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〔纯干货〕电气装备用电线电缆选用要求

电缆艺术家2019-01-11 06:29:35


干货
    电气装备用电线电缆选用要求   

1 范围

本标准规定了额定电压450V/750V及以下聚氯乙烯 (及其他材料) 绝缘、护套电线电缆的选用要求。

本标准试用于线缆设计时的材料选用。

规范性引用文件

GB/T 2681-1981  电工成套装置中的导线颜色

GB 4943-2001  信息技术设备的安全(eqv IEC 60950:1999)

GB 5023.1~5023.7-1997  额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆(idt IEC 227-1:1993)

GB 7947-1997  导体的颜色或数字标识(idt IEC 446:1989)

                                                                                        


术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

氧指数

指在规定的条件下,试样在氧、氮混合气体流中,维持稳定燃烧所需要的最低氧含量,是评价材料燃烧性能的一种方法。

2 电线电缆的基本特性

2.1 电性能

导电性能:导电线芯的电阻(导线的直流电阻)、载流量。

电绝缘性能:绝缘电阻、耐电压特性等。

2.2 力学特性

指抗拉强度、伸长率、弯曲性、弹性、柔软性、耐振动性、耐磨性以及耐冲击性等。

2.3 热性能

指产品的耐热等级、工作温度、电缆的发热和散热特性、载流短路和过载能力、合成材料的热变形和耐热冲击性、材料的热膨胀性及浸渍或涂层材料的滴落性能等。

2.4 腐蚀和耐气候性能

指耐电化腐蚀、耐生物和细菌侵蚀、耐化学药品(油、酸、碱、化学溶剂等)侵蚀、耐盐雾、耐日光、耐寒、防霉及防潮性能等。

2.5 老化性能

指在机械(力)应力、电应力、热应力以及其他各种外加因素的作用下,或外界气候条件下,产品及其组成材料保持其原有性能的能力。

2.6 其他性能

包括材料的特性(如金属材料的硬度、蠕变、高分子材料的相容性)以及产品的某些特殊使用特性(如阻燃等)。

                                                                                        


3 电线电缆的选用

3.1电线电缆选用的要求

3.1.1 选择时应充分了解电线电缆的品种规格、结构与性能特点,以保证产品的使用性能和延长使用寿命。电气装备用电线电缆有耐高温的、有耐寒的、有不同柔软度的,还有具有屏蔽性能的,必须根据使用条件合理地选择。

3.1.2 电线电缆的选择还应与连接器的使用、整机合理布线设计结合起来考虑,在电线电缆线路布线设计中,应尽量避免各种外来的破坏与干扰的因素(机械、热、雷、电等因素)或采取相应的防护措施。对于敷设中的距离、位差、固定的方式和间距,接头连接器的形式和性能、配置方式、与其他线路设备的配合等等,都必须认真周密研究,正确地设计,以保证电线电缆的可靠使用。

3.2 电线电缆的选择要素

选取线缆时必须根据线缆的性能和使用条件,确定线缆的要素,按要素来选用线缆。一般用途电缆,必须考虑表1所列的要素。


表1 电气装备用电线电缆的要素

序号

要素名称

说明

举例

1

电缆颜色

黑、黄绿等

2

承受最大电流(载流量)

A

15A

3

导体截面或线规

25 mm2、24AWG等

14AWG

4

耐压水平

1000V

600V

5

环境工作温度

105℃

6

类型

BVR、UL等

UL1015

7

导体直流电阻

Ω/Km

9.46

8

阻燃要求

氧指数

28

9

安规认证

如:UL

UL

10

附加说明

双层护套、多芯等等



3.3 电线电缆几个主要要素选择要求

3.3.1 电线电缆颜色的选用要求

3.3.1.1 机柜内电线电缆选用要求

除工程或外接用(从机器内接往外部设备)导线外,所有产品内部导线只使用黑色和黄绿色两种颜色,其中可用黑色加彩色热缩套管或者根据产品使用增加标签标识等表示安装要求,黄绿色线只用于接保护地,其用法如表2所示。对于六芯电源线等在不同的信号间有短接关系的线缆组件,彩色热缩套管的选用请按照主要信号要求来选择,与短接线无关。

