美標聚氯乙烯單芯絕緣電子線依據(jù)IS 694檢測適用性分析-以AWM1007為例

鄭詩瑤 王星龍 邵文華 黃天岐 壽劍超 劉 彪

（1.嘉興威凱檢測技術(shù)有限公司 嘉興 314000；2.浙江欣立電器科技有限公司 杭州 311401）

引言

隨著貿(mào)易擴大和生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)廠和制造商在電線電纜的生產(chǎn)和認證中，往往希望同時滿足多國認證需求，以減少工藝成本。筆者在認證及檢測從業(yè)過程中遇到有客戶咨詢UL 電子線進行印度ISI 認證的需求。目前印度認證因流程繁瑣、費用昂貴、周期漫長等仍屬于小眾認證項目，而認證的前提是電子線是否能依據(jù)印度標準進行檢測。本文以AWM1007 為研究對象，從檢測角度分析美標電子線中聚氯乙烯單芯絕緣線依據(jù)IS 694 檢測的適用性。

1 IS 694 標準簡介

目前該標準最新版本為IS 694：2010+Amendment No.4，2020，也是第四次修訂版。該版本的Amendment No.3，2015 將標準適用電線電纜最高額定電壓改為了1 100 V，而Amendment No.4，2020 又修訂了額定電壓450/750 V 及以下聚氯乙烯電纜的說法，與IEC 標準相協(xié)調(diào)。除了對標準結(jié)構(gòu)的完善和產(chǎn)品范圍的擴展外，也增加了對于耐熱線纜、阻燃線纜和低煙無鹵線纜的要求。該標準適用于額定電壓為450/750 V 及以下聚氯乙烯絕緣和護套（如有）單芯或多芯電線電纜，其中導體要符合硬導體或軟退火裸銅/鍍錫銅導體或鋁導體，且導體運行溫度不超過70 ℃或85 ℃。標準共分為三部分，其中第一部分是一般要求；第二部分是單芯線的要求；第三部分為護套線要求。

2 AWM1007 依據(jù)IS 694 檢測

根據(jù)IS 694 標準，如進行線纜認證，要求進行的型式試驗項目包括導體相關試驗、外形尺寸和絕緣厚度、絕緣物理性能試驗、成品線纜試驗。

同時，基于預期使用環(huán)境，標準包含了以下類別的電線電纜，并有相應的代碼，見表1。

表1 IS 694 電線電纜類別

2.1 AWM1007 結(jié)構(gòu)和材料

AWM1007 為聚氯乙烯絕緣單芯線，其額定溫度為80 ℃，額定電壓為300 Vac，可選60 ℃或80 ℃耐油等級。導體可為實心或絞合，一般使用裸銅或鍍錫銅，尺寸范圍為（32 ～16）AWG（約（0.032 4 ～1.31）mm2）。絕緣材料為擠出PVC，厚度為平均最小厚度15 mils（約0.38 mm）任意點最小厚度13 mils（約0.33 mm）。使用環(huán)境為電器內(nèi)部連接線。

因此，AWM1007 根據(jù)安裝環(huán)境適用的類別為01，而考慮到一般電子線會滿足VW-1 單根垂直燃燒要求，所用絕緣料具有一定的阻燃性能，因此在后面根據(jù)試驗項目分析時會考慮能否同時滿足FR 類別的標準要求。

2.2 導體相關試驗

根據(jù)01 和FR 類別，使用裸銅或鍍錫銅導體的線應進行退火試驗(僅焊接線導體）、導體電阻試驗和過硫酸鹽試驗（僅針對鍍錫銅導體）。

因美標AWG 與公制單位的差異，很難直接相互對應常用導體尺寸。在UL758 中，提供了AWG 與公制mm2的對應數(shù)值，以及授權(quán)自IEC 的公制導體尺寸所對應的最大導體直流電阻要求（來源IEC 60228，也是IS 8130編制時的參考標準）。而在認證時，導體截面積為標稱數(shù)值，實際通過導體的結(jié)構(gòu)和測量直流電阻來考核是否滿足要求。首先根據(jù)IS 8130，試樣的導體可以滿足1 類、2 類和5 類導體的結(jié)構(gòu)，因此導體電阻數(shù)值要求也要依照實心裸銅或鍍錫銅、絞合裸銅或鍍錫銅來進行分別判定。以AWM1007 20AWG 為例，其規(guī)定最小導體截面積約0.509 mm2，與公制0.5 mm2基本一致，可以直接比較。表2 是基于20AWG 的幾組實測數(shù)據(jù)。由此可見，試樣的導體電阻能夠同時滿足美標和IS 標準。

