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绝缘电线电缆技术动向星期四2009年7月9日0:00:00来源：中国电线电缆网 字体：大 中 小帐号：sccddlgs密码：v834ea5k （1）环境友好型电缆 近年来人们对于环境越来越关心，各个领域均开发了环境友好型产品。在电线电缆行业，1998年建设省（目前的国土交通省）公布了“环境友好型机关大楼（绿色建筑物）计划指令”，因此对环境性能优良的生态材料电缆（EM电线电缆）提出了标准化要求。与此对应，本会于2000年设立了电缆环保化促进委员会，积极开展JCS (日本电线工业会标准)和JIS（日本工业标准）标准化和推广普及的活动。作为其中的一项活动，2007年末，技术资料第142号刊登了关于EM电缆的疑问和质问，从用户的立场出发以问答的形式汇集了各种细则问题。 图显示了2001 2007年EM电线电缆的销售业绩。通过标准化和推广普及的活动，图中的曲线从2000年至2003年向右上角上升，2003年的铜交货量约为2000年的3倍。但从2003年开始，持续呈现横盘状态，估计是EM电线电缆已经基本上渗透到政府机关大楼中的缘故。此外，由于国土交通省制定的各种标准中规定EM电线电缆为标准使用的电线电缆，认为EM电线电缆将会完全渗透到政府机关大楼中。图2 EM电线电缆的销售业绩 1) 环保规则动向 关于环境的规则欧洲制定较早，内容也较严格。欧盟于2001年2月出台IPP(整合性产品策略)，并提出旨在促进绿色产品市场的产品环境政策。以IPP为基础，制定了一系列产品环境规则。其中有以资源循环为目的的WEEE（废电气电子设备指令）、有防止环境污染和再生材料中混入有害物质的RoHS(电子电气设备中限制使用特定有害物质法令)、有以环境友好设计为目的的EuP（耗能产品指令）等等。还有以化学品管理为目的的担负约3万种化学品安全性确认责任的REACH（欧盟化学品管理新法规）也于2007年6月1日开始执行。欧盟的环境规则更加严厉了。 在电缆用户的环保要求方面，以WEEE指令和RoHS指令的对象电气和电子设备制造商为主，执行在电子电气设备用电缆中限制6种物质（铅、汞、镉、6价铬、溴阻燃剂（PBB、PBD）的规定。与之相应，对于本来与欧盟规则无关的工厂设备用电线电缆，也出现了自动采用同一规则进行设计的电缆用户。电线电缆的PVC绝缘多采用铅作稳定剂，但最近无铅PVC的使用越来越多。 此外，对于目前大量流行的PVC电线电缆，不仅铜而且被覆材料的回收也取得进展，回收的材料将投入电线电缆再使用。从废弃电线电缆回收再利用的PVC自然含铅，不仅再生PVC的用途狭窄，而且不能回收，只是产生废物而已。因此，为了实现环境友好，有必要进行真正有效的、多方面的环境友好探讨。 2) 环境友好设计 本会于2003年4月设立了电缆环境技术分委会，讨论了作为今后环境友好电缆的基础的 “电缆的环境友好设计”，该报告调查了制造、使用和废弃各阶段关于电线电缆和包装的环境友好设计的现状和问题，并刊登在技术资料第137号上。表1列出了各阶段应考虑的设计要素。 对制造时“材料用量”、废弃时“材料成分的可回收性”和“材料的识别”等产生重大影响3R（Reduce（节约）、 Re-use（再利用）和 Recycle（回收）技术，社团法人电线综合技术中心（JECTEC）于平城17年受经济产业省的委托进行了调查，并探讨了旨在推进3R活动的电缆设计。