中外主要中压电缆标准的差异分析

杨娟娟，李聪聪，吴长顺（上海电缆研究所，上海200093）

中外主要中压电缆标准的差异分析

杨娟娟，李聪聪，吴长顺
（上海电缆研究所，上海200093）

为解决我国产品在出口时经常遇到的与国外标准要求不一致的难题，需要了解我国的中压电缆标准存在的不足之处。从材料和结构两方面列举了需要改进的主要项目，着重分析了国外几个主要的中压电缆标准，总结出与我国国家标准在结构和性能要求等方面的主要差异。

中压电缆；标准；差异分析

0　引 言

受国家产业政策和全球经济危机对电缆行业的影响，“十二五”期末我国中压电缆的销售量与“十一五”期末相比有所下降，例如，6～35 kV电力电缆（三芯）从18万公里降到15万公里左右。下降的因素包括国家电力投入无显著增量、国家产业结构调整、房地产业发展受到抑制等。

从总体生产能力看，我国目前共有35 kV中低压电缆生产线600多条。“十二五”期间中压电缆处于产能过剩状态：全国生产能力大约36万公里/年，相对于实际15万公里/年左右的需求量，开工率大约为40%～45%。因此如何消化过剩产能是摆在我们面前的艰巨任务。

单纯依靠国内市场是远远不够的，必须放眼全球，通过扩大出口来消化过剩的产能。这就要求我国的中压电缆产品质量与国际水平具有可比性，做到“知己知彼”，才能有的放矢。

1　国标存在的问题

目前，我国中压电缆产品质量与先进国家比较存在较大差距。除去人为、价格、原材料等因素外，还与采用的标准规定不够明确、不够规范有关。下面就材料和结构两方面讨论目前采用的标准中值得商榷的地方。

1.1 材料

（1）6～35 kV电缆（对应GB/T 12706.2［1］和GB/T 12706.3［2］）没有相应的低烟无卤阻燃的护套材料类型，而在实际招投标、工程项目和出口订单中往往有对此类型电缆的使用要求。建议标准更新版中应增加该类电缆的应用场合说明、性能考核指标要求，如透光率、高温压力、防水性能等。

（2）电缆的阻燃、防鼠和防蚁特性已被越来越多的用户所重视，而目前中低压电缆国标［1-2］中没有涵盖这些项目及要求，建议标准更新版中对相应护套材料的考核要求应加以明确。

（3）对填充材料，目前国标［1-2］中没有明确规定，但其性能也会影响到整个电缆产品的性能，建议标准更新版中应增加相应的性能指标或考核要求，包括耐热性、相容性、耐腐蚀性等，例如海缆中聚丙烯绳的耐温要求和比重要求。

（4）隔离套材质在目前国标［1-2］中没有考核要求，导致产品出现偷工减料问题，也影响了产品整体质量；而国外标准一般都对其与外护套等同对待，建议标准更新版中应增加相应的考核要求。

（5）铝合金导体的中低压电缆已得到越来越广泛的应用，但目前国标［1-2］中只提到可以采用铝或铝合金导体，而对其性能没有相应的明确规定，建议标准更新版中应增加对铝合金导体的性能要求。

（6）对金属屏蔽材料，目前国标［1-2］只有材质和结构的规定，而对性能没有明确要求，建议标准更新版中应考虑增加相应的性能指标考核要求。

（7）对非磁性铠装材料，目前国标［1-2］没有具体考核项目及要求，建议标准更新版中应增加明确的考核方法及指标。

1.2 结构

（1）国标［2］中要求采用导体屏蔽和绝缘屏蔽，但仅指明了材质，缺少对结构的具体考核要求，建议标准更新版中应增加对半导电屏蔽层厚度的明确规定。

（2）国标［1-2］对金属屏蔽的材质和结构、以及何种电缆应采用何种类型的屏蔽结构等缺乏明确考核要求，建议标准更新版中应增加明确的屏蔽层考核指标。

（3）国标［1-2］对钢丝铠装代号虽有细钢丝和粗钢丝之分，但在型号和考核要求里没有对应的区分，建议标准更新版中应进一步完善细钢丝和粗钢丝的区分。

（4）越来越多样的使用环境对电缆的阻水性能也提出了不同的要求，而目前国标［1-2］没有对阻水性能的相应规定，建议标准更新版中应增加阻水型产品结构（导体阻水、缆芯阻水）的相应规定。

