UL 電線的認識和測試

一、UL 是英文保險商試驗所（Underwriter Laboratories Inc. ）的簡寫。UL 安全試驗所是美國最有權威的，也是界上從事安全試驗和鑑定的較大的民間機構。它是一個獨立的、非營利的、為公共安全做試驗的專業機構。它採用科學的測試方法來研究確定各種材料、裝置、產品、設備、建築等對生命、財產有無危害和危害的程度；確定、編寫、發行相應的標準和有助於減少及防止造成生命財產受到損失的資料，同時開展實情調研業務。總之，它主要從事產品的安全認證和經營安全證明業務，其最終目的是為市場得到具有相當安全水準的商品，為人身健康和財產安全得到保證作出貢獻。就產品安全認證作為消除國際貿易技術壁壘的有效手段而言，UL 為促進國際貿易的發展也發揮著積極的作用。 UL 始建於1894年，初始階段UL 主在靠防火保險部門提供資金維持動作，直到1916年，UL 才完全自立。經過近百年的發展，UL 已成為具有世界知名度的認證機構，其自身具有一整套嚴密的組織管理體制、標準開發和產品認證程序。UL 由一個有安全專家、政府官員、消費者、教育界、公用事業、保險業及標準部門的代表組成的理事會管理，日常工作由總裁、副總裁處理。目前，UL 在美國本土有五個實驗室，總部設在芝加哥北部的Northbrook 鎮，同時在臺灣和香港分別設立了相應的實驗室。

二、UL 電線的認識。

1、類型：CXTW （聖誕燈飾裝飾照明軟線） XTW （整體式平行裝飾照明軟線） SPT （整體式熱塑性絕緣平行軟線） SJT （不耐油重型軟線 ）

2、額定溫度：60~105℃ 

3、最高電壓：300V 

4、導體AWG 規格：22，20，18 5、導體： 

1）材料：軟退火銅 

2）線徑：22AWG （16/0.160）、20AWG （26/0.160）、18AWG （41/0.160）

3）絞距： a 、絞線中絞合節距大小一般根據絞合導體線規選取有時為了改善某種性能可選它的節距。如通信線材為了降衰減選用小節距, 為了提供好的彎曲性能選用較小的距。 （UL62：表11.1；11.2；11.3）。 b 、絞距測量：取導線的10個絞距長度進行平均，作為平均導線絞距，取樣時要注意由於導線絞合時的內應力一扭力很大，去除外被時可能造成原絞合結構的鬆散。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，最好是以能看到待測導線，而導線與外被結合得仍很緊密為宜。將樣品平放拉直，量量取某一導線十個絞合點之間的距離作為絞距，因為成纜時由於應力的關係，成形外被後 原絞合距離會增加。

4）絞合外徑： 導體絞合採用束絞方式進行, 絞合外徑採用下面兩種方法計算: 方法 1: D= *1.154*d 方法 2: d----單根導體的直徑 D---絞合後絞合導體外徑 N---導體根數 上述兩種方法中, 方法 2 比較適合束絞方式導體絞合外徑計算.

5）截面積：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

6）導體用量計算: a 、單根導體 b 、絞合導體 d----單根導體直徑 ρ— 導體密度 N---導體絞合根數 λ---導體絞入係數 注:用量計算為單芯時導體用量, 當多芯時須考慮芯線絞合時的絞入係數.

5、絕緣體

 1）主要成分：PVC （聚氯乙烯） 

2）絕緣厚度： a 、測測量工量工具：千分尺（絕緣厚度計） O 常用的千分尺，測量端面均為平面，最小讀數：0.01mm O 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。 * 最小絕緣厚度的測量： 測量工具：pin-gauge 千分尺, 注意此方法適用於18AWG 或更大線徑的導線結構。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，並緩慢轉動絕緣體，讀取最小值即視作導線絕緣體最小厚度。對於小於18AWG 的導線，可採用讀數顯微鏡方法。 b 、測量工具，讀數測量工具(或光學投影儀) 讀數顯顯微鏡微鏡取樣時，小心抽取全部導體芯線，沿導線絕緣體方向垂直切片，在顯微鏡下測量最薄處的厚度，作為導體絕緣層的最小厚度。

發現一卷電線測量的最小厚度小於規定值多過2Mils ，判定該卷電線不合格。若測量值小於規定值不超過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個結果小於最小值，該卷電線判為不合格，若兩個測量值均達標，判為合格。 

3）平均外被厚度 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。

4）燃燒測試： 電線燃燒等級及測試方法對照表 燃燒等級表面印字UL62:護套，不包括導線UL758：AWM 線II 級UL62：護套、導線、地線同時滿足FT1要求