                                                                                        


表2 机柜内部导线套彩色套管用法

信号

导线

套管颜色

信号

导线

套管颜色

+5V

+12V

-5V

-12V

-48V(-48VIN)

-48V地(-48VGND)

保护地(PE)

黄/绿

黄/绿

工作地(GND)

注1:根据GB7947-1997  idtIEC446:1989“导体的颜色或数字标识”等标准,保护导体应用黄/绿双色标识。黄/绿双色只用于保护导体的识别,不用作其他目的。故规定保护地采用黄/绿线;

注2:根据GB2681-81标准规定:棕色线用作直流电路的正极,蓝色是用作直流电路的负极。为压缩品种,我们规定取消棕色线,以红色线代,以红色线表示正电位线,以蓝色表示负电位。

注3:标准规定淡蓝色用于标识中性导体或中间导体;在没有中性导体或中间导体的情况下,多芯电缆中的淡蓝色也可用作除保护导体外的其他导体的标识。为压缩品种,我们规定不用淡蓝色线,以黑色线代替,表示接地线。

注4:当难以分辨线缆端头信号或极性时,必须在线缆组件的两端加(彩色)热缩套管进行标识。


3.3.1.2 工程或外接线缆选用要求

工程或外接线缆可使用红、蓝、黑、黄绿四种颜色。

a)       电力电缆颜色按国家标准选用

多芯电缆绝缘线芯采用不同颜色标志,应符合下列规定(GB5013.1、GB5023.1):

3芯电缆        黄/绿色、浅蓝色、棕色,或是浅蓝色、黑色、棕色;

4芯电缆        黄/绿色、浅蓝色、黑色、棕色,或是浅蓝色、黑色、棕色、黑色或棕色;

其中颜色红、黄、绿用于主线芯,浅蓝用于中性线。

b)       机柜外布线

直流电路        正极         红色

负极         蓝色

接地(PE)     黑色

单相交流        相线 (L)     红色

中线(N)    蓝色

接地 (PE)    黑线

三相交流        A、B、C相  (L1、L2、L3)    红色(见注)

零线 (N)                 蓝色

保护地 (PE)              黄/绿

注: 采用同一颜色红色做相线(保护地用黄绿线,中线、零线用蓝色),必须在电缆两端加颜色标识。颜色标识(如下)

A 相 (L1)                黄色热缩套管

B 相 (L2)                绿色热缩套管

C 相 (L3)                红色热缩套管

3.3.2 电源线的使用规格

电源线的选用按:10平方以下的导线使用RV规格,10平方(含10平方)以上的使用BVRZ和RV-Z规格。

3.3.3 载流量

3.3.3.1 单芯电线载流量

载流量的大小取决于产品最高允许工作温度,同时与通电的工作制度(如长期连续负荷、变负荷、间断负荷运行等)以及电线电缆的敷设方式、环境条件等有很大的关系。通常所说的载流量表示长期连续负荷运行情况下的允许工作电流,在其他情况下要进行相应的折算。

选用线缆时,应考虑线缆各部分损耗所产生的热量,并不会使电缆温度超过其最高允许温度。大多数情况下,线缆的传输容量是由它的最高允许温度确定的。线缆最高允许温度,主要取决于所用绝缘材料的热老化性能。如线缆的工作温度过高,绝缘材料会加速老化,线缆寿命大大缩短,如在最高允许温度下运行,电缆能够长期(30年以上)安全工作。

                                                                                        


表3、表4列出BV、BVR、RV、RVV等型号电缆在一定条件下(导体最高允许工作温度:70℃,环境温度:30℃的载流量。)


表3 BV、BVR型单芯电线单根敷设长期连续负荷允许载流量

导体截面(mm2)

0.75

1.0

1.5

2.5

4

6

10

16

25

35

50

70

95

120

150

185

载流量A

15

18

23

31

42

54

78

105

140

175

225

275

340

365

425

490

注:表3摘自《电线电缆手册》 第1卷   第815 页  表5-2-195 BV、BVR型单芯电缆单根敷设载流量


表4  RV、RVV、RVB型塑料软线和护套单根敷设载流量

导体截面(mm2)

