單位：中國質(zhì)量認證中心 國際大電網(wǎng)中國國家電纜研究委員會(huì )

1. 引言

電線(xiàn)電纜是用于傳輸電力、傳遞信息和實(shí)現電磁能量轉換的一大類(lèi)電工產(chǎn)品，廣泛地應用于電力電網(wǎng)、建筑工程、軌道交通、工礦企業(yè)、數據通訊、電子電器、電氣裝備和汽車(chē)船舶等各個(gè)領(lǐng)域，被喻為國民經(jīng)濟的“血管”與“神經(jīng)”。其產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣與成套整機設備及電力系統的安全穩定運行密切相關(guān)。隨著(zhù)社會(huì )各方對線(xiàn)纜質(zhì)量安全的日益重視，有關(guān)線(xiàn)纜的采購方、監理方和監管方等加強對其產(chǎn)品的抽檢及質(zhì)量管控，特別是作為電氣性能核心指標之一的導體電阻。

然而，近期中國質(zhì)量認證中心(CQC)接收到一些線(xiàn)纜企業(yè)和用戶(hù)有關(guān)電纜標稱(chēng)截面積檢測的疑問(wèn)咨詢(xún)。部分用戶(hù)和檢測機構在電纜標稱(chēng)截面積測量的理解上存在一些誤區，將標稱(chēng)截面積理解為標準規定的截面積，采用幾何法測量導體的實(shí)際橫截面積并依此進(jìn)行判定，導致部分符合產(chǎn)品標準要求的電線(xiàn)電纜在交貨抽檢時(shí)被判定不合格。例如用于電器電源線(xiàn)的普通聚氯乙烯軟線(xiàn)60227 IEC 53(RVV) 300/500V 3X0.75產(chǎn)品，標稱(chēng)截面積為0.75 mm²，實(shí)測截面積為0.72 mm²,比標稱(chēng)橫截面小了0.03 mm²，即使其導體電阻符合標稱(chēng)截面積為0.75 mm²的產(chǎn)品標準要求，仍被誤判為不合格產(chǎn)品，最終在線(xiàn)纜及整機產(chǎn)品的銷(xiāo)售和驗收上，給企業(yè)和用戶(hù)方均帶來(lái)困擾和不良影響。為此，特撰此文對電線(xiàn)電纜導體的標稱(chēng)截面積進(jìn)行解釋和說(shuō)明，希望有助各方正確理解標稱(chēng)截面積，減少誤解及誤判，并科學(xué)準確地運用電阻法來(lái)考核導體截面積。

2.關(guān)于電線(xiàn)電纜導體的截面

在電線(xiàn)電纜產(chǎn)品生產(chǎn)、設計使用到檢測檢驗全過(guò)程中，我們所關(guān)注的電線(xiàn)電纜導體截面有著(zhù)多種的叫法和理解：標稱(chēng)截面積、設計截面積和實(shí)際截面積，它們究竟是什么關(guān)系？

電線(xiàn)電纜導體的標稱(chēng)截面積（Nominal cross-sectional area of conductor）: 所謂標稱(chēng)值是指產(chǎn)品標準中指定的量值并經(jīng)常用于表格之中，標稱(chēng)值引申出的量值通常須在規定公差下通過(guò)測量進(jìn)行檢驗。也就是說(shuō)如果標準中沒(méi)有給定某標稱(chēng)值的公差，那么此標稱(chēng)值就無(wú)需考核和測量。在GB/T3956-2008《電纜的導體》中，對標稱(chēng)截面積沒(méi)有給出公差，并定義為：“確定導體特定尺寸的數值，但并不受直接測量影響。（注：本標準中導體的每個(gè)特定尺寸應符合最大電阻值的要求）”。可見(jiàn)，導體的標稱(chēng)截面積在產(chǎn)品標準中是用來(lái)表述電線(xiàn)電纜產(chǎn)品的規格，僅僅是此規格的代號或名稱(chēng)，便于產(chǎn)品制造過(guò)程中的文件及生產(chǎn)管理，對于用戶(hù)和設計人員來(lái)講便于選擇和指導生產(chǎn)及電氣設計，但并不要求直接測量其實(shí)際截面，而是通過(guò)導體電阻值來(lái)進(jìn)行衡量和考核。

電線(xiàn)電纜導體的設計截面積（Design cross-sectional area of conductor）： GB50411-2007《建筑節能工程施工質(zhì)量驗收規范》第12.2.2條的內容如下：“低壓配電系統選擇的電纜、電線(xiàn)截面不得低于設計值，進(jìn)場(chǎng)時(shí)應對其截面和每芯導體電阻值進(jìn)行見(jiàn)證取樣送檢”，這里講的設計值指的就是設計截面積。在設計電線(xiàn)電纜采用多大規格時(shí)通常是依據電線(xiàn)電纜的載流量（見(jiàn)JB/T10181.1《電纜載流量計算 第1部分 載流量公式》），一般采用如下公式計算：