表1 环境友好设计的各要素环境友好设计的各要素制造时LCA(寿命周期评价)材料用量有害物质回收材料包装材料的减少和回收使用时导体规格选定有害物质产品寿命火灾时废弃材料成分的可回收性材料识别材料分离同一材料的使用有害物质废弃方法信息 关于大大影响制造时“材料的用量”和废弃时“材料成分的可回收性”和“材料的识别”的3R技术活动，社团法人综合技术中心（JECTEC）受经济产业省的委托于平成17年进行了调查，并探讨了旨在推进3R活动的电缆设计。此外，关于对环境影响最大的CO2的排放量，对增大导体截面降低输电损耗从而大大减少CO2的排放量的理论进行了验算。 表2显示了旨在推进3R活动的电缆设计（例子）。表中的各项目正在实际探讨中，尤其是关于采用纵向凸脊识别EM电线电缆的方法，可在电线电缆上设置如图27所示的凸脊，以期尽早制定JCS标准，作为对循环社会的一份贡献。 表2 旨在推进3R活动的电缆设计（例子）设计例子效果采用单芯或多芯无护套绞合结构填充、扎带等容易去除和再使用采用纵向凸脊识别电缆大幅度改善回收甄别性非交联聚乙烯或非交联聚烯烃因没有交联，再使用容易绝缘和护套采用同一种材料不需分离，促进再使用图26 旨在推进3R活动的电缆设计（例子） 此外，关于电线电缆交货用包装材料的减少和回收，本会成立了包装探讨工作小组对此进行了探讨，并刊登在技术资料第140号上。工作小组提议有必要实现轻线盘标准化和开展再生线盘侧板外表无涂装的宣传活动。关于线盘的选型，应根据包含LCA(寿命周期评价)在内的综合评价，通过混合使用木线盘、塑料线盘和铁线盘在合适的地方采用合适的材料，取得有利于环境的效果。 3）移动布线用EM电线电缆 在新的环境友好型电缆方面，2007年4月16日修改了关于移动布线用EM电线电缆的法规（电气用品安全法施行规则部分修改），新的软性聚烯烃材料的开发和在电缆产品中的应用成为可能。该法规的修改解决了实际应用问题，电源软线和橡套软电缆等移动布线用EM电线电缆实现产品系列化成为可能。移动布线用EM电线电缆如图28所示。 图27 移动布线用EM电线电缆 4）阻燃性 EM电线电缆采用以氢氧化镁等金属水合物为主的阻燃剂。为了使聚乙烯等材料获得阻燃性，必须在配方中添加大量金属水合物，但这些物质影响拉力性能和其它性能，获得平衡的配方很困难。而磷系阻燃剂（尤其是红磷）只要添加少量即可发挥很好的阻燃效果，因此用磷作为阻燃剂是非常有益的。但国内因忌讳红磷，对磷阻燃剂不感兴趣。因此，本会设计了磷阻燃剂工作小组，对红磷的环境影响进行了包括实验在内的广泛的调查研究，结果发现电线电缆采用磷阻燃剂对人体和环境的影响很小，可以忽略不计，这些调查结果刊登在技术资料第139号上。预计今后将会采用红磷添加金属水合物与上文3）所述的新环保材料的组合制造兼有阻燃性、柔软性和经济性等优点的新EM电线电缆。 （2）建筑物、厂房布线用电线电缆 近年来，随着办公大楼向大型化发展，有必要增大电力线路用电线电缆的容量和线路数目，降低现场作业的强度和缩短工期。为此，在建筑物的低压电路中采用VV电缆（聚氯乙烯绝缘和护套电缆）和CV电缆（交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆）预加工制成的分支电缆；使定长和规定数目的VV电缆端接并对接头部进行模塑加工的“组合电缆”，正在建筑物和公寓大楼的户内布线中推广使用。最近，这类分支电缆和组合电缆也向环境友好的环保电缆（EM电缆）方向发展。图28 分支电缆 图29 组合电缆 建筑物和厂房使用的CV、VV、CVV和IV型电力和控制电缆，最近也替换成环境友好的无卤环保电缆。这些环保电缆以CE/F、EE/F、CEE/F和IE/F的型号实现了JIS标准化。 