关于电线电缆导体“截面积”的理解

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关于电线电缆导体“截面积”的理解

电线电缆作为电能的传输体，实现电磁能的转换，应用范围十分广泛，属于量大面广的产品。在电力基础设施、工业厂房、道路交通、商业地产、机电设备等各个方面均需要使用。文章阐述了电气装备用电线电缆和电力电缆等导体标称截面积不作为考核项目，仅仅是指导生产和电气设计用的要求。论述作为电线电缆的导体是按产品标准或导体标准考核导体直流电阻值和导体单丝直径/根数。



标签：电线电缆 截面积 几何截面 电气有效截面 导体电阻

1 概述

目前，一些家电企业、商业地产、电力工程及建筑节能等方面标准简单地将标称值等同于标准值，使得实际满足产品标准的电线电缆，应用到交货和项目工程中反而被判不合格。特别是一些质量监督部门在进行电线电缆产品质量监督检验时，由于不熟悉有关标准要求，对截面积的测量方法存在一些误解，甚至做出错误的判定。如普通聚氯乙烯护套软线60227 IEC 53（RVV），标称截面积0.75mm2，实测截面积为0.71mm2，比标称截面积小0.04mm2，而被判为不合格，这引起生产企业的不满；另外，一些用户在验收产品时，也发现电缆实测截面积比标称截面积小，也向生产企业提出质疑，认为是不合格产品，拒绝收货。这一问题已导致有关部门、用户与生产企业之间的误解，给生产企业产品销售带来了不良的影响。



2 对导体“截面积”的理解

平时我们一直讲导体的标称截面是多少，而当导体直流电阻满足要求的时候，实际导体的截面积不一定与标称截面相符合，其实作为导线截面原则上金属导线给定的不是几何的，而是电气有效截面，它通过电阻测试而求得。所以应注意，截面值是国家和国际规范、型号缩写、表和相同额定值所给定的。由于各个导线种类的不同结构和加工影响，其直流电阻与单位长度电阻的额定截面和标准值中得出的值是不相符的。



在2008年由中国合格评定国家认可委员会（CNAS）组织的“电动工具产品安全检查（CNAS T0409）”能力验证工作，其中有一个项目就是：手电钻产品电源线截面积的测量。当时有11个检验机构采用数学几何法测量电源线截面积，结果判定错误，导致能力验证结果不满意，正确的测量方法就是通过电阻测试的方法。



3 电线电缆标准中对导体截面积的要求

电线电缆作为基础性元件产品，从产品类别来分，包括电力电缆，电气装备用电线，裸电线，绕组线和通信电缆与光缆等产品。






GB/T 3956-2008/IEC 60228：2004《电缆的导体》标准规定了标称截面积0.5mm2～2500mm2的电力电缆和软线用的导体。这里指的是电力电缆和电气装备用电线电缆。标准已明确说明标准截面积是确定导体特点尺寸的数值，但并不受直接测量影响，标准中导体的每个特定尺寸应符合最大电阻值的要求（见下表）。



在电气装备用电线电缆标准中，如GB/T5023-2008《额定电压450/750V 级以下聚氯乙烯绝缘电缆》中规定：软导体中单线的最大直径（除铜皮软线导体外）和硬导体中单线最少根数应符合GB/T 3956《电缆的导体》的要求，固定敷设电缆使用的导体应是圆形实心、圆形绞合或紧压圆形绞合导体；如JB/T8734-2012《额定电压450/750V 级以下聚氯乙烯绝缘电缆电线和软线》中规定：硬导体中单线的最少根数和软导体中单线的最大直径应符合GB/T3956的要求或JB/T8734.2～T8734.6-2012标准中规定。



在电力电缆标中，GB/T 12706-2008《额定电压1kV（Um=1.2kV）到35kV（Um=40.5kV） 挤包绝缘电力电缆及附件》中规定：电阻测量值应按GB/T3956规定的公式和系数校正到20℃下1km长度的数值。每一根导体20℃时的直流电阻应不超过GB/T3956规定的相应的最大值。标称截面积适用时，同心导体的电阻也应符合GB/T3956的规定。



综上各标准所述，导体的标称截面积仅仅是指导生产和电气设计用的。作为电线电缆的导体应按产品标准考核导体直流电阻值或导体单丝直径/根数。



可见标称截面积代表不同型号，并不表示该型号电线电缆的截面积就应该大于或小于标称截面积。同时，衡量各个型号质量的参考指标是其应满足相应标称截面积的最大电阻值，只要这项指标满足要求，就表明该产品是合格的。如果截面积做得太小，就会造成电阻值不合格。这事实上也相应对截面积进行了考核，只是参考，而不是绝对的。



4 简述电线电缆导体电阻测量方法

按GB/T 3048.4-2007的试验要求，规定了导体直流电阻试验的试验设备、试验程序、试验结果及计算。电缆应先在试验场地放置足够长的时间，以确保导体温度与环境测试达到平衡状态。导体直流电阻的测量在整根电线长度或者在长度至少为1m的电线样品进行，并记录测量时的环境温度。换算每公里长度电线的电阻值。如果必要，应采用下列公式将电阻值修正到20℃时的电阻值。式中：R20=Rt×Kt×1000/L



Kt——温度校正系数；

R20——20℃时导体电阻，Ω/km；

Rt——在环境温度时，导体测量电阻值，Ω；




L——电缆长度，m。

由于这种方法需要用到电桥等专用设备，而且测量时间较长，所以许多机构或个人难以按此方法测量电线电缆的截面积。只要测量结果不大于该标称横截面积对应的20℃时导体最大电阻，即可判为合格，否则，可判为不合格。



5 结束语

由于国内电缆行业低端竞争到了白热化的程度，据行业统计数据，我国电缆行业的毛利率不到10%。导体电阻项目是考核铜导体的性能，而铜导体约占电缆70～80%的成本。准确和科学地使用电阻法来测量导体的截面积是十分重要，把几何法测量电线截面积作为产品初期把关或稳定产品一致性控制，把电阻法测量电线截面积作为最终把关，或者二者有机结合，对减少设备投入，快速检测，降低产品质量的风险，有积极的意义。



参考文献：

[1]莫小君.电线电缆导体实测截面积为何不“标称”[J].电线电缆，2001（05）.

[2]张丽娜，杜刚.电线电缆导体直流电阻测量探讨[J].科技创新与应用，2012（19）.



[3]徐森，张驰.电线电缆导体直流电阻测试不确定度评定[J].品牌与标准化，2011（08）.

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