2　中外标准差异

本文所分析的国外标准包括：美标ICEA S-93-639—2012［3］、ICEA S-97-682—2007［4］、ICEA S-94-649—2013［5］、UL 1072：2011［6］、南非标准SNAS 1339：2010［7］、澳标AS/NZS 1429.1：2006［8］、英标BS 7835：2007［9］、BS 6622：2007［10］、BS 7870.4：1999［11］、BS 7870.7：2003［12］等10个近几年我国出口最多的中压电缆所采用的标准。通过比较国标［1-2］与这些国外主流标准在结构与性能上的主要差异，进行分析和总结，以便在最短的时间内了解相关内容。

2.1 应用范围

标准［3-12］的应用范围基本相同：用于配电网或工业装置，为固定安装。ICEA S-93-639［3］还包括了采用钢丝铠装而适于特殊安装和运行条件的电缆，例如：水下或船舶电缆，一端悬浮的吊装电缆等。

2.2 导体工作温度

标准［3-12］基本相同：正常运行温度90℃、短路温度250℃，但美标ICEA［3-5］或UL［6］中还包含了正常运行温度105℃、短路温度250℃的电缆。另外美标［3-6］和澳标［8］中都规定了紧急过载温度，过载温度的高低与使用绝缘材料种类、导体正常运行温度有关。

2.3 额定电压

各标准的额定电压划分方法如表1所示，其中美标［3-6］中额定电压类型较其他各国特殊：依据线电压而非相电压，并且规定为范围而非特定值。

表1　中外标准的额定电压划分

2.4 结构

2.4.1 导体

英标［9-12］、南非标准［7］、澳标［8］中的导体要求均类似于IEC标准，除了以下几点：（1）英标［9-12］比国标［1-2］导体截面的范围要小；（2）南非标准［7］只使用第2类紧压圆形绞合导体；

（3）英标［9-12］与澳标［8］中均未提及铝合金导体。

美标［3-6］的特殊性包括以下几点：

（1）单位和表示形式不同；

（2）在紧压程度上有圆形紧压和圆形压缩两种方式；

（3）UL 1072［6］导体还包含了19根同节距同向绞合不压缩导体和束绞软导体；

（4）UL 1072［6］中详细规定了各种绞合导体各层的绞合节距；

（5）导体直径有明确的公差要求；

（6）ICEA系列［3-5］主要使用8000系列铝合金导体。

2.4.2 导体屏蔽

各标准［1-12］中导体屏蔽除了组成方式和材料类型相同外：

（1）英标［9-12］与国标［2］相同，无明确规定，其余标准［3-8］对挤包层厚度都有最薄处要求；

（2）对挤包层半导电料的体积电阻率（90℃）的要求各不相同，美标［3-6］还规定了紧急过载温度下导体屏蔽的体积电阻率；

（3）美标［3-6］中乙丙橡胶（EPR）绝缘可以使用非导电材料作为导体屏蔽，并对其介电常数和耐压强度做出规定；

（4）美标［3-6］和澳标［8］规定了导体屏蔽与绝缘层界面的微孔和突起的尺寸；

（5）美标［3-6］还对屏蔽原材料的机械物理性能有明确的规定。

2.4.3 绝缘

（1）除南非标准［7］要求只规定交联聚乙烯（XLPE）外，其余国家使用XLPE和EPR；

（2）美标［3-6］有两种设计类型：无局放型和耐局放型；

（3）南非标准［7］有厚度平均值要求，美标［3-6］有厚度最大值限制要求，而无偏心度要求，英标［9-12］有同心度要求；

（4）美标［3-6］和澳标［8］对绝缘有微孔和杂质要求。

2.4.4 绝缘屏蔽

除组成方式基本相同外：

（1）南非标准［7］规定挤包半导电层外应有半导电带，并且有标识；

（2）对屏蔽厚度，英标［9-12］与国标［2］类似，均无明确规定，而南非标准［7］和澳标［8］均有最小值要求，美标［3-6］也依据金属屏蔽方式（主要由于嵌入式屏蔽）和绝缘直径规定了多个尺寸要求；