此外，根据电气用品技术标准重新规定了环保软线和活动地板用环保电缆，并根据电气用品技术标准重新规定了柔软性与传统产品（VCT、2PNCT等）相同的环保软线和环保橡套软电缆。这样，建筑物和厂房布线用EM电线电缆已经品种齐全。 各种消防设备的布线采用火灾时能维持一定时间绝缘功能的耐火耐热电缆。对于必须维持高安全性的场所，使用燃烧时不会放出卤酸气和腐蚀性气体的低烟高阻燃无卤耐火耐热电缆，即高阻燃环保电缆。对于办公室内的办公设备和电话布线，活动地板布线系统已经成为主流。这种系统采用VVF、PVC塑套软电缆等电力电缆和电话电缆、数据电缆等弱电电缆，它们分别敷设在各自的托架上，系统用户端安装万能插口等连接器。这种系统具有施工简单、布线更换容易和灵活性高的特点，可普遍推广。如上文所述，可替代活动地板传统使用的PVC塑套软电缆的环保电缆，采用软绞合导体（软铜绞线），因此电缆整体的柔软性得到提高。这类按电气用品技术标准规定的活动地板用环保电缆，正逐步投入使用。 在移动布线方面，替代传统使用的PVC软线的阻燃聚乙烯环保软线实现了JCS标准化。而且电气用品技术标准中增加了环保软电缆用新材料聚烯烃料和阻燃乙丙橡胶料的规定，这些电缆料也实现了JCS标准化。目前关于EM软线和EM橡套软电缆的电气设备技术标准（说明）的条目进行了修改，从10月起开始执行。 在感应灯布线采用EEF/F等聚乙烯绝缘电缆的场合，会产生荧光灯的紫外线引起的绝缘开裂缺陷。因此，采用了具有耐紫外线性能的聚乙烯绝缘电缆“耐紫外线EEF/F”。 （3）家电和电子设备用电线 近年来随着IT行业的发展，对工业设备至家电的电子设备提出了体积小、重量轻和高性能的要求。此外，由于设备连线的网络化，要求直径小、重量轻、耐曲挠性优良且能高速大容量传输信息并抑制噪声的电子设备用线。最近由于环境友好电线电缆成为热点，人们日益重视全球环境问题，电线电缆燃烧时的释放的二恶英和卤酸气和深埋处理时的土壤污染问题引起人们的注意。 在这种背景下，欧洲领先制定了与环境对策法令有关的WEEE指令、RoHS指令和REACH指令。WEEE指令的基本理念是加强电气电子设备制造商的与废物排放有关的制造产品责任心，主要包括以回收和循环再利用废弃的电气电子设备为目的努力减少废物排放。 RoHS指令的基本理念是限制电气设备产品中铅、汞、镉、6价铬和溴阻燃剂（PBB、PBD）的含量。原则上以不含这些物质为目的，但对于自然含有这些物质的设备，限制其浓度。受这些法令的影响，日本主要电气电子设备制造商完成了称作“绿色供货”的供货产品向环境友好型的转移。就电线电缆的要求而言，适用RoHS指令。下述制品大类中使用的电线电缆几乎全部是适用对象： 适用于RoHS指令的主要制品大类1. 大型家电（冰箱、洗衣机、电炉、空调等）；2. 小型家电（吸尘器、电烙铁、干燥器等）；3. IT或通信设备（电脑、打印机、复印机、电话机等）；4. 娱乐设备（收音机、电视机、录像机、乐器等）；5. 其它（游戏机、照明设备、医疗器械等） 在家电和电子设备用电线的主要材料聚氯乙烯、聚乙烯和氟塑料中，对限制有害物质十分重要的是廉价有效的稳定剂、着色剂和阻燃剂。 为此，各电缆制造商投入大量时间和费用对着色性、阻燃性和热老化性等物理性能进行评价。此外，在电子电气设备制造商中，有的企业将产生RoHS指令规定以外的二恶英和卤酸气的聚氯乙烯和氟塑料也列为限制对象。为了满足这种要求，生产无卤电线电缆的厂家多起来，使用的材料以称作聚烯烃树脂的电缆料为主。然而，这类材料的阻燃性、柔软性以及可挤出性还存在问题，价格也比普通电缆料高，这是今后的研究课题。