长期连续负荷允许载流量A

0.3

0.4

0.5

0.75

1.0

1.5

2.5

4

6

10

16

25

35

50

70

一芯

8

10

12

14

17

22

29

40

51

74

100

135

165

215

260

二芯

6

8

9

11

13

17

24

三芯

4

5

7

8

10

11

18

注:表4 摘自《电线电缆手册》第1卷  第815 页  表5-2-196 RV、RVV、RVB、RVS型塑料软线和护套单根敷设载流量。


3.3.3.2 载流量校正系数η

线缆的最大允许载流量还需要根据布线情况(单根或成束)、重要程度以及实际环境乘以一个校正系数η(η≤1)。

a)环境温度校正系数

表5 环境温度变化时载流量校正系数见表5。

表5 环境温度变化时载流量校正系数η


导体工作温度℃

空气环境温度℃

5

10

15

20

25

30

35

40

45

65

1.35

1.29

1.22

1.15

1.08

1.0

0.91

0.82

0.72

70

1.32

1.26

1.20

1.13

1.07

1.0

0.92

0.84

0.76

80

1.26

1.21

1.16

1.11

1.05

1.0

0.94

0.87

0.80

90

1.22

1.18

1.13

1.09

1.04

1.0

0.95

0.90

0.84

105

1.15

1.13

1.10

1.06

1.03

1.0

0.97

0.93

0.89


注1:表5 摘自《电线电缆手册》 第1卷   第817 页  表5-2-203

注2:环境温度指当地最高月平均温度。

2) 电线多根并列敷设时的载流量校正系数

并列敷设时的载流量校正系数见表6。

                                                                                        


表6 并列敷设时的载流量校正系数


中心距

根数及排列方式

1根

单根

2根

水平

排列

3根

水平

排列

4根

水平

排列

5根

水平

排列

4根

二排正方形排列

6根

二排方长形排列

S=d

1.0

0.9

0.85

0.82

0.80

0.80

0.75

S=2d

1.0

1.0

0.98

0.95

0.90

0.90

0.90

S=3d

1.0

1.0

1.0

0.98

0.96

1.0

0.96


注:表6摘自《电线电缆手册》 第1卷  第817页  表5-2-204


根据GB 4943-2001《信息技术设备的安全》3.2.5电源软线,连到交流电网电源上的电源软线,其导线截面积应不小于表7的规定值。


表 7 导线的额定电流与规格


额定电流(A)

最小导线尺寸

标称截面积           mm2

AWG或kcmil[截面积mm2]  (见注)

≤6

>6~≤10

>10~≤13

>13~≤16

>16~≤25

>25~≤32

>32~≤40

>40~≤63

>63~≤80

>80~≤100

>100~≤125

>125~≤160

>160~≤190

>190~≤230

>230~≤260

>260~≤300

>300~≤340

>340~≤400

>400~≤460

0.751)

(0.75)2)     1.00

(1.0)3)         1.25

(1.0)3)      1.5

2.5

4

6

10

16

25

35

50

70

95

120

150

185

240

300

18      [0.8]

16      [1.3]

16      1.3]

14 [2]

12 [3]

10 [5]

8 [8]

6 [13]

4 [21]

2 [33]

1 [42]

0 [53]

000 [85]

0000 [107]

250kcmil[126]

300kcmil[152]

400 kcmil[202]

500 kcmil[253]

600 kcmil[304]


注1:对额定电流小于3A,如果软线的长度不超过2m,允许标称截面积为 0.5 mm2

注2:如果软线的长度不超过2m,则括号中的数值适用于装有符合GB17465(C13、C15、C15AT C17型)规定的额定值为10A的连接器的可拆卸电源软线。

注3:如果软线的长度不超过2m,则括号中的数值适用于装有符合GB17465(C19、C21和C23型)规定的额定值为16A的连接器的可拆卸电源软线。

注4:所提供的AWG和Kciml尺寸仅供参考,括号中的相关截面积仅给出经圆整的有效数。AWG是美国线规,术语“Kciml”系指圆密耳。1个圆密耳等于直径为1密耳的圆面积。

