对材料进行老化试验，以断裂伸长率的变化率为50%为老化终点，得出不同温度下材料的老化天数。然后通过线性回归对老化天数和老化温度进行线性处理，得到线性关系曲线。然后根据电缆的使用寿命确定最高工作温度，或根据长期工作温度确定电缆的使用寿命。

温度指数是指绝缘材料在热老化2万H后断裂伸长率变化率为50%时对应的温度。以光伏电缆标准EN50618:2014为例，其电缆设计寿命为25年，长期工作温度为90℃，温度指数为120℃。上述线性关系也推导了绝缘材料的短期老化温度

因此，EN50618:2014绝缘材料的老化温度为150℃。该老化温度非常接近UL标准系列125℃材料的老化温度。

通过以上分析不难看出，由于电缆的设计寿命不同，同一导体的长期工作温度可能需要不同的老化温度。在相同的长期工作温度下，电缆设计寿命越短，绝缘材料的短期老化温度越低。

例如，IEC60502-1:2004中要求的XLPE绝缘材料的长期最高工作温度为90℃，而该材料的老化温度为135℃。这里的135℃非常接近UL标准中额定温度为105℃的136℃，但与EN50618:2014中绝缘的老化温度相差很大，EN50618:2014中的最高工作温度相同。虽然电缆的设计寿命没有在60502-1:2004中找到，但两种电缆的设计寿命必须不同。

国家标准和行业标准

在编制我国国家标准和行业标准的过程中，很多内容都是参考和借鉴UL标准或EN/IEC标准。然而，作者认为一些表达是不准确的，因为它们是多方面的参考。例如，在GB/T32129-2015.JB/T10436-2004.JB/T10491.1-2004中，材料和电线的耐温等级为90℃.105℃.125℃和150℃，这显然借鉴了UL的标准体系。然而，耐热性的表达是导体长期最高工作温度的允许表达。这种耐热性的表达明显指IEC标准体系。

在IEC标准体系中，导体的长期最高工作温度应与电缆的设计寿命有关，但在这些国家标准和行业标准中，根本没有电缆寿命的表达。因此，适用的电缆导体长期允许最高工作温度为90℃.105℃.125℃和150℃的表达有待讨论。

那么硅烷交联XLPE能达到125℃的耐温水平吗？更严格的答案应该是，硅烷交联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，明确规定了材料的化学成分。XLPE导体的长期最高工作是否能达到125℃，与电缆的设计寿命和使用场合有关。目前，还没有找到相关的数据系统来评估该材料的寿命。通过短期老化，可以推测，如果电缆的设计寿命为25年，允许导体的长期最高温度肯定会大于90℃。

在IEC标准中，传统的电力电缆。建筑线路甚至太阳能电缆的设计导体长期最高工作温度不超过90℃，但并不意味着该电缆材料允许的长期最高工作温度不超过90℃。不能说辐照交联材料可以达到125℃的耐温水平，而硅烷交联材料不能达到125℃的耐温水平，这是不合理的。

简而言之，材料是否能达到一定的温度水平，不能简单地回答是否，而是结合材料耐温水平的评价方法或电缆的设计寿命，不能混合几个标准系统。