图30 无卤电线的例子 RoHS指令执行已经2年多了，包含应付环境问题的观点在内的各企业对环境友好型产品的配合，是问题的关键。 REACH法规2007年6月1日开始执行以来。在欧盟内部，规定年生产或进口1吨以上化学品的企业有责任对该化学品执行登记并作出安全性评价。此外，对于流动的物质，产品中含有0.1%以上欧盟规定的高可疑物质的企业，2009年6月以后有公开物质名称的义务，2011年6月以后，1年含有量在1吨以上的企业有义务执行登记，今后要密切注视动态，探讨应对措施。（2008年10月至现在）。 （4）特种用途电线电缆 1）移动电缆 起重机等大型移动机械使用的移动电缆由于受弯曲、扭转、拉伸、摩擦等应力，要求具有柔软性和耐久性。因此采用软导体橡胶绝缘耐磨护套电缆，此外，对于恶劣环境中的应用，在护套内增加编织层等补强元件。传统上为了防止移动电缆的电磁感应，人们采用将电力电缆和控制电缆分开、将绕线线盘也分别置于设备的两侧等方法。光纤传输控制回路的采用，解决了电磁感应问题。 近年来，不断开发这样的光纤复合电力电缆，在无电磁感应高保真传输信号的同时省去了传统的控制电缆。在自动化程度高的移动机械中，传输容量大的光纤的用途正日益增多，光纤复合移动电缆（图31）成为主流。图31 光纤复合橡套软电缆 关于环保化问题，由于移动电缆在极其恶劣的环境下运行和作为建筑工地的临时电源使用等因素，经过较短的寿命周期就作废弃处理了。因此该领域迫切要求环境友好型的环保电缆。随着电气用品技术标准的修改，作为环境友好型EM橡套软电缆的护套材料，增加了新的橡胶材料阻燃乙丙橡胶、塑料材料阻燃聚烯烃和阻燃交联聚烯烃。环境友好型EM橡套软电缆的护套比传统的氯丁橡胶橡套软电缆的护套具有更加优良的耐水性，因此有利于在水道中敷设，由于兼有环境友好性，此类电缆的需求将会增多。 提起关键词“环境”，近年来作为环境中易再生的能源的风力发电设备飞跃发展；移动电缆的特性在这类设备中也得到发挥。在相当于风力发电设备的心脏的机塔上部有一个发动机舱（它容纳与机翼叶片连接的增速器和发电机），连接发动机舱与地面变电设备之间的电缆要求具有随机翼叶片转动的移动性，因此，耐曲挠性和耐扭转性优良的橡套软电缆再次受到人们注目。这类利用特种用途电缆的特性的用途，有望继续扩大。 此外，近年来对于户外临时戏台和舞台照明等演出场所用电缆的需求日益增多。连接电源与电气设备的电缆国内根据电气用品技术标准说明，使用橡套软电缆。此外，在演出场所橡套软电缆与国外连接器（美国制凸轮锁紧型）配接的例子多起来。但满足国外连接器规定的额定电流和配接方式的要求的电缆无法从现有的JIS C 3327（600V橡套软电缆）中选取，因此本社制定了可与国外连接器配接的演出场所电气设备用2类乙丙橡胶绝缘氯丁橡胶橡套软电缆的标准JCS 4505（演出场所电气设备用橡套软电缆）。 2）核电站用电缆 对于核电站用电线电缆包括电站内特殊环境中使用的电缆，必须设想各个场所的系统和设备的各种环境条件并确保电缆长期维持功能。 对于格纳容器内和安全系统内使用的电缆，要设想电缆在正常运行时暴露在热和辐射条件下,在LOCA 事故 (制冷剂漏泄事故) 时暴露在热、辐射、压力、蒸汽和化学液共存的严酷条件下。作为在这样的环境条件下能发挥功能的电缆，采用乙丙橡胶绝缘氯丁橡胶护套电缆或乙丙橡胶绝缘氯磺化聚乙烯护套电缆。 对于格纳容器外和非安全系统内使用的电缆，除了特殊耐热聚氯乙烯外还采用阻燃乙丙橡胶和阻燃交联聚乙烯作绝缘，对于护套材料，出于电缆燃烧时放出的气体腐蚀机器的考虑，采用阻燃低氢氯酸聚氯乙烯。最近，作为兼有耐核电站环境性能的无卤高阻燃核电站电缆，还采用无卤阻燃乙丙橡胶绝缘无卤交联聚乙烯护套电缆。