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UL電線電纜標準和基本測試方法及所需儀器
日期：2025-07-31 21:55
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摘要：
UL電線電纜標準和基本測試方法及常用儀器
常用儀器：直流低電阻測試儀、絕緣耐壓測試儀、電子比重計、電線伸長率試驗機、投影儀、外徑千分尺、恒溫水槽、火花機、砝碼、燃燒試驗機、紫外線光老化試驗機等。
基本結(jié)構(gòu)
（一）導線
1、導體電阻：除TPT、TS和TST等錫芯電線外，UL不要求測量電線電纜產(chǎn)品的導體電阻。
2、線徑：通常電線電纜的線徑都是偶數(shù)AWG，如18AWG、16AWG等，奇數(shù)AWG電線屬于特殊例外。
3、決定導體截面積的方法有二種：
A、測量每一根絞合芯線截面積之和，測量時至少要取7根苡線直徑的平均值作為平均芯線直徑。D
以Mils計算：導體截面積CMA=nd2（CMA：Circular Mil Area)
以毫米計算：導體=0.7854*nd2
其中n為導體結(jié)構(gòu)中芯線的根數(shù)。芯線直徑的測量：根據(jù)UL1581第200節(jié)，每根芯線直徑須使用精度達到0.01mm(0.001英寸），兩個端面都是平面的千分尺進行測量。
B、稱重法，見UL1581第210節(jié)。
測量過程中發(fā)現(xiàn)測量值小于要求值（UL1581，Table20.1),可用兩種方法中的另一種加以證實。（注：DC電阻測量法不能用來作為測量CMA的*終判斷標準）。導體絕緣厚度
1、測量工具：千分尺
常用的千分尺，測量端面均為平面，*小讀數(shù)：0.01mm
端面為1.98*9.5mm，荷重10g的荷重千分尺（導體絕緣厚度）
平均絕緣厚度的測量：距端線10英寸開始，每10英寸為一個測量點，測量5個點處導線的外徑，導體的直徑。
絕緣厚度=（導線外徑-導體直徑）/2
將5個點處的絕緣厚度平均即得到平均絕緣厚度。
*小絕緣厚度的測量：
測量工具：pin-gauge千分尺,注意此方法適用于18AWG或更大線徑的導線結(jié)構(gòu)。截取一段抽出芯線導體的絕緣體，將其放置在千分尺的pin上。測量時先將荷重輕輕抬起，并緩慢轉(zhuǎn)動絕緣體，讀取*小值即視作導線絕緣體*小厚度。對于小于18AWG的導線，可采用讀數(shù)顯微鏡方法。
2、測量工具，讀數(shù)顯微鏡
取樣時，小心抽取全部導體芯線，沿導線絕緣體方向垂直切片，在顯微鏡下測量*薄處的厚度，作為導體絕緣層的*小厚度。
通常將讀數(shù)顯微鏡（精度為0.001mm)的測量結(jié)果作為*終的參考標準。實際測量時發(fā)現(xiàn)一卷電線測量的*小厚度小于規(guī)定值多過2Mils，判定該卷電線不合格。若測量值小于規(guī)定值不超過2Mils,應在該卷電線上相距1英尺處抽取兩個樣測量，如果其中1個結(jié)果小于*小值，該卷電線判為不合格，若兩個測量值均達標，判為合格。
外被
平均外被厚度
沿線身測量相距離英寸的5個點處外被的外徑以及成纜直徑，外被厚度=（外被外徑-成纜直徑）/2
平均外被厚度為5個點測量值的平均。
外被*小厚度：同導線*小絕緣厚度。外被內(nèi)表面須先小心拋磨打平，再使用荷重85g,測量截面直徑6.4mm的荷重千分尺測量。
讀數(shù)顯微鏡測量：方法同導體絕緣厚度測量方法。
常見電線的平均厚度和*小厚度的對照表。見UL62，Table:16.2,16.4,16.6,16.8.