由公式可見(jiàn)，與電線(xiàn)電纜載流量I直接相關(guān)的變量是導體電阻R，并非導體的實(shí)際截面。同樣，在整機及電器附件產(chǎn)品標準的有關(guān)表格中，與額定電流值相對應的也通常是配線(xiàn)的標稱(chēng)截面。所以說(shuō)某一標稱(chēng)截面下的導體電阻大小對應的截面也可稱(chēng)電氣截面，即設計截面（設計值）。當我們考核電線(xiàn)電纜的設計截面或標稱(chēng)截面時(shí)，均是考核它的電阻值，而不是測量它的實(shí)際截面值。

電線(xiàn)電纜導體的實(shí)際截面積（Actual cross-sectional area of conductor）：指的是導體的幾何截面積。對于電線(xiàn)電纜生產(chǎn)制造者來(lái)講，某標稱(chēng)截面的導體截面究竟設計多大才能滿(mǎn)足標準要求，不是指實(shí)際截面要大于等于標稱(chēng)截面，而是指此標稱(chēng)截面下的設計截面（電氣截面）要滿(mǎn)足標準要求，即直流電阻是否滿(mǎn)足標準要求，將此作為設計導體實(shí)際截面大小的依據。如果選擇的導電性能較高的導體材料，那么實(shí)際截面可以小一些，反之導體實(shí)際截面應大一些。當今隨著(zhù)導體材料生產(chǎn)工藝的改進(jìn)和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，無(wú)氧銅材的先進(jìn)生產(chǎn)工藝已經(jīng)得到普遍應用，銅導體材料電阻率足以保證用小于標稱(chēng)直徑銅絲能滿(mǎn)足對應規格直流電阻的要求，所以目前電纜行業(yè)中較普遍出現直流電阻合格，但線(xiàn)芯實(shí)際直徑小于標稱(chēng)直徑或實(shí)際截面小于標稱(chēng)截面的現象，這是符合產(chǎn)品標準要求的，也是符合節能節材的科學(xué)發(fā)展觀(guān)。

電線(xiàn)電纜產(chǎn)品是基礎配套性產(chǎn)品，用于各行各業(yè)，大的行業(yè)又按照行業(yè)要求制定了行業(yè)標準或國家標準，在這些標準中對電線(xiàn)電纜產(chǎn)品又給了一些規定，特別是對導體的要求，從標準化法角度看，這是正確的，但對于同一個(gè)產(chǎn)品在不同的標準中相同考核項目出現矛盾、或不合理不科學(xué)時(shí)，我們應充分重視，特別是全國上下都在重視產(chǎn)品質(zhì)量的大環(huán)境下，更應該注重產(chǎn)品的考核要求是否合理科學(xué)。例如：對于GB 50303-2002《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規范》標準第3.2.10條中第 3款的要求是“按制造標準，現場(chǎng)抽樣檢測絕緣層厚度和圓形線(xiàn)芯的直徑;線(xiàn)芯直徑誤差不大于標稱(chēng)直徑的l%;常用的BV型絕緣電線(xiàn)的絕緣層厚度不小于表12（略）的規定”。對于此條款，“線(xiàn)芯直徑誤差不大于標稱(chēng)直徑的l%”此句表述要求與相關(guān)電線(xiàn)電纜產(chǎn)品標準中的要求相矛盾，無(wú)論在GB/T5023-2008還是GB/T 3956-2008標準中對于第1種或第2種導體都不考核成品線(xiàn)纜導體中的單絲直徑，僅僅考核直流電阻和單絲根數。對于電線(xiàn)電纜的導體考核要求，還是要按GB/T3956的基礎標準要求執行。

3. 電線(xiàn)電纜產(chǎn)品標準中對導體截面積的要求

目前電線(xiàn)電纜各大主流標準體系的產(chǎn)品標準均采取標稱(chēng)截面積或規格代號來(lái)對應區分不同截面的導體。例如IEC標準（IEC60227、IEC60245、IEC60502等）、歐洲標準（EN50525等）和國家標準（GB/T5013、GB/T5023、GB/T12706等）采用標稱(chēng)截面積（單位：平方毫米）作為不同截面導體規格的代號，美國標準（UL758、UL62 等）則采用AWG規格作為代號。其中，對于不同截面規格代號的考核均是通過(guò)導體電阻值來(lái)要求，而非實(shí)際測量導體截面積（注：UL 標準允許測量實(shí)際截面積，但采用導體電阻作為仲裁方法）。

