IEC船用電纜新標準解析

李永江（江蘇遠洋東澤電纜股份有限公司，江蘇揚州225129）

·綜 述·

IEC船用電纜新標準解析

李永江
（江蘇遠洋東澤電纜股份有限公司，江蘇揚州225129）

從2014年至2017年，國際電工委員會將陸續(xù)完成IEC 60092-3船舶電氣設(shè)備之船舶及近海裝置用電纜系列標準的修訂。介紹了2014年已修訂發(fā)行的三個標準IEC 60092-350 Ed.4.0、IEC 60092-360 Ed.1.0和IEC 60092-354 Ed.3.0與前一版相比的技術(shù)變化。

船用電纜；IEC標準；修訂；變化

0　引 言

從2014年至 2017年，國際電工委員會的TC18/SC18A將陸續(xù)完成IEC 60092-3船舶電氣設(shè)備之船舶及近海裝置用電纜系列標準的制修訂工作。目前IEC 60092-350 Ed.4.0、IEC 60092-360 Ed.1.0和IEC 60092-354 Ed.3.0等三個標準已經(jīng)完成制修訂并發(fā)布，IEC 60092-376 Ed.3.0和IEC 60092-353 Ed.4.0也正在修訂，預(yù)計將分別于2016 年4月和2017年4月發(fā)布。作為世界范圍內(nèi)最基礎(chǔ)、最權(quán)威的船用電纜系列標準，IEC 60092-3標準為大多數(shù)國家及電纜設(shè)計、制造和使用者所認可，我國對此等同采用制定了國家標準。因此不論作為電纜設(shè)計、制造者還是使用者都應(yīng)該對標準的修訂以及技術(shù)內(nèi)容變化做到熟知。

1　IEC 60092-350 Ed.4.0

IEC 60092-350是船用電纜的通用導(dǎo)則，是具體產(chǎn)品的基礎(chǔ)，規(guī)定了產(chǎn)品的通用結(jié)構(gòu)和試驗方法要求。與IEC 60092-350 Ed.3.0相比，IEC 60092-350 Ed.4.0有很大的變化。

1.1結(jié)構(gòu)材料

（1）絕緣和護套材料

IEC 60092-350第4版在結(jié)構(gòu)元件描述中明確絕緣和護套材料均采用IEC 60092-360標準規(guī)定的材料，實際上這就明確了絕緣材料和護套材料的種類和最新的技術(shù)要求。比如熱塑性低煙無鹵護套材料允許的導(dǎo)體工作溫度由85℃提高到了90℃，絕緣材料中的EPR、XLPE、HEPR不再進行無鹵和有鹵之分，而是均要求無鹵，進而需要進行低煙無鹵性能測試。

（2）絕緣結(jié)構(gòu)

第4版對絕緣結(jié)構(gòu)的描述有較大變化，將第3版的5種修改為3種，即保留了IEC 60092-360所列絕緣材料的單層絕緣，雙層或多層絕緣，以及一層或多層絕緣與單層或多層無機帶的組合；刪除了硅橡膠與浸漬的玻璃絲編織組合絕緣和單一絕緣材料加強厚度絕緣這兩種。這樣的變化實際上是基于材料工程技術(shù)的發(fā)展以及電纜本身種類和性能確定的。

取消硅橡膠與浸漬的玻璃絲編織組合絕緣，說明可以采用像XLPE或EPR一樣單一層的擠包絕緣，而不必繁瑣的類似單芯屏蔽線芯一樣在硅橡膠外編織玻璃纖維以增強機械強度。導(dǎo)致這一技術(shù)變化的原因是硅橡膠材料工業(yè)近些年發(fā)生了本質(zhì)變化，硅橡膠的機械強度能夠滿足要求。這在IEC 60092-360絕緣和護套材料標準中已得以體現(xiàn)，硅橡膠老化前的最小抗拉強度已由IEC 60092-351：2004中的5.0 N/mm2提高到了7.0 N/mm2。

單一絕緣材料加強厚度絕緣則容易造成與單護套非鎧裝電纜結(jié)構(gòu)的重復(fù)，因為兩者結(jié)構(gòu)參數(shù)幾乎相同，而單護套非鎧裝電纜則顯然比單一絕緣材料加強厚度絕緣電纜（嚴格意義上為引線類電纜，即電線）更具性能優(yōu)勢，機械強度、耐環(huán)境性能等更優(yōu)異。單一絕緣材料加強厚度絕緣電纜與傳統(tǒng)配線電纜比則外徑大，不適合電氣箱柜引線使用。從而使得新標準不包含傳播設(shè)備內(nèi)部用的引線類電纜等。