絞距
芯線絞距
取芯線10個絞合的間距的平均值作為芯線平均絞距，測量時去除大約十個絞合長度的絕緣外皮，取任何一支芯線為對象進行測量。注意在去皮時不要損傷芯線，造成芯線斷線。
導線絞距
同樣取導線的10個絞距長度進行平均，作為平均導線絞距，取樣時要注意由于導線絞合時的內(nèi)應力一扭力很大，去除外被時可能造成原絞合結(jié)構(gòu)的松散。為此，取樣時先預留一段護套線不去除外被，再沿線纜方向用利刀片拉掉部分外被，*好是以能看到待測導線，而導線與外被結(jié)合得仍很緊密為宜。將樣品平放拉直，量取某一導線十個絞合點之間的距離作為絞距，因為成纜時由于應力的關系，成形外被后原絞合距離會增加。
各種芯線*大絞距參見UL62。各種線徑的導線*大絞距參見UL62
（二）燃燒測試
電線燃燒等級及測試方法對照表
續(xù)上
（三）耐電壓測試
電纜中各導線間應施加UL62Table51.1相對應的電壓，加壓時應在10S至60S鐘內(nèi)緩慢將電壓由零加到額定值，保持1分鐘。判別標準為在升、降壓以及保持期間，Hi-pot機電路報警。另一方面，絕緣電阻測試在某種程序上也能產(chǎn)生類似效果，所以先進行耐電壓測試是一種積極的簡便測試漏電的方法。
（四）火花測試
對于單芯電源線，如CXTW線，耐電壓測試即為火花測試，而對于多芯電源線，日常生產(chǎn)測試中也可以用火花測試代替耐電壓測試。
火花測試要點：
火花試驗機
（1）鍍鉻銅珠練長度、位置：參見Table900.1,從橫向和縱向?qū)χ榫毜拈g隔，排列方式等進行了規(guī)定，日常生產(chǎn)中須定期檢查珠練是否掉落，如發(fā)現(xiàn)有部分不全，應及時加以更換。
（2）火花機V型測試槽長度L、測試頻率、生產(chǎn)電線*大出線速率的關系，見Table900.2.可見工作頻率提高，出線速率可以大幅提高，生產(chǎn)效率也可大大提升。
（3）線路接地：保持導體以及放、收線輪與火花機接地良好。
放線端為裸銅線：放線端接地，收線端不用接地，電線的導通性不須測試。
放線端為絕緣導線：導線與收線、放線輪導通連接，收線、放線端均須接地。對于10AWG或更細導線，不用測試導通性能。
測試電壓：見Table900.2
（五）絕緣電阻測試
1、普通電線電纜
絕緣高阻計直流電壓調(diào)節(jié)為100-500V，長度為50FT-5000FT的電線在水槽中浸泡2小時，高阻計的一個電極連接到水槽的銅板電極上，另一電極連接到待測的電線導線上。測量時間為60秒，合格標準為15.6℃時1000英尺電線的絕緣電阻大于2.5M.
將10 ℃-29.4 ℃水溫的測量值折算為15.6 ℃、長度為1000英尺的值：
R*L*M*TCF
1000
R：高阻計讀數(shù) L：實測電線長度
M：高阻計倍率 TCF：溫度修正系數(shù)
TCF對照表可參見UL1581 Table52.1
2、常用戶外型“w”電線電纜，如SPT-2W，SJTW，CXTW等。
短時間絕緣電阻的測試方法與普通型電線電纜相同，但合格判定標準完全不同，“W”型電線阻值要高得多。如CXTW22AWG，合格標準為15.6 ℃225M/1000英尺。
（1）判定標準
SPT-2W，SPT-1W，XTW以及CXW，參見UL62Table35.1
SJTW等護套線，參見UL62Table32.1
表中所列的絕緣電阻為15.6 ℃下短時間浸水阻值，另外還需進行50 ℃升溫長時間浸水測試其絕緣電阻。
（2）TCF的確定
首先要確定阻抗因子C，再從UL62Table33.1中找出相應的M因子，套用前面公式，即可求出阻抗。
注：對于護套電纜，如SVT，SJTW，表中所列的絕緣電阻為護套內(nèi)各導線間絕緣電阻，所以在測量時，需將護套外被切除后再浸水測試。
阻抗因子C的決定：參見UL62第34節(jié)。
原理：在兩個樣品升溫和降溫的過程中，測量5個固定溫度點的阻值，在半對數(shù)坐標上作圖，推算出15.6 ℃時的阻值，再讀出16.1 ℃的阻值，兩者相除即可求出C值。
（六）老化前和老化后拉伸測試
1、如何決定測試機的拉伸速度？
拉伸速率：在UL1581第50節(jié)各表中未特別指明拉伸速率時，通常情況下速率為500+25mm/min.