此外，作为新的核电设备的核燃料回收设备和高速反应堆，要求10MGy级的超耐辐射性能。为此开发了聚酰亚胺、PEEK (聚醚醚酮)和特种乙丙橡胶绝缘的电缆，部分已经投入应用。此外，最近探讨了延长核电站寿命的对策；对于核电站电缆，也探讨了原有型式试验项目的合适性和时效老化的评价技术。 3）船用电缆 对于船用电缆，为了与适用 IEC标准的修改一致，对JIS C 3410 （船用电缆）和JIS C 3411-350 （从IEC 60092-350翻译的JIS标准）进行了修改。新的修订版JIS主要的修改如下： JIS C 3410 （船用电缆） 随着导体最高允许温度的改变（乙丙橡胶绝缘：8590；PVC绝缘：6070），修改了允许载流量； 对于总屏蔽和线对分屏蔽，从编织屏蔽变成铝塑复合带绕包屏蔽； 增加了耐火船用电缆和高压船用电缆。 JIS C 3411-350对最新版本的IEC 60092-350：2008的翻译版实现了标准化。上述两个标准预计在2008年末进行修改。 其他活动包括发行了海上保安厅高速巡视舰用“无卤阻燃船用电缆”的通用规范，并在国土交通省海事局“船舶检查方法”中增加了该规范。 4）引接线 引接线尤其是电气设备和电机用引接线广泛用于要求柔软性的配电盘内的布线。该电线的导体由束绞线组成，安装性优良，很受用户欢迎。 使用电压为600 6600V, 高压时绝缘外也不包金属编织，形成所谓的绝缘线结构。因此，布线时必须远离接地金属和异相导线。 引接线分为橡胶绝缘线和塑料绝缘线两大类。有采用耐热性优良的硅橡胶绝缘的引接线和玻璃丝编织橡胶绝缘引接线，还有采用阻燃交联聚乙烯的塑料绝缘引接线和相应的环保电线等。最近使用经济性优良的软性阻燃交联聚乙烯引接线的场合逐渐增多。此外，电气设备用引接线中，考虑RoHS指令的环保电线的需求也增多了。图32 软性阻燃交联聚乙烯引接线 （5）电缆标准与IEC整合的探讨 作为基于WTO/TBT协议的JIS与IEC标准整合的一个步骤，从1998年开始直至现在，制定了部分电缆产品根据IEC翻译的JIS标准。 主要的翻译JIS标准有关于聚氯乙烯电缆的JIS C3662 （额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆：IEC 60227)系列标准和关于橡胶电缆的JIS C3663 （额定电压450/750V及以下橡胶绝缘电缆：IEC 60245)系列标准。 电气用品技术标准省令第2项中采用了这类与IEC整合的JIS电缆。 另外，在建筑电气设备（主要以交流1000V及以下的住宅、商业和工业设施为对象）方面，IEC 60364（建筑电气设备）也适用于日本，因此作为电气设备技术标准说明第272条加以采纳。但在电缆方面，根据额定电压的差异和说明内容，可使用的电缆限于600V CV电缆，这是对国内广泛使用的JIS 产品 IV电线和VVF电缆的应用进行探讨得出的目前的观点。 在这样的背景下，为了促进与国际标准的整合，2005年设立了“电缆标准国际整合化特别委员会”，隶属于理应对低压电线电缆的电气用品范围内的JIS IEC整合化进行正式探讨的“电气用品标准规范国际化委员会”。该特别委员会（与电缆和电缆安装有关的各方参与策划）就适合用作电气制品的JIS电缆，对作为固定敷设用电缆的IEC 60502-1 （1kV和3kV挤包电缆）中的1kV电缆、作为聚氯乙烯绝缘线和软线的IEC 60227系列和作为橡胶绝缘线和软线的IEC 60245系列的采用进行了前瞻性课题研究，整理成“与电缆标准国际整合化有关的课题研究