。UL62最低Horizontal-Specime UL62：

CXTW 等單芯線，求/FT2 Flame Test 電線完成品外被。

VW-1Vertical-Specimen Flame Test UL1581(1060)UL1581(1060) 測試項目標準章節測試對象 FT1Vertical Flame Test UL1581(1060)

5）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 鍾內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。另方面，絕緣電阻測試在某種程序上也能產生類似效果，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。

6）火花測試 對於單芯電源線，如CXTW 線，耐電壓測試即為火花測試，而對於多芯電源線，日常生產測試中也可以用火花測試代替耐電壓測試。 火花測試要點：： OO 火花試驗機火花試驗機 

（1）鍍鉻銅珠練長度、位置：參見Table900.1, 從橫向和縱向對珠練的間隔，排列方式等 進行了規定，日常生產中須定期檢查珠練是否掉落，如發現有部分不全，應及時加以更換。 

（2）火花機V 型測試槽長度L 、測試頻率、生產電線最大出線速率的關係，見UL1581 Table900.2. 可見工作頻率提高，出線速率可以大幅提高，生產效率也可大大提升。 

（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、放端均須接地。對於10AWG 或更細導線，不用測試導通性能。 OO 測試電壓：見測試電壓：見UL1581 Table900.2

7）絕緣電阻測試 

（1）普通電線電纜、普通電線電纜 絕緣高阻計直流電壓調節為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於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： IR=R*L*M*TCF/1000 R ：高

阻計讀數 L ：實測電線長度 M ：高阻計倍率 TCF ：溫度修正係數 TCF 對照表可參見UL1581 Table52.1

（2）常用戶外型常用戶外型「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「W 」型電線阻值要高得多。如CXTW22AWG ，合格標準為15.6 ℃ 225M/1000英尺。 a 、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。

 b 、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。 註：對於護套電纜，如SVT ，SJTW ，表中所列的絕緣電阻為護套內各導線間絕緣電 阻，所以在測量時，需將護套外被切除後再浸水測試。阻抗因子C 的決定：參見UL62第34節。 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。

8）老化前和老化後拉伸測試 

（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）如何決定材質的拉伸指數？ UL62現在已將常規可彎曲軟線的物性歸結在Table5.2(絕緣體) 和Table7.2（外被）中。 過去所有電線塑料材質的物性全部列入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, 拉伸指數為老化前拉伸率100%，抗張強度1500ibf/m2。136 ℃，7天的老化後拉伸率為之前的65%，抗張強度為老

化前的85%。而對於半硬PVC 而言（SR-PVC ），根據UL1581Table47.1, 拉伸指數在Table50183中列明，即老化前，拉伸率100%，抗張強度3000ibf/m2,老化後百分比分別為70%，70%。

(3)測試樣品的製備 步驟：截取一段待測試 a 、測量其導體直徑，絕緣（或外被）層厚度； b 、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。 對於外被樣品，用拋光磨平機小心磨平外被的內表面，直至內表面凹凸部位平滑即可。對於周長分別為4mm 或6mm 的外被，可用ASTM dieD ASTM dieC的啞鈴片器製備啞鈴狀樣品。 c 、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 a 、對於規則的管狀試樣，截面積A 為： A=00.7854(D2 -d 2) D:導線外徑，d ：導體直徑 b 、對於不規則內壁試樣，面積A ： A= W 163.87G

A ：截面積，以平方英寸計。 註：啞鈴片狀外被樣品。 截面積A=外被平均厚度*寬度 c 、比重G 的測量 10英寸長的材質，按下圖方式製備樣品，測量前樣品須在純淨酒精中浸沒。主要是為避免樣品內壁上空氣的保留。 測量W1：空氣中樣品的重量； W2：水中樣品的重量； W3：為直徑小於0.127mm 綁捆銅絲的重量。 W1 G= W1-W2+W3 d 、抗張強度 S=P/A P 為拉斷試樣的力量 e 、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，循環空氣的速率應達到每小時100-200次空氣交換，溫度保持在+1.0℃。

9）其它試驗簡介

(1)、抗紫外光測試 在720小時電弧和淋雨交替施行後，試樣試驗前後伸長率、抗張強度均不應小於未試驗樣品測量值的80%，本試驗適用於「W 」戶外級電線電纜（包括單線、護套、平行線）。

(2)浸油試驗 將試樣浸泡在一定溫度、特定油質、一定時間的環境下，浸泡後試樣的抗強強度、拉伸率應保持在浸泡前試樣測試值的一定百分比。

(3)絕緣層緊密度試驗 分為節日燈線單導體絕緣層緊密度和整體結構平行線導體絕緣層緊密度兩種試驗法。護套電纜線沒有此項要求。例如：XTW 線，先截取一段11英寸長的電線，將中間絕緣縱向開，成為單導體電線結構，參照CXTW 線執行即可。