2、如何決定材質(zhì)的拉伸指數(shù)？
UL62現(xiàn)在已將常規(guī)可彎曲軟線的物性歸結(jié)在Table5.2(絕緣體）和Table7.2（外被）中。
過去所有電線塑料材質(zhì)的物性全部列入UL1581 Table50系列。例如SPT-2，105 ℃電線，其物性要求為：SPT-2為Integral PVC電纜，故應用UL62Table15.1或UL1581 Table50182。105 ℃對應的CLASS是2.11,拉伸指數(shù)為老化前拉伸率100%，抗張強度1500ibf/m2。136 ℃，7天的老化后拉伸率為之前的65%，抗張強度為老化前的85%。而對于半硬PVC而言（SR-PVC），根據(jù)UL1581Table47.1,拉伸指數(shù)在Table50183中列明，即老化前，拉伸率100%，抗張強度3000ibf/m2,老化后百分比分別為70%，70%。
3、測試樣品的制備
步驟：截取一段待測試
（1）測量其導體直徑，絕緣（或外被）層厚度；
（2）小心去除絕緣層包裹的導線和其它填充物，檢查絕緣表皮完好無損。
對于外被樣品，用拋光磨平機小心磨平外被的內(nèi)表面，直至內(nèi)表面凹凸部位平滑即可。對于周長分別為4mm或6mm的外被，可用ASTM dieD或 ASTM dieC的啞鈴片器制備啞鈴狀樣品。
（3）樣品上相距1英寸兩端作標記，以便測試過程中測量其拉伸情況。測試機的上下拉爪的夾持位置距離標記線均勻，不超過1/2英寸。
4、計算
（1）對于規(guī)則的管狀試樣，截面積A為：
A=00.7854(D2-d2)
D:導線外徑，d：導體直徑
（2）對于不規(guī)則內(nèi)壁試樣，面積A：
W
163.87G
W：10英寸樣品的重量，以克計； G：材質(zhì)比重；
A：截面積，以平方英寸計。 注：啞鈴片狀外被樣品。
截面積A=外被平均厚度*寬度
（3）比重G的測量
10英寸長的材質(zhì)，按下圖方式制備樣品，測量前樣品須在純凈酒精中浸沒。主要是為避免樣品內(nèi)壁上空氣的保留。
測量W1：空氣中樣品的重量；
W3：為直徑小于0.127mm綁捆銅絲的重量。
W1
W1- W2+ W3
（4）抗張強度 S=P/A
P為拉斷試樣的力量
5、對老化爐的要求
按照ASTM D5423-93（II型）和ASTM D5374-93標準：使用高速循壞、空氣，保持試樣周圍空氣中氧含量在正常水平，循環(huán)空氣的速率應達到每小時100-200次空氣交換，溫度保持在
（一）導線
1、導體電阻：除TPT、TS和TST等錫芯電線外，UL不要求測量電線電纜產(chǎn)品的導體電阻。
2、線徑：通常電線電纜的線徑都是偶數(shù)AWG，如18AWG、16AWG等，奇數(shù)AWG電線屬于特殊例外。
3、決定導體截面積的方法有二種：
A、測量每一根絞合芯線截面積之和，測量時至少要取7根苡線直徑的平均值作為平均芯線直徑。D
以Mils計算：導體截面積CMA=nd2（CMA：Circular Mil Area)
以毫米計算：導體=0.7854*nd2
其中n為導體結(jié)構(gòu)中芯線的根數(shù)。芯線直徑的測量：根據(jù)UL1581第200節(jié)，每根芯線直徑須使用精度達到0.01mm(0.001英寸），兩個端面都是平面的千分尺進行測量。
B、稱重法，見UL1581第210節(jié)。
測量過程中發(fā)現(xiàn)測量值小于要求值（UL1581，Table20.1),可用兩種方法中的另一種加以證實。（注：DC電阻測量法不能用來作為測量CMA的*終判斷標準）。導體絕緣厚度
1、測量工具：千分尺
常用的千分尺，測量端面均為平面，*小讀數(shù)：0.01mm
端面為1.98*9.5mm，荷重10g的荷重千分尺（導體絕緣厚度）
平均絕緣厚度的測量：距端線10英寸開始，每10英寸為一個測量點，測量5個點處導線的外徑，導體的直徑。
絕緣厚度=（導線外徑-導體直徑）/2
將5個點處的絕緣厚度平均即得到平均絕緣厚度。
*小絕緣厚度的測量：
