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Wire & Cable ASIA – July/August 2015
www.read-wca.com测试方法及结论
为了确定直流供电导致的导体温度升高程度，研究遵循了国
际电工委员会
46C
专门小组
[3]
提出的测试方法：使用
100
米长
的电缆样本，电缆缠绕在卷轴上并置于
20
摄氏度的恒温环境
舱内，测量内容包括供电电压和护套温度(见图
3
)。实验采用
一款符合美国线规
26
的超
6
类铝箔对对屏蔽实心铜导线实践此
方法，正如第
2
节中模拟的情形。
测试前将该电缆样本置于
20
摄氏度环境中至少
16
小时。在电
缆中间点的护套外安放J型热电偶。采用吉时利公司的
2200
-
60-2
(
60
伏、
2.5
安)工作台电源，操作模式设定为恒定电流，
为每对被测线施加
0.6
安的电流(
I
)，样本远端为短路状态。每
隔
15
秒钟，使用美国国家仪器有限公司的
LabVIEW
软件
[
6
]
记
录温度和电压数据。
电缆样本的温度由于焦耳热效应而上升，过了一段时间之
后，温度稳定下来。在这一时点，由于直流电接入产生的热
能等于样本的辐射功率，抑制了温度的进一步上升。
当电源扭到开(
U0
)位置时，立即用等式(
1
)计算基于电压的导
体电阻；当温度稳定以后(
UT
)，用公式(
2
)计算导体电阻。
然后利用初始值(
R20
)、稳定电阻(
Rt
)和等式(
3
)计算导体温
度(Δ
t
)变化(或德耳塔)。
注
换四种不同的电流(
I
)值重复这种方法，即：
1.0
安、
1.4
安、
1.8
安和
2.2
安。图
4
显示了导体温度相对探针模拟并测量
计算的直流电流强度(见图
1
)变化。
结果表明，德耳塔导体温度与电流的对数存在线性关系。在
这层关系的基础上，可以用公式Δ
t=x*Iy
计算近似值，该值可
用于预测测量范围之外的观测值引致的导体温度升高程度。
我们发现，对于美国线规
26
的超
6
类铝箔对对屏蔽实心铜导
线，该近似值为：
运用该近似值，在
20
摄氏度的恒温条件下，
3
安的电流能够使
单个电缆温度上升
20.7
摄氏度。
我们通过
Minitab
软件的配对t检验，从统计学角度进一步考查
了模拟和测量结果之间的相关关系
[7]
。图
5
为模拟与测量之间
的温度差异个别值图表，图中也显示了基于这些差异的
95%
置信区间。上述结果表明，其他模拟与测量值中的
95%
预计
会落在
±0.1
温差范围内，应证了极好的相关性。同样地，不
能拒绝两组数据的均值之间无差异的零假设。
铜包铝线
我们采用导线尺寸为美国线规
24
的铜包铝无屏蔽双绞线，按
照第
3
节中的美国线规
26
超
6
类铝箔对对屏蔽电缆样本方法展
开测量。表
1
列示了每种电缆类型每对被测线的直流环路电
阻。研究中纳入了尺寸为美国线规
24
的
5
类实心铜质双绞线电
缆作为参照。
由于受测铜包铝线电缆阻抗高，使用工作台电源无法提供要
求的高电压，从而电流达不到
2.2A
。换句话说，随着温度和
电缆样本
热电偶
直流电源引线
❍
图
3
:
测量设置
差异的单个值图表
(原假设以及均值的
95%
置信区间
t
值)
差异
电流 (安)
Δ
导体温度 (摄氏度)
❍
图
4
:
导体温度模拟、测量与变化估计
❍
图
5
:
温度差异的单个值图表
测量
模拟
近以值