                                                                                        



3.3.4 线缆的机械及耐环境特性

3.3.4.1 使用环境温度

橡塑护套线缆的机械及耐环境特性如表8所示,供线缆选型时参考。附录A是我国平均气温情况一览表。


表8 常用橡塑护套线缆特性一览表


特性

名称

橡皮护套

聚氯乙烯护套

聚乙烯护 套

聚酰胺护 套

聚四氟乙烯护 套

一般

氯丁




柔软

硬质

机械强度

耐磨性

柔软性

弹性

耐寒性

耐热性

阻燃性

耐药性

耐油性

透过性

耐气候性

防生物性


注1:橡塑护套性能与材料配方及加工工艺密切相关,每一性能又可能有许具体项目,此表仅可作为一般参考。有关橡胶和塑料的复合物或二元及二元以上的共聚物,在某些性能上有较大的提高,但作为电缆护套应用还比较少,未予列入。

注2:摘自《电线电缆手册》第一卷  第1046页。


                                                                                       



目前国内有一些较好温度特性的电缆,如:

a)橡胶绝缘类电缆:

野外用橡皮绝缘电缆 WYJHDP  线芯长期工作温度不超过-45~50℃。

野外用移动式橡皮绝缘电缆 WYJHQ  使用环境为-45~50℃。线芯长期允许工作温度不超过65℃。

野外用橡皮绝缘耐寒电缆 YHD  使用环境为-50~50℃。 线芯长期允许工作温度不超过65℃。

b)氟塑料绝缘类电缆:

氟-46绝缘安装线AF-200  使用环境为-60~200℃。

铜芯户外进户聚氯乙烯绝缘电线BVW(NC-BV),敷设温度不低于-20℃。

镀银铜芯聚四氟乙烯绝缘电线电缆FF4-2 、FF4H3-2等 用于固定敷衍设,使用额定电压为600V;额定温度为200℃;最低使用环境为-65℃。

镀银铜芯聚全氟乙丙烯绝缘电线电缆  如FF46-2、FF46P21H6-2等,使用额定电压为600V;额定温度为200℃;最低使用环境为-65℃。

c)聚乙烯类电缆

聚乙烯绝缘同轴射频电缆如SYV-75-1.5-1、SYV-75-2.5等使用温度-40~+65℃;额定电压为300V;安装敷设温度不低于-15℃。

聚乙烯绝缘及屏蔽电线 BV、BYR、BYR、BYP、BYVP(固定敷设使用)RY、RVP、RYVP(可移动使用)可在相对湿度为98%以下,使用温度为-40~+60℃。

d)聚氯乙烯类电缆

电信设备聚氯乙烯绝缘屏蔽安装电缆AVP-1、AVP-3   用于电信设备间的连接,使用环境温度为-40~70℃,安装温度不低于-15℃。

铜芯聚氯乙烯绝缘和护套电力电缆  VV 、VCY   最低工作温度为-40℃, 最高允许工作温度为70℃,电缆敷设时环境温度应不低于0℃。

3.3.4.2 线缆敷设环境低温要求

线缆敷设环境低温要求如表9所示。

表9 各种类型线缆的敷设温度

电缆类型

线缆结构

允许敷设温度(≥℃)

油浸纸绝缘电力电缆

充油电缆

-10

其他油纸电缆

0

橡胶绝缘电力电缆

橡胶或聚氯乙烯护套

-15

裸铅套

-20

铅护套钢带铠装

-7

塑料绝缘电力电缆


0

控制电缆

耐寒护套

-20

橡胶绝缘聚氯乙烯护套

-15

聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套

-10


3.3.5 阻燃性

线缆的阻燃性,国家标准GB 5023.1~5023.7-1997(idt IEC 227-1:1993)已作了明确的规定,使用聚氯乙烯护套材料本身具有阻燃性,如选聚氯乙烯护套材料的线缆就符合这个要求,一般不必作更高的要求。