測量工具：pin-gauge千分尺,注意此方法適用于18AWG或更大線徑的導線結(jié)構(gòu)。截取一段抽出芯線導體的絕緣體，將其放置在千分尺的pin上。測量時先將荷重輕輕抬起，并緩慢轉(zhuǎn)動絕緣體，讀取*小值即視作導線絕緣體*小厚度。對于小于18AWG的導線，可采用讀數(shù)顯微鏡方法。
2、測量工具，讀數(shù)顯微鏡
取樣時，小心抽取全部導體芯線，沿導線絕緣體方向垂直切片，在顯微鏡下測量*薄處的厚度，作為導體絕緣層的*小厚度。
通常將讀數(shù)顯微鏡（精度為0.001mm)的測量結(jié)果作為*終的參考標準。實際測量時發(fā)現(xiàn)一卷電線測量的*小厚度小于規(guī)定值多過2Mils，判定該卷電線不合格。若測量值小于規(guī)定值不超過2Mils,應在該卷電線上相距1英尺處抽取兩個樣測量，如果其中1個結(jié)果小于*小值，該卷電線判為不合格，若兩個測量值均達標，判為合格。
外被
平均外被厚度
沿線身測量相距離英寸的5個點處外被的外徑以及成纜直徑，外被厚度=（外被外徑-成纜直徑）/2
平均外被厚度為5個點測量值的平均。
外被*小厚度：同導線*小絕緣厚度。外被內(nèi)表面須先小心拋磨打平，再使用荷重85g,測量截面直徑6.4mm的荷重千分尺測量。
讀數(shù)顯微鏡測量：方法同導體絕緣厚度測量方法。
常見電線的平均厚度和*小厚度的對照表。見UL62，Table:16.2,16.4,16.6,16.8.
絞距
芯線絞距
取芯線10個絞合的間距的平均值作為芯線平均絞距，測量時去除大約十個絞合長度的絕緣外皮，取任何一支芯線為對象進行測量。注意在去皮時不要損傷芯線，造成芯線斷線。
導線絞距
同樣取導線的10個絞距長度進行平均，作為平均導線絞距，取樣時要注意由于導線絞合時的內(nèi)應力一扭力很大，去除外被時可能造成原絞合結(jié)構(gòu)的松散。為此，取樣時先預留一段護套線不去除外被，再沿線纜方向用利刀片拉掉部分外被，*好是以能看到待測導線，而導線與外被結(jié)合得仍很緊密為宜。將樣品平放拉直，量取某一導線十個絞合點之間的距離作為絞距，因為成纜時由于應力的關系，成形外被后原絞合距離會增加。
各種芯線*大絞距參見UL62。各種線徑的導線*大絞距參見UL62
（二）燃燒測試
電線燃燒等級及測試方法對照表
續(xù)上
（三）耐電壓測試
電纜中各導線間應施加UL62Table51.1相對應的電壓，加壓時應在10S至60S鐘內(nèi)緩慢將電壓由零加到額定值，保持1分鐘。判別標準為在升、降壓以及保持期間，Hi-pot機電路報警。另一方面，絕緣電阻測試在某種程序上也能產(chǎn)生類似效果，所以先進行耐電壓測試是一種積極的簡便測試漏電的方法。
（四）火花測試
對于單芯電源線，如CXTW線，耐電壓測試即為火花測試，而對于多芯電源線，日常生產(chǎn)測試中也可以用火花測試代替耐電壓測試。
火花測試要點：
火花試驗機
（1）鍍鉻銅珠練長度、位置：參見Table900.1,從橫向和縱向?qū)χ榫毜拈g隔，排列方式等進行了規(guī)定，日常生產(chǎn)中須定期檢查珠練是否掉落，如發(fā)現(xiàn)有部分不全，應及時加以更換。
（2）火花機V型測試槽長度L、測試頻率、生產(chǎn)電線*大出線速率的關系，見Table900.2.可見工作頻率提高，出線速率可以大幅提高，生產(chǎn)效率也可大大提升。
（3）線路接地：保持導體以及放、收線輪與火花機接地良好。
放線端為裸銅線：放線端接地，收線端不用接地，電線的導通性不須測試。
放線端為絕緣導線：導線與收線、放線輪導通連接，收線、放線端均須接地。對于10AWG或更細導線，不用測試導通性能。
測試電壓：見Table900.2
（五）絕緣電阻測試
1、普通電線電纜
絕緣高阻計直流電壓調(diào)節(jié)為100-500V，長度為50FT-5000FT的電線在水槽中浸泡2小時，高阻計的一個電極連接到水槽的銅板電極上，另一電極連接到待測的電線導線上。測量時間為60秒，合格標準為15.6℃時1000英尺電線的絕緣電阻大于2.5M.
