美标聚氯乙烯单芯绝缘电子线依据IS 694检测适用性分析-以AWM1007为例

2023-08-04郑诗瑶王星龙邵文华黄天岐寿剑超

日用电器 2023年6期

郑诗瑶王星龙邵文华黄天岐寿剑超刘彪

（1.嘉兴威凯检测技术有限公司嘉兴 314000；2.浙江欣立电器科技有限公司杭州 311401）

引言

随着贸易扩大和生产技术的发展，生产厂和制造商在电线电缆的生产和认证中，往往希望同时满足多国认证需求，以减少工艺成本。笔者在认证及检测从业过程中遇到有客户咨询UL 电子线进行印度ISI 认证的需求。目前印度认证因流程繁琐、费用昂贵、周期漫长等仍属于小众认证项目，而认证的前提是电子线是否能依据印度标准进行检测。本文以AWM1007 为研究对象，从检测角度分析美标电子线中聚氯乙烯单芯绝缘线依据IS 694 检测的适用性。

1 IS 694 标准简介

目前该标准最新版本为IS 694：2010+Amendment No.4，2020，也是第四次修订版。该版本的Amendment No.3，2015 将标准适用电线电缆最高额定电压改为了1 100 V，而Amendment No.4，2020 又修订了额定电压450/750 V 及以下聚氯乙烯电缆的说法，与IEC 标准相协调。除了对标准结构的完善和产品范围的扩展外，也增加了对于耐热线缆、阻燃线缆和低烟无卤线缆的要求。该标准适用于额定电压为450/750 V 及以下聚氯乙烯绝缘和护套（如有）单芯或多芯电线电缆，其中导体要符合硬导体或软退火裸铜/镀锡铜导体或铝导体，且导体运行温度不超过70 ℃或85 ℃。标准共分为三部分，其中第一部分是一般要求；第二部分是单芯线的要求；第三部分为护套线要求。

2 AWM1007 依据IS 694 检测

根据IS 694 标准，如进行线缆认证，要求进行的型式试验项目包括导体相关试验、外形尺寸和绝缘厚度、绝缘物理性能试验、成品线缆试验。

同时，基于预期使用环境，标准包含了以下类别的电线电缆，并有相应的代码，见表1。

表1 IS 694 电线电缆类别

2.1 AWM1007 结构和材料

AWM1007 为聚氯乙烯绝缘单芯线，其额定温度为80 ℃，额定电压为300 Vac，可选60 ℃或80 ℃耐油等级。导体可为实心或绞合，一般使用裸铜或镀锡铜，尺寸范围为（32 ～16）AWG（约（0.032 4 ～1.31）mm²）。绝缘材料为挤出PVC，厚度为平均最小厚度15 mils（约0.38 mm）任意点最小厚度13 mils（约0.33 mm）。使用环境为电器内部连接线。

因此，AWM1007 根据安装环境适用的类别为01，而考虑到一般电子线会满足VW-1 单根垂直燃烧要求，所用绝缘料具有一定的阻燃性能，因此在后面根据试验项目分析时会考虑能否同时满足FR 类别的标准要求。

2.2 导体相关试验

根据01 和FR 类别，使用裸铜或镀锡铜导体的线应进行退火试验(仅焊接线导体）、导体电阻试验和过硫酸盐试验（仅针对镀锡铜导体）。

因美标AWG 与公制单位的差异，很难直接相互对应常用导体尺寸。在UL758 中，提供了AWG 与公制mm²的对应数值，以及授权自IEC 的公制导体尺寸所对应的最大导体直流电阻要求（来源IEC 60228，也是IS 8130编制时的参考标准）。而在认证时，导体截面积为标称数值，实际通过导体的结构和测量直流电阻来考核是否满足要求。首先根据IS 8130，试样的导体可以满足1 类、2 类和5 类导体的结构，因此导体电阻数值要求也要依照实心裸铜或镀锡铜、绞合裸铜或镀锡铜来进行分别判定。以AWM1007 20AWG 为例，其规定最小导体截面积约0.509 mm²，与公制0.5 mm²基本一致，可以直接比较。表2 是基于20AWG 的几组实测数据。由此可见，试样的导体电阻能够同时满足美标和IS 标准。

表2 AWM1007 20AWG 导体电阻（20 ℃）测试数据

如果导体使用镀锡铜，则要进行过硫酸盐试验的方法B，来确定导体锡涂层的连续性。该项目主要与进料的铜丝质量有关，因此在此不进行分析。

AWM1007 实质上只是提供线型的设计参考，导体尺寸可以调整至常见公制单位，并非强制根据AWG 进行生产。一般为了认证应满足相应标准的导体尺寸，待授权后相近的尺寸在满足导体电阻和导体结构的前提下可进行协调生产和印字。

2.3 外形尺寸和绝缘厚度

根据IS 标准第二部分，以及AWM1007 的结构要求，试样可描述为一般用途硬导体（1 类或2 类）或软导体单芯无护套电线。根据两种导体，标准中表3 和表4 规定了标称绝缘厚度和最大外径要求。而UL758 中并没有对每种导体截面积规定相应的绝缘厚度，也不需要考核外径大小。另外，两个标准对于厚度的测量方法不同，因此在选择要认证时，应注意不同导体截面积对应的绝缘厚度和外径要求。

表3 绝缘材料物理性能试验对比

2.4 绝缘物理性能试验

单芯线用于固定安装，因此AWM1007 绝缘材料为Type A。根据01 类别，要求进行的绝缘相关性能试验包括伸长率和拉伸强度、热失重、热老化、热收缩、热冲击、热变形、热稳定、低温弯曲、低温冲击（仅试样直径＞12.5 mm）、燃烧，同时FR 类别还要对所用的绝缘料进行氧指数和温度指数试验以确定阻燃料的性能。

印度标准中绝缘材料要符合IS 5831 相关的试验要求，采用IS 10810 相应项目试验方法。两个标准针对以上项目的试验要求和合格条件如表3。

对比两个标准，大部分试验类似，且市场上能够符合多国标准的PVC 料已经较为普遍。在确保线缆工艺的前提下，应选择符合要求的认证料，并可以在送样前进行预检。

2.5 成品线缆试验

成品线缆应进行耐压试验（浸水）、耐压试验（室温）、绝缘电阻、燃烧试验。其中浸水耐压需要将单芯线浸在60 ℃的水中至少24 h，然后在导体和水之间施加3 kV（rms）电压，并在10 s 内升至6 kV（rms）后持续5 min，绝缘不得被击穿。通过交流耐压试验后马上在同样的水温环境下进行直流耐压，即通过铜电极将导体连接至直流电源负极，连接水至正极。试样需经受1.2 kV直流电压240 h 不得被击穿。室温打耐压需要将单芯线先浸泡在常温水中1 h 后打3 kV 交流电压或7.2 kV 直流电压5 min 不被击穿。以上两种耐压方式与UL758 的方法都有所不同，然而，在选择优质的绝缘料并不存在生产缺陷、正常导体导通连续情况下，一般测试都能够通过。日常生产测试中也会采用100 %产线火花测试。IS 694中规定的成品燃烧试验为单根垂直燃烧，要求在移开火焰后余燃时间不超过60 s，并且底部至上夹具中未烧焦部分至少达到50 mm。UL758中需经受VW-1和水平燃烧，要求高于印标。制造商需要选择合适的绝缘料，并注意平衡物理性能和阻燃性能。