（3）低壓電纜屏蔽

就此內(nèi)容，第4版澄清了第3版所存在的表述不清問題，明確說明可以采用金屬帶屏蔽，并且其可以與銅絲編織共用作為復(fù)合屏蔽。而在第3版中其被列入4.4.2.1a）條款，將其置于金屬塑料復(fù)合帶屏蔽當(dāng)中進行描述，難以明確除了金屬塑料復(fù)合帶外是否存在金屬帶屏蔽。

1.2試驗內(nèi)容和方法

新版標準按例行試驗、抽樣試驗和型式試驗對試驗分類，并對測試內(nèi)容和方法作了修訂，具體表現(xiàn)在：對于部分特殊性能要求做了改進；將屬于材料性能的試驗方法和要求轉(zhuǎn)移到材料標準中；將成品電纜性能檢測方法由具體產(chǎn)品標準轉(zhuǎn)移到本標準，而在產(chǎn)品標準中僅規(guī)定檢測項目，具體測試按照本標準進行。這種按照材料性能和產(chǎn)品成品性能分類的方法是IEC標準體系未來的改革方向，也利于電纜制造廠家對產(chǎn)品質(zhì)量的控制，易于界定材料、工藝對產(chǎn)品性能的影響。

（1）將船用中高壓電纜（額定電壓為3.6/6 kV～18/30 kV）的局部放電試驗方法由產(chǎn)品標準IEC 60092-354移到了該標準，并作為新增例行試驗。局部放電量的大小反應(yīng)了制造工藝性能，這對于電纜的安全運行非常重要。

（2）將船用中高壓電纜（額定電壓為3.6/6 kV～18/30 kV）的高壓次序試驗方法由產(chǎn)品標準IEC 60092-354移到了該標準，并作為新增型式試驗。

（3）絕緣電阻試驗由例行試驗轉(zhuǎn)為了抽樣試驗。在本標準的上一版，絕緣電阻測量分為絕緣電阻值和體積電阻率，并且作為例行試驗進行控制。絕緣電阻的本質(zhì)反應(yīng)的是材料性能，其與工藝關(guān)系并不大，因此新版標準將其由例行試驗轉(zhuǎn)為了抽樣試驗。

（4）將原第3版標準中耐油和耐鉆液測試方法移到了IEC 60092-360絕緣和護套材料標準。原因是這兩種性能是針對護套材料的，屬于材料性能。

（5）型式試驗中刪除了有關(guān)70℃的PVC絕緣和60℃的PVC護套（ST1）的性能測試，因為在IEC 60092-360絕緣和護套材料中已經(jīng)刪除了這兩類材料，不再應(yīng)用于船用電纜。

2　IEC 60092-360 Ed.1.0

IEC 60092-360 Ed.1.0是IEC 60092-351 Ed. 3.0和IEC 60092-359 Ed.1.2的合并修訂替代標準。與這兩個標準相比，IEC 60092-360 Ed.1.0的變化主要在于材料種類縮減及名稱代號調(diào)整、材料性能修訂和試驗方法變化。

2.1種類縮減及名稱代號調(diào)整

隨著材料工業(yè)的發(fā)展成熟和遠洋船舶及海洋工程配套產(chǎn)品輕型化要求，IEC 60092-360對船用電纜絕緣和護套材料的品種做了一定的刪減和調(diào)整。絕緣材料方面刪除了PVC、HF XLPE、HF EPR、HF HEPR、HF S95，但將HF XLPE、HF EPR、HF HEPR、HF S95中的無鹵指標納入到了保留的5種材料XLPE、EPR、HEPR、S95和HF90之中。

護套材料刪除了60℃的ST1型PVC，并將氯丁橡膠代號由SE1改為SE，保留的ST2、SHF1、SE、SH 和SHF2等5種材料所允許的導(dǎo)體最高額定工作溫度由85℃調(diào)整到了90℃。

2.2材料性能修訂

基于過往應(yīng)用經(jīng)驗和試驗結(jié)果，IEC 60092-360對部分材料的性能做了調(diào)整，主要表現(xiàn)在絕緣材料中的EPR、S95和HF90以及護套材料中的熱固性材料。

對于EPR，新標準將無銅導(dǎo)體空氣箱老化溫度偏差由±2℃改為了±3℃，新增了含銅導(dǎo)體空氣箱老化性能，刪除了空氣彈老化性能。含銅導(dǎo)體空氣箱老化反映了EPR在高溫下受銅導(dǎo)體影響的老化性能，符合EPR性能和實際工況要求。

S95交聯(lián)硅橡膠的性能變化體現(xiàn)在電氣絕緣性能和機械物理性能，其20℃的最小絕緣電阻常數(shù)由1 500 MΩ·km提高到了1 850 MΩ·km，空氣箱老化前最小抗拉強度由 5.0 N/mm2提高到了7.0 N