將10 ℃-29.4 ℃水溫的測量值折算為15.6 ℃、長度為1000英尺的值：
R*L*M*TCF
1000
R：高阻計讀數(shù) L：實測電線長度
M：高阻計倍率 TCF：溫度修正系數(shù)
TCF對照表可參見UL1581 Table52.1
2、常用戶外型“w”電線電纜，如SPT-2W，SJTW，CXTW等。
短時間絕緣電阻的測試方法與普通型電線電纜相同，但合格判定標準完全不同，“W”型電線阻值要高得多。如CXTW22AWG，合格標準為15.6 ℃225M/1000英尺。
（1）判定標準
SPT-2W，SPT-1W，XTW以及CXW，參見UL62Table35.1
SJTW等護套線，參見UL62Table32.1
表中所列的絕緣電阻為15.6 ℃下短時間浸水阻值，另外還需進行50 ℃升溫長時間浸水測試其絕緣電阻。
（2）TCF的確定
首先要確定阻抗因子C，再從UL62Table33.1中找出相應的M因子，套用前面公式，即可求出阻抗。
注：對于護套電纜，如SVT，SJTW，表中所列的絕緣電阻為護套內(nèi)各導線間絕緣電阻，所以在測量時，需將護套外被切除后再浸水測試。
阻抗因子C的決定：參見UL62第34節(jié)。
原理：在兩個樣品升溫和降溫的過程中，測量5個固定溫度點的阻值，在半對數(shù)坐標上作圖，推算出15.6 ℃時的阻值，再讀出16.1 ℃的阻值，兩者相除即可求出C值。
（六）老化前和老化后拉伸測試
1、如何決定測試機的拉伸速度？
拉伸速率：在UL1581第50節(jié)各表中未特別指明拉伸速率時，通常情況下速率為500+25mm/min.
2、如何決定材質(zhì)的拉伸指數(shù)？
UL62現(xiàn)在已將常規(guī)可彎曲軟線的物性歸結(jié)在Table5.2(絕緣體）和Table7.2（外被）中。
過去所有電線塑料材質(zhì)的物性全部列入UL1581 Table50系列。例如SPT-2，105 ℃電線，其物性要求為：SPT-2為Integral PVC電纜，故應用UL62Table15.1或UL1581 Table50182。105 ℃對應的CLASS是2.11,拉伸指數(shù)為老化前拉伸率100%，抗張強度1500ibf/m2。136 ℃，7天的老化后拉伸率為之前的65%，抗張強度為老化前的85%。而對于半硬PVC而言（SR-PVC），根據(jù)UL1581Table47.1,拉伸指數(shù)在Table50183中列明，即老化前，拉伸率100%，抗張強度3000ibf/m2,老化后百分比分別為70%，70%。
3、測試樣品的制備
步驟：截取一段待測試
（1）測量其導體直徑，絕緣（或外被）層厚度；
（2）小心去除絕緣層包裹的導線和其它填充物，檢查絕緣表皮完好無損。
對于外被樣品，用拋光磨平機小心磨平外被的內(nèi)表面，直至內(nèi)表面凹凸部位平滑即可。對于周長分別為4mm或6mm的外被，可用ASTM dieD或 ASTM dieC的啞鈴片器制備啞鈴狀樣品。
（3）樣品上相距1英寸兩端作標記，以便測試過程中測量其拉伸情況。測試機的上下拉爪的夾持位置距離標記線均勻，不超過1/2英寸。
4、計算
（1）對于規(guī)則的管狀試樣，截面積A為：
A=00.7854(D2-d2)
D:導線外徑，d：導體直徑
（2）對于不規(guī)則內(nèi)壁試樣，面積A：
W
163.87G
W：10英寸樣品的重量，以克計； G：材質(zhì)比重；
A：截面積，以平方英寸計。 注：啞鈴片狀外被樣品。
截面積A=外被平均厚度*寬度
（3）比重G的測量
10英寸長的材質(zhì)，按下圖方式制備樣品，測量前樣品須在純凈酒精中浸沒。主要是為避免樣品內(nèi)壁上空氣的保留。
測量W1：空氣中樣品的重量；
W3：為直徑小于0.127mm綁捆銅絲的重量。
W1
W1- W2+ W3
（4）抗張強度 S=P/A
P為拉斷試樣的力量
5、對老化爐的要求
按照ASTM D5423-93（II型）和ASTM D5374-93標準：使用高速循壞、空氣，保持試樣周圍空氣中氧含量在正常水平，循環(huán)空氣的速率應達到每小時100-200次空氣交換，溫度保持在