（3）美标［3-6］规定了绝缘屏蔽与绝缘界面的微孔和突起的尺寸。

2.4.5 金属屏蔽

国标中主要使用铜带、铜丝和铅套等，而国外标准的规定为：

（1）澳标［8］无铜带屏蔽的规定，南非标准［7］的皱纹铝套电缆可以使用铝箔带，美标［3-6］中种类较多，包括国内少见的纵向皱纹铜带、扁金属丝、皱纹铜丝等形式，ICEA S-97-682［4］中铜带与铜丝共同使用时，铜带位于铜丝下方，ICEA S-94-649［5］中屏蔽只使用铜丝屏蔽或扁金属丝；

（2）对铜带最小厚度、铜带最小搭盖率、铜丝直径、铜丝最大间隙等要求互不相同；

（3）英标［9-12］对铜丝屏蔽的整体直流电阻有要求；

（4）英标［9-12］、澳标［8］没有对纯铅套的规定，ICEA S-97-682［4］中没有铅合金套的规定；

（5）使用铅合金套时，对铅合金化学成分都有相应规定；

（6）对于铅套的标称厚度的规定各不相同：澳标［8］与国标［1-2］类似，根据计算直径计算，英标［9-12］、南非标准［7］和美标［3-6］按照计算直径查表，UL 1072［6］和ICEA S-97-682［4］中有铅套厚度最大值要求，其余标准［1-3，5，7-12］只考核最小值；

（7）南非标准［7］明确要求铅套或皱纹铝套下方应有隔热层。

2.4.6 铠装

国标［1-2］中主要采用金属带或金属丝铠装，其他国外标准的规定为：

（1）英标［9-12］、南非标准［7］和澳标［8］只规定了圆金属丝铠装，南非标准［7］中还规定了挤包型皱纹铝套，钢丝标称直径在25 mm电缆外径以下再无细分，澳标［8］规定了钢丝的绞向，南非标准［7］规定了绞向和节距；

（2）美标［3-6］中使用“金属护层”代替了铠装这个词，ICEA S-97-682［4］和ICEA S-94-649［5］重点在于金属屏蔽，并无金属护层的规定，UL 1072［6］有平滑金属套、焊接皱纹铝套、挤出皱纹铝套、联锁金属护层，而没有钢丝护层的规定，ICEA S-93-639［3］有金属套、平钢带、联锁金属带、皱纹金属护层和钢丝等目前常见的所有金属护层型式。美标［3-6］对铅、铝、钢的化学成分以及镀锌钢带和镀锌钢丝的强度、伸率、锌层含量及其附着有详细的规定，试验多数在原材料上进行。

2.4.7 内衬层

因铠装的使用，其上方和下方一般都有相应的内衬层、隔离套、垫层或护层。国外对内衬层、隔离套或挤包型式的垫层都有相对应的机械物理性能要求，南非标准［7］和英标［9-12］中试验项目较少，澳标［8］和美标［3-6］对其要求相同于外护套。但国标［1-2］中仅有厚度要求。

2.4.8 外护套

国标［1-2］中规定必须具有非金属材料的外护套，而国外标准的规定为：

（1）澳标［8］和美标［3-6］可以使用交联型材料，美标［3-6］中还可使用半导电性材料或聚丙烯材料，也可将某些金属护层或类似于海缆的纤维外被层作为外护层；

（2）南非标准［7］有厚度平均值要求，有些美标［3-6］还有厚度最大值要求；

（3）对低烟无卤材料，国标［1］借鉴ST8或聚烯烃等类型的规定，国外的产品标准［3-12］中直接规定了材料类型及其机械物理性能和无卤性能；

（4）较大差异体现在聚乙烯材料上，澳标［8］规定高密度聚乙烯（HDPE）不能直接包覆在绞合线芯上，须采用复合护套的形式，美标［3-6］对聚乙烯材料都有环境应力开裂和吸收系数的要求，并且在铅套上挤包聚乙烯时，应进行护套的紧密度试验。