(4)表面印字牢固度試驗 ü 分為老化前和老化後牢固度試驗。生產線測試和UL 現場測試都採用老化前測試。而送樣測試都採用老化後測試。 ü 壓塊荷重450g, 端面25*50mm，測試面為絨布，在表面印字面進行三個完整的來回磨擦，檢查印字是否剝落。

(5)抗拉試驗 對於18AWG 和17AWG 的電源延長線等護套纜線，能保證在承受規定荷重1分鐘後，各內芯線不應斷線。

(6)護套表面絕緣電阻 表面潔淨的護套線，相距0.5英寸的兩個銅箔電極間施加500V DC電壓1分鐘，其絕緣電阻應保持大於100M Ω。

試值的一定百分比。

(7)絕緣層緊密度試驗 分為節日燈線單導體絕緣層緊密度和整體結構平行線導體絕緣層緊密度兩種試驗法。護套電纜線沒有此項要求。例如：XTW 線，先截取一段11英寸長的電線，將中間絕緣縱向開，成為單導體電線結構，參照CXTW 線執行即可。

(8)表面印字牢固度試驗 ü 分為老化前和老化後牢固度試驗。生產線測試和UL 現場測試都採用老化前測試。而送樣測試都採用老化後測試。 ü 壓塊荷重450g, 端面25*50mm，測試面為絨布，在表面印字面進行三個完整的來回磨擦，檢查印字是否剝落。

(9)抗拉試驗 對於18AWG 和17AWG 的電源延長線等護套纜線，能保證在承受規定荷重1分鐘後，各內芯線不應斷線。

(10)護套表面絕緣電阻 表面潔淨的護套線，相距0.5英寸的兩個銅箔電極間施加500V DC 電壓1分鐘，其絕緣電阻應保持大於100M Ω。

CSA 標準對聖誕燈飾的結構及測試要求：

軟頭（Lampholder ）、軟心（Lamp Base ）的塑料材質必須具有V-2或以上的燃燒等級且配合相關RTI值；

室內燈串須使用20AWG 的電線，類型為TXF 、PXY 、TX 或TEW ；

室外燈串須使用18AWG 的電線，類型為PXWT 、TXFW 、CXW 或CXWT ；

室外燈串的軟頭須設有排水孔；

Candelabra 或Intermediate-base 軟頭的深度須符合標準要求且電線的火線（Line ）必須連接到軟頭的中

心接觸片（Center Contact ）； 零線（Neutral ）必須連接到軟頭的螺口（Screwshell 或Side Contact ）； 帶裝飾燈串組的塑料材質須符合Slow-Burning 測試要求；

帶裝飾燈串組的軟頭須固定在裝飾物上以避免扭轉；插頭、尾插等電器零部件應使用經CSA 認證、且符合燈飾電參數的產品，否則零件須再經相關標準測試。

測試主要項目：

串接式燈串（Series-Connected Strings）：

前、尾插及軟頭拉力測試（Strain Relief）

溫升測試（Normal Temperature）

鹽水浸蝕測試（Salt Solution Immersion Test for outdoor use）

老化測試（Accelerated Aging）

耐壓測試（Dielectric Strength）

導線連接測試（Conductor Connection Secureness）

燈泡短路測試（Shunt Burnout）

軟頭推力測試（Secureness of Lampholder Contacts）：主要考察軟頭與電線端子受推力時，電線端子會否脫落造成觸電危險。

紅外線光譜分析（FTIR Scan）：其目的在於分析及證明原試片材質與燈串軟頭材料的圖譜相同（見圖1）。

並接式燈串（Parallel-Connected Strings）：

前、尾插拉力測試（Strain Relief）

溫升測試（Normal Temperature）

鹽水浸蝕測試（Salt Solution Immersion for outdoor use）

老化測試（Accelerated Aging）

耐壓測試（Dielectric Strength）

導線連接測試（Conductor Connection Secureness）

紅外線光譜分析（FTIR Scan）

帶裝飾燈串組（String Outfit / Units）：

溫升測試（Normal Temperature）

耐壓測試（Dielectric Strength）

穩定度測試（Stability ）：主要避免產品傾倒而造成火災、觸電等危險。測試方式為將產品置於 8°角的傾斜平面上，任何方向不得傾倒。

慢燃測試（Slow Burning Material Test ）：主要避免塑膠續燃而造成火災危險。其燃燒速率每分鐘不得超過4inch （102mm ）。

淋雨測試（Rain Test-for outdoor use）：主要考察在模擬戶外下雨環境時，燈組會否因浸水或絕緣遭破壞而造成觸電危險。淋雨一小時後，於五分鐘內執行漏電流及耐壓測試。

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