在國家標準GB/T 5023-2008、GB/T 5013-2008和GB/T 12706-2008中，主要規定電纜導體符合GB/T3956的要求，主要考核有：1）軟導體的單線(xiàn)最大直徑和硬導體中單線(xiàn)最少根數符合GB/T3956的要求；2）導體在20℃時(shí)的電阻應符合GB/T3956的要求。

在GB/T3956中，導體共分四種：第1種（實(shí)心導體）、第2種（絞合導體）、第5種（軟導體）和第6種（比第5種更柔軟的導體）。其中，第1種和第2種導體用于固定敷設的電纜中（例如布電線(xiàn)、電力電纜等）。第5種和第6種導體用于軟電纜和軟線(xiàn)中（例如電源線(xiàn)、橡套電纜等），也可用于固定敷設。

在以上四種導體中，不同標稱(chēng)截面積導體規格考核的20℃時(shí)最大導體電阻值如表1所示，可見(jiàn)，各個(gè)標稱(chēng)截面積導體規格與其最大導體電阻值存在一一對應的關(guān)系。其中，對于同一標稱(chēng)截面積導體，由于各個(gè)導體種類(lèi)、材料和結構的不同以及鍍金屬層的影響，其考核的最大導體電阻值亦略有差異。

因此，對于電線(xiàn)電纜產(chǎn)品標準，只要導體能達到所聲稱(chēng)的標稱(chēng)截面積對應的最大電阻值要求，導體單線(xiàn)直徑或根數滿(mǎn)足標準要求即可判定合格。在近期給線(xiàn)纜質(zhì)量安全敲響警鐘的奧凱問(wèn)題電纜事件中，抽樣單位和承檢單位也正是對問(wèn)題電纜的20℃導體直流電阻項目進(jìn)行了檢測，并對照導體標稱(chēng)截面積對應的電阻值進(jìn)行判定，給出了不合格的結論，反映了電纜導體的截面虧方問(wèn)題。

4. 整機及電器附件中對電纜導體截面積的要求

目前，在主要的整機及電器附件產(chǎn)品標準中，如表2所例，引用的均為標稱(chēng)截面積，應按照電線(xiàn)電纜產(chǎn)品標準中有關(guān)考核標稱(chēng)截面積的方法即導體電阻來(lái)衡量。

值得一提的是，在2008年中國合格評定國家認可委員會(huì )（CNAS）組織的“電動(dòng)工具產(chǎn)品安全檢查（CNAS T0409）”能力驗證工作中，其中有個(gè)項目就是：手電鉆產(chǎn)品電源線(xiàn)截面積的測量。當時(shí)有11個(gè)檢驗機構采用數學(xué)幾何法測量電源線(xiàn)截面積，結果判定錯誤，導致能力驗證結果不滿(mǎn)意，而正確的測試方法應是通過(guò)導體電阻測試的方法。

5. 電線(xiàn)電纜導體電阻測量方法

在電氣裝備用線(xiàn)中，導體電阻的測量方法主要是參考GB/T5023.2和GB/T5013.2。主要要求如下：

電纜導體檢查應在長(cháng)度至少為1 m的電纜試樣上對每根導體進(jìn)行測量，并測定每根電纜試樣的長(cháng)度。

若有必要，可按以下公式換算成導體在20 ℃、長(cháng)度為1km時(shí)的電阻。

更詳細的可以參考GB/T 3048.4-2007《電線(xiàn)電纜電性能試驗方法 第4部分：導體直流電阻試驗》，其中規定了導體直流電阻試驗的試驗設備、試驗準備、試驗程序、試驗結果及計算和試驗記錄。

6. 結束語(yǔ)

電線(xiàn)電纜作為上游配套產(chǎn)品廣泛地應用于國民經(jīng)濟的眾多產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域，也因此接受著(zhù)來(lái)自各方的產(chǎn)品規范要求和質(zhì)量管控。在線(xiàn)纜制造、流通、交貨驗收以及安裝使用的各個(gè)環(huán)節中，大力推行和正確使用線(xiàn)纜產(chǎn)品標準，顯得尤為重要。特別是對線(xiàn)纜質(zhì)量安全性能直接相關(guān)的標稱(chēng)截面積，生產(chǎn)企業(yè)、用戶(hù)方和檢測機構等有關(guān)方對相關(guān)標準的正確理解與運用，將有助于進(jìn)一步規范線(xiàn)纜產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)上下游健康發(fā)展。