2.4.9 成缆

（1）澳标［8］和美标［3-6］均对三芯电缆的分相护套做出了规定，而国标无明确规定；

（2）对成缆方向和节距都有相应的规定。英标［9-12］、澳标［8］、南非标准［7］规定右向绞合，澳标［8］规定了有分相屏蔽和分相护套的绞合节距，美国一般情况下规定左向绞向，UL 1072［6］和ICEA S-93-639［3］允许成缆采用类似于光缆绞合的SZ型，规定了每个方向整节距个数的典型值和换向区域的长度；

（3）美标［3-6］中还可以使用光单元和地线。

2.4.10 标识

缆芯的识别一般采用阿拉伯数字或罗马数字的1、2、3。不同于国内一般采用的黄绿红，澳标［8］中采用红白蓝，而美标［3-6］允许使用地线的缆芯一般不采用绿、黄绿和白色。

除了内容、行数、字高、间隙不同以外，国外多数采用凹印或凸印的方式，其中凹印较多。印字内容上多了电力电缆代号及电缆功能代号（例如低烟、阻燃、耐油、耐日光、低温、地线、光单元等）。另外，国外对屏蔽和包带的半导电性需要特别标识，便于提示制造接头和终端时，去除这一层。

2.5 性能方面

（1）对导体直流电阻值，因导体表示方式不同而要求也不同，ICEA系列［3-5］规定基准值应在25℃下，UL 1072［6］规定基准值应在25℃或20℃下，其他标准［7-12］均为20℃。在整盘测试时，因绞合的关系，根据电缆芯数，乘以规定的放大系数。

（2）对导体的半导电屏蔽层的体积电阻率（90℃下），英标［9-12］老化前、南非标准［7］和澳标［8］要求最大为500Ω·m，英标［9-12］附加段老化后与国标［1-2］相同，为1 000Ω·m，美标［3-6］要求正常运行温度和紧急过载温度下最大为1 000Ω·m。

（3）对绝缘的半导电屏蔽层的体积电阻率（90℃下），除英标［9-12］规定附加段老化后最大为1 000Ω·m外，其余［1-8］均规定最大为500Ω·m，而美标［3-6］附加了（110℃/125℃相对应不同的导体正常运行温度）体积电阻率要求。

（4）对绝缘屏蔽剥离力，因各国的试验方法不同，剥离力范围各不相同。对于紧密结合（不可剥离型），美标［3-6］中规定其最小剥离力为可剥离型剥离力的最大值。

（5）对绝缘的绝缘电阻均有要求，并且对绝缘原材料有加速吸水试验的规定，需要测试介电常数、介质损耗、电容增率和稳定因数。

（6）对铠装，美标［3-6］均有镀锌钢带或镀锌钢丝未成型前抗张强度、伸长率、锌层含量等要求，并且弯曲试验无异常，UL 1072［6］中，镀锌材料成型前后浸入硫酸铜溶液中无超过规定要求的铜析出。

（7）对外护层，英标［9-12］与国标［1-2］要求相同，其他标准［3-8］中，交联型护套增加热延伸试验，聚乙烯材料增加环境应力开裂试验。美标［3-6］聚乙烯和聚丙烯护套不进行炭黑含量试验，而进行吸收系数试验；非金属护套一般要求具备耐日光能力；聚氯乙烯护套应进行低温弯曲试验；半导电护套多了径向电阻率要求和低温催化温度要求；UL 1072［6］中对有浸油要求的电缆，所有的非金属护套都进行浸油试验。

（8）对成品电缆，中压电缆一般进行局放、工频耐压、冲击试验、热循环及其随后的局放以及介质损耗角正切试验。各个国家规定的试验条件包括温度、电压峰值以及试验程序有所不同。

另外，各个国家还有些特殊试验：

（1）英标［9-12］：屏蔽附着试验（测试短路试验前后的局部放电）；

（2）澳标［8］：介质损耗角与电压、温度的函数试验；

（3）南非标准［7］：水树老化试验（长期浸水后的工频耐压逐级击穿试验）；

（4）美标［3-6］：除低温弯曲试验、皱纹金属护层和联锁铠装护层成型后的相关试验外，还有特别的原材料或标样的鉴定试验，包括：加速吸水试验（介电常数、介质损耗、电容增率、功率因数），Ⅲ型绝缘干电气试验（热循环前后的介质损耗），EPR橡胶的耐电晕试验、半导电屏蔽的稳定性试验（长期烘箱老化前后的体积电阻率试验），线芯鉴定试验（热循环前后的工频耐压逐级击穿试验和雷电冲击逐级击穿试验、长期浸水后工频耐压逐级击穿试验）。