表2 AWM1007 20AWG 導體電阻（20 ℃）測試數(shù)據(jù)

如果導體使用鍍錫銅，則要進行過硫酸鹽試驗的方法B，來確定導體錫涂層的連續(xù)性。該項目主要與進料的銅絲質(zhì)量有關，因此在此不進行分析。

AWM1007 實質(zhì)上只是提供線型的設計參考，導體尺寸可以調(diào)整至常見公制單位，并非強制根據(jù)AWG 進行生產(chǎn)。一般為了認證應滿足相應標準的導體尺寸，待授權(quán)后相近的尺寸在滿足導體電阻和導體結(jié)構(gòu)的前提下可進行協(xié)調(diào)生產(chǎn)和印字。

2.3 外形尺寸和絕緣厚度

根據(jù)IS 標準第二部分，以及AWM1007 的結(jié)構(gòu)要求，試樣可描述為一般用途硬導體（1 類或2 類）或軟導體單芯無護套電線。根據(jù)兩種導體，標準中表3 和表4 規(guī)定了標稱絕緣厚度和最大外徑要求。而UL758 中并沒有對每種導體截面積規(guī)定相應的絕緣厚度，也不需要考核外徑大小。另外，兩個標準對于厚度的測量方法不同，因此在選擇要認證時，應注意不同導體截面積對應的絕緣厚度和外徑要求。

表3 絕緣材料物理性能試驗對比

2.4 絕緣物理性能試驗

單芯線用于固定安裝，因此AWM1007 絕緣材料為Type A。根據(jù)01 類別，要求進行的絕緣相關性能試驗包括伸長率和拉伸強度、熱失重、熱老化、熱收縮、熱沖擊、熱變形、熱穩(wěn)定、低溫彎曲、低溫沖擊（僅試樣直徑＞12.5 mm）、燃燒，同時FR 類別還要對所用的絕緣料進行氧指數(shù)和溫度指數(shù)試驗以確定阻燃料的性能。

印度標準中絕緣材料要符合IS 5831 相關的試驗要求，采用IS 10810 相應項目試驗方法。兩個標準針對以上項目的試驗要求和合格條件如表3。

對比兩個標準，大部分試驗類似，且市場上能夠符合多國標準的PVC 料已經(jīng)較為普遍。在確保線纜工藝的前提下，應選擇符合要求的認證料，并可以在送樣前進行預檢。

2.5 成品線纜試驗

成品線纜應進行耐壓試驗（浸水）、耐壓試驗（室溫）、絕緣電阻、燃燒試驗。其中浸水耐壓需要將單芯線浸在60 ℃的水中至少24 h，然后在導體和水之間施加3 kV（rms）電壓，并在10 s 內(nèi)升至6 kV（rms）后持續(xù)5 min，絕緣不得被擊穿。通過交流耐壓試驗后馬上在同樣的水溫環(huán)境下進行直流耐壓，即通過銅電極將導體連接至直流電源負極，連接水至正極。試樣需經(jīng)受1.2 kV直流電壓240 h 不得被擊穿。室溫打耐壓需要將單芯線先浸泡在常溫水中1 h 后打3 kV 交流電壓或7.2 kV 直流電壓5 min 不被擊穿。以上兩種耐壓方式與UL758 的方法都有所不同，然而，在選擇優(yōu)質(zhì)的絕緣料并不存在生產(chǎn)缺陷、正常導體導通連續(xù)情況下，一般測試都能夠通過。日常生產(chǎn)測試中也會采用100 %產(chǎn)線火花測試。IS 694中規(guī)定的成品燃燒試驗為單根垂直燃燒，要求在移開火焰后余燃時間不超過60 s，并且底部至上夾具中未燒焦部分至少達到50 mm。UL758中需經(jīng)受VW-1和水平燃燒，要求高于印標。制造商需要選擇合適的絕緣料，并注意平衡物理性能和阻燃性能。

3 結(jié)語

由于IS 694 標準并不是規(guī)定具體的線型代碼，而是對產(chǎn)品的描述信息，根據(jù)印標試驗項目分析，以AWM1007 為代表的美標聚氯乙烯單芯絕緣線進行IS 694測試是可行的。制造商在生產(chǎn)同時滿足兩個標準的樣品時，應該充分考慮單位換算與差異測試、選擇合適的認證料并控制生產(chǎn)工藝。