關(guān)于對(duì)電線制樣方法的影響分析

江朝軍 勵(lì)華東 張中芳 李 彥 吳 澤

（公牛集團(tuán)股份有限公司 慈溪 315314）

引言

電線電纜是用于傳輸信息、實(shí)現(xiàn)電磁能轉(zhuǎn)換的產(chǎn)品。廣義上，電線電纜可以簡(jiǎn)稱為電纜，而狹義上的電纜指的是絕緣電纜，其定義為由一根或者多根絕緣的線芯導(dǎo)體以及外部的保護(hù)層組成的集合體。此外，電纜還可能包含附加的未被絕緣的導(dǎo)體。電線電纜的主要組成部分包括導(dǎo)體和絕緣材料等。其中，絕緣材料的作用是將導(dǎo)體與大地以及不同相的導(dǎo)體之間進(jìn)行電氣隔離，確保電能的安全輸送。因此，絕緣材料在電線電纜的結(jié)構(gòu)中起著不可或缺的作用。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 5023.1-2008，此份標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了一系列的檢驗(yàn)項(xiàng)目，主要包括絕緣非電性試驗(yàn)以及電性能測(cè)試。電線的絕緣非電性試驗(yàn)，最具代表性的為“抗張強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率”，此測(cè)試項(xiàng)目的結(jié)果，直接決定了電線的絕緣性能是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求；在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2951里面有規(guī)定電線試樣的制取及處理，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電線需制作成啞鈴形狀，且試樣需經(jīng)過削片機(jī)進(jìn)行磨平或削平處理，試樣厚度應(yīng)不小于 0.8 mm，不大于2.0 mm，如果不能獲得 0.8 mm 厚度，允許最小厚度為0.6 mm。實(shí)際情況是，許多機(jī)構(gòu)在進(jìn)行試樣制備的時(shí)候，未對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行磨平或削平，或者進(jìn)行磨平的最終效果，達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求等等，最終導(dǎo)致實(shí)際測(cè)試的結(jié)果與真實(shí)結(jié)果有較大的偏差；基于這些狀況，我們對(duì)這些現(xiàn)象進(jìn)行檢測(cè)，來保證測(cè)試的真實(shí)有效性，以避免因其他因素的影響，產(chǎn)生不必要的麻煩。

1 試驗(yàn)解析

在GB/T5023.1中主要從兩個(gè)方面對(duì)電線進(jìn)行了安全和性能方面的檢測(cè)，分別為機(jī)械性能和電性能的驗(yàn)證。

機(jī)械性能中，最主要的一項(xiàng)測(cè)試：抗張強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率；抗張強(qiáng)度是至電線在受到拉力時(shí)能承受的最大力量，它是衡量電線抗拉能力的重要指標(biāo)。伸長(zhǎng)率是指電線在收到拉力時(shí)能夠發(fā)生的變形程度，它是衡量電線的可塑性和延展性的指標(biāo)；絕緣材料：本方法是在電纜制成時(shí)條件下（即未經(jīng)老化處理的），如果需要也可以按有關(guān)電纜產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的一種或幾種加速老化處理后，測(cè)定電纜絕緣材料(不包括半導(dǎo)電層)的抗張強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。

取樣：從每個(gè)被試絕緣線芯試樣(或每個(gè)被取絕緣線芯的絕緣試樣)上切取足夠長(zhǎng)的樣段，供制取老化前機(jī)械性能試驗(yàn)用試件至少 5 個(gè)和供要求進(jìn)各種老化用試件各至少 5 個(gè)。應(yīng)注意制備每個(gè)試件的取樣長(zhǎng)度要求100 mm。

盡可能使用啞鈴試件。將絕緣線芯軸向切開,抽出導(dǎo)體,從絕緣試樣上制取啞鈴試件。絕緣內(nèi)、外兩側(cè)若有半導(dǎo)電層，應(yīng)用機(jī)械方法去除而不應(yīng)使用溶劑。每一絕緣試樣應(yīng)切成適當(dāng)長(zhǎng)度的試條,在試條上標(biāo)上記號(hào)，以識(shí)別取自哪個(gè)試樣及其在試樣上彼此相關(guān)的位置。

絕緣試條應(yīng)磨平或削平,使標(biāo)記線之間具有平行的表面。磨平時(shí)應(yīng)注意避免過熱,削片機(jī)的實(shí)例參見附錄 A。

對(duì) PE 和 PP 只能削平而不能磨平。磨平或削平后，包括毛刺的去除，試條厚度應(yīng)不小于 0.8 mm，不大于2.0 mm，如果不能得 0.8 mm 的厚度，允許最小厚度為 0.6 mm。