3　结束语

我国中压电缆生产面临需求量下降的现状和产能过剩的困局。唯有扩大全球市场份额，才是解决

问题的最佳途径。然而，中外标准差异较多，且国标自身也存在不足之处。因此，要尽快明确或提高国标中材料和结构主要项目上的考核要求；同时应掌握国外主流标准，了解国标与其的主要差异，便于在以后的出口贸易中做到有的放矢。

［1］ GB/T 12706.2—2008 额定电压1kV（Um=1.2 kV）到35 kV（Um=40.5 kV）挤包绝缘电力电缆及附件第2部分：额定电压6 kV（Um=7.2 kV）到30 kV（Um=36 kV）电缆［S］.

［2］ GB/T 12706.3—2008 额定电压1 kV（Um=1.2 kV）到35 kV（Um=40.5 kV）挤包绝缘电力电缆及附件 第3部分：额定电压35 kV（Um=40.5 kV）电缆［S］.

［3］ ICEA S-93-639—2012 5-46 kV Shie1ded Power cab1e for use in the transmission and distribution of e1ectric energy［S］.

［4］ ICEA S-97-682—2007 Standard for uti1ity shie1ded Power cab1es rated 5 through 46 kV［S］.

［5］ ICEA S-94-649—2013 Standard for concentric neutra1 cab1es rated 5 through 46 kV［S］.

［6］ UL 1072：2011 UL Standard for safetymedium-vo1tage Power cab1es［S］.

［7］ SNAS 1339：2010 E1ectric cab1es-Cross-1inked Po1yethy1ene（XLPE）insu1ated cab1es for rated vo1tages3.8/6.6 kV to19/33 kV［S］.

［8］ AS/NZS 1429.1：2006 E1ectric cab1es-Po1ymeric insu1ated Part 1：Forworking vo1tages1.9/3.3（3.6）kV uP to and inc1uding 19/33（36）kV［S］.

［9］ BS 7835：2007 E1ectric cab1es-Armoured cab1es with thermosetting insu1ation for rated vo1tages from 3.8/6.6 kV to 19/33 kV having 1ow emission of smoke and corrosive gases when affected by fire-requirements and testmethods［S］.

［10］ BS6622：2007 E1ectric cab1es-Armoured cab1eswith thermosetting insu1ation for rated vo1tages from 3.8/6.6 kV to 19/33 kVRequirements and testmethods［S］.

［11］ BS 7870.4：1999 LV and MV Po1ymeric insu1ated cab1es for use by distribution and generation uti1ities-Part 4：SPecification for distribution cab1eswith extruded insu1ation for rated vo1tages of11 kV and 33 kV［S］.

［12］ BS 7870.7：2003 LV and MV Po1ymeric insu1ated cab1es for use by distribution and generation uti1ities-Part7：SPecification for Power cab1es having rated vo1tages of 3.8/6.6 kV and 6.35/11 kV with sPecia1 fire Performance for use in Power stations［S］.

Difference Analyses for National and Foreign Standards of M iddle-Voltage Cables

YANG Juan-juan，LICong-cong，WU Chang-shun
（Shanghai E1ectric Cab1e Research Institute，Shanghai200093，China）

Chinese cab1e Products often do not comP1y with the requirements of foreign standards in exPort trade.To so1ve this Prob1em，the deficiencies of currentnationa1standard ofMV cab1ewere rePresented and the key items need to be imProved were indicated in both materia1s and constructions.Furthermore，the dominant foreign standards of MV cab1es were ana1yzed and the main differences in requirements were summarized in construction as we11 as ProPerty.

MV cab1e；standard；difference ana1ysis

TM247.1

A

1672-6901（2016）03-0011-05

2015-09-23

杨娟娟（1978-），女，博士，工程师.

作者地址：上海市军工路1000号［200093］.