3.4 电气装备用电线常用绝缘品种及使用场合

3.4.1 常用电线绝缘品种

常用电线绝缘品种见表10。


表10 常用电线绝缘品种

型号

产品名称

BV

铜芯聚氯乙烯绝缘电线

BVR

铜芯聚氯乙烯绝缘软电线

RV

铜芯聚氯乙烯绝缘软电线

AVR

铜芯聚氯乙烯绝缘安装软电线

AVR-105

铜芯耐热105℃聚氯乙烯绝缘安装软电线

UL1015

铜芯聚氯乙烯绝缘电线

AF-200

氟-46绝缘安装线


注: 型号中字母代表意义:

固定敷设用电缆(电线)                             B

连接用软电缆(软线)                               R

扁形(平型)                                       B

双绞型                                             S

屏蔽型                                             P

软结构                                             R

绝缘聚氯乙烯                                       V

护套聚氯乙烯                                       V

阻燃聚乙烯                                         VZ

3.4.2 常用电线的使用场合

AVR铜芯聚氯乙烯绝缘安装软电线,用于仪器仪表、电子设备等内部用软接线。RV铜芯聚氯乙烯绝缘连接软电线的特征是柔软、易弯曲、外径小、重量轻,易于布线,主要用于中轻型移动电器、仪器仪表、家用电器、动力照明等使用时要求柔软的场合。BV铜芯聚氯乙烯绝缘电线,比较硬,用于固定敷设用,BV与RV的区别在于芯线的粗细不同,BV芯线粗,电缆硬,机内布线较困难,机外布线没问题,而且好成形, 成本低。BVR铜芯聚氯乙烯绝缘软电线,属半硬,用于固定敷设时,要求敷设在柔软的场合。

对于高温场合,应采用高温线,如AF-200高温导线,耐温200℃,但十分昂贵,应尽可能少用。即使用,也要根据实际环境温度选用。尽量使用可以满足要求的耐温在80℃、90℃、105℃的导线。在低温环境下使用的电线电缆,要求在允许的最低环境温度和最小敷设的弯曲半径下安装时,电线电缆的绝缘层和护套层不开裂,并且在低温条件下长期运行时不受弯曲预应力作用或分子结构力的作用而开裂。对于移动或半移动使用的电线电缆,则要求在低温下能承受多次以较小的弯曲半径弯曲时的机械应力, 而绝缘层和护套层不被破坏,即要求线缆的绝缘和护套在低温条件下仍能保持一定的柔软性和弹性。对于有防电磁干扰要求的场合,还应采用屏蔽电线。

                                                                                        


附录A

(资料性附录)

我国各地平均气温情况



表A.1 我国各地平均气温情况              ℃

地区年平均气温1月份平均气温7月份平均气温
北京10~12-7~-425~27
天津13-6~-425~27
河北0~14-14~-217.5~27
山西4~14-16~-219~28
内蒙-1~10-23~—-1017~28
辽宁6-11-18~--516~24
吉林-3~7-20~-516~24
黑龙江-2~3-31~-1518-27
上海15.7327
江苏13~16-2~426~30
浙江13~192~827~30
安徽14~17皖北-1~2皖南0~327~28
福建17~22沿海10~13山区6--826~29
江西16~203~927~31
山东11~14-5~124~28
河南13~15

颖河、沙河以南0~2

颖河、沙河以北-2~0

27~28
湖北13~181~624~30
湖南15~18.53~827~30
广东198~2127~29
广西17~236~1625~29
海南22~2716~2126~29
重庆13~181~821~29(最高43.8)
四川16~18(西部6~12)

贵州10~201~1017~28
云南13~208~17北-411~29
西藏藏北0拉萨10~15
藏北不超过10藏东北10藏南15~20
新疆北-4~9南7~14北-20南-10北20南25
陕西9~16北7~12关中2~14南部14~16-11~3.521~28
甘肃4~14-14~311~27
宁夏5~10-10~-717~24
青海-5~8-8.2~-75~21
台湾221528