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為了增加試驗(yàn)的可靠性,本次驗(yàn)證規(guī)定，在相同的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，相同的操作人員,并且使用相同的測(cè)試方法，在相同的設(shè)備上對(duì)試樣進(jìn)行試驗(yàn)，以上為本次驗(yàn)證的相同點(diǎn)。

試驗(yàn)樣品采用不同規(guī)格（分別為 0.75 mm2、1.0 mm2、1.5 mm2）的兩芯圓線；同一規(guī)格電線，需要進(jìn)行兩種模式處理（磨平和未磨平），以上是本次驗(yàn)證的唯一不同點(diǎn)，即 X 因素。

試樣制備：首先按照 GB/T 2951.11 第 9 章進(jìn)行取樣以及制樣，制樣完成后，用測(cè)厚儀或者投影儀量取試樣的最薄點(diǎn)的厚度，從而計(jì)算出試樣的截面積。

試樣的兩種處理方式：①未磨平的試樣，可以是不經(jīng)過削片機(jī)或者磨片機(jī)處理的，也可以是經(jīng)過削片機(jī)或者磨片機(jī)處理，但是實(shí)際有效表面未平整（有凸印或者凹印等），如圖 1 所示；②磨平的試樣，經(jīng)過削片機(jī)或者磨片機(jī)進(jìn)行處理過的試樣，試樣有效表面部分是完全平整的，如圖2 所示。

圖1 未磨平的試樣

圖2 磨平的試樣

圖4 1.0 mm2兩芯圓線

圖5 1.5 mm2兩芯圓線

圖6 設(shè)備整體外形

圖7 操作界面

實(shí)際從以下三個(gè)試驗(yàn)加以論證：

試驗(yàn)1：0.75 mm2兩芯圓線抗張強(qiáng)度的對(duì)比

由同一個(gè)操作員，在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，環(huán)境溫度24 ℃，濕度45 %RH 下；不同的是電線制樣一個(gè)未磨平，截面積平均值為3.844 mm2，另一個(gè)經(jīng)過削片機(jī)磨平處理，截面積平均值為2.688 mm2。

在同一拉力試驗(yàn)機(jī)下進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果未磨平電線試樣抗拉強(qiáng)度平均值為9.57 N/mm2，經(jīng)過削片機(jī)磨平處理的電線試樣抗拉強(qiáng)度平均值為10.35 N/mm2。這一現(xiàn)象表明經(jīng)過磨平處理后的試樣，電線的抗拉強(qiáng)度提升了約8 %。

試驗(yàn) 2：1.0 mm2兩芯圓線抗張強(qiáng)度的對(duì)比

由同一個(gè)操作員，在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，環(huán)境溫度24 ℃，濕度45 %RH 下；不同的是電線制樣一個(gè)未磨平，截面積平均值為3.752 mm2，另一個(gè)經(jīng)過削片機(jī)磨平處理，截面積平均值為2.976 mm2。

在同一拉力試驗(yàn)機(jī)下進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果未磨平電線試樣抗拉強(qiáng)度平均值為10.94 N/mm2，經(jīng)過削片機(jī)磨平處理的電線試樣抗拉強(qiáng)度平均值為11.23 N/mm2。這一現(xiàn)象表明經(jīng)過磨平處理后的試樣，電線的抗拉強(qiáng)度提升了約3 %。

試驗(yàn) 3：1.5 mm2兩芯圓線抗張強(qiáng)度的對(duì)比

由同一個(gè)操作員，在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，環(huán)境溫度24 ℃，濕度45 %RH 下；不同的是電線制樣一個(gè)未磨平，截面積平均值為4.544 mm2，另一個(gè)經(jīng)過削片機(jī)磨平處理，截面積平均值為3.492 mm2。

在同一拉力試驗(yàn)機(jī)下進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果未磨平電線試樣抗拉強(qiáng)度平均值為9.98 N/mm2，經(jīng)過削片機(jī)磨平處理的電線試樣抗拉強(qiáng)度平均值為10.59 N/mm2。這一現(xiàn)象表明經(jīng)過磨平處理后的試樣，電線的抗拉強(qiáng)度提升了約6 %。

4 試驗(yàn)設(shè)備

設(shè)備由拉力機(jī)和電腦組成、拉力范圍（0～500）N，精度±1 %，采用先進(jìn)的伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，可以設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)（試驗(yàn)方式、速度、位移等）。

5 結(jié)論

經(jīng)過以上試驗(yàn)論證，電線試樣在相同的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，由相同的測(cè)試人員使用相同的測(cè)試方法在相同的設(shè)備上進(jìn)行抗張強(qiáng)度試驗(yàn)，相同規(guī)格的試樣在經(jīng)過磨平處理后，相應(yīng)的測(cè)試結(jié)果至少提升 3 %以上；在對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有爭(zhēng)議的情況下，需要對(duì)電線樣品進(jìn)行磨平處理，確保測(cè)試的真實(shí)有效性。