如何避免電線絕緣和護套退縮?

退縮是電線絕緣層從接頭或端接連接器拉回的一種狀況。如果發生退縮,可能會暴露出過多的銅(或鋁)導體並增加短路的風險。退縮也可能發生在多芯電纜的護套上。如果護套從接頭或端子連接處拉回,會使電纜暴露在灰塵和濕氣中。

退縮的原因是什麼?
當製造過程中絕緣或護套材料中存在內置機械應力時,可能會發生退縮。例如,如果銅導體以比擠出機頭中熔融的絕緣化合物稍快的速度,穿過絕緣擠出機頭,則熔融絕緣材料會被拉伸。

當絕緣化合物冷卻時,絕緣材料會在這種拉伸狀態下凝固。如果電線後來被切成短的長度與銅導體的摩擦太小而無法將其固定到位,則絕緣可能會拉回。而高溫和寬溫度偏移往往會加速該過程。

由於其基本化學結構,聚合物對退縮的敏感性各不相同。 例如,聚合物的熱膨脹係數會影響退縮。較高的熱膨脹係數,就意味著在溫度變化期間較大的體積變化,可能會導致反應更劇烈的退縮狀況。


黑色線束為退縮情況
紅色線束為正常情況

為了最大限度地減少退縮的狀況,電線電纜產業開發了測試方法和標準來測量與控制退縮。像在ANSI/ICEA 標準 S-56-434.2 第 5.4.1.3 節文件中,就有詳細說明了一種經常用於評估通信電纜絕緣退縮的測試方法。

測試是在距離絕緣層 6 英寸的樣品上進行的。將樣品置於熱風循環烘箱中四個小時,而PE(聚乙烯)絕緣材料的溫度為 115°C,PP(聚丙烯)絕緣材料的溫度為 130°C。 退縮定義為樣品兩端絕緣的總退縮。此測試的通過標準為 0.38 英寸(10 毫米)。

除了 ANSI/ICEA 標準之外,UL 2556 安全電線和電纜測試方法標準,也有用於確定絕緣退縮的測試流程。UL 2556 第 7.4 節,針對退縮也有一種測試方法,透過將樣品浸入 90°C 的水中來確定水中絕緣的退縮。

UL 2556 第 7.5 節,有說到在空氣中的退縮,透過加熱待測樣品然後使其在空氣中退縮來確定退縮的狀況。一旦樣品處於室溫,如果有退縮狀況,就會開始測量退縮。

雖然確定絕緣退縮率很重要,但也有必要測試電纜護套,以減少水和污垢進到電纜中的機會。 ANSI/ICEA 文件的 5.4.3.3 節中,就有提到,包含電纜護套退縮測試的測試方法。它需要從護套上去除 0.5 英寸(13 毫米)寬 x 2 英寸(50 毫米)長的材料。然後在 100°C(某些材料為 115°C)的烘箱調節前後四個小時測量該測試品的長度。然後根據這些測量值計算百分比退縮。允許的最大護套退縮率為 5%.

而在終端設備與電線絕緣層末端之間的距離稱為“絕緣間隙”。退縮會有導致絕緣間隙過大和短路的風險。將退縮對絕緣間隙的影響降至最低的一種方法,就是採用絕緣支撐壓接的端子來降低風險。


A:絕緣間隙、D:線徑

而退縮的問題,也可以透過選擇材質上不易退縮的絕緣(或護套)材料,以及增加絕緣層和導體之間的摩擦量,即增加電線的絕緣帶摩擦力,又或是使用配備絕緣支撐壓接的接頭和端接裝置,降低一定程度絕緣和護套退縮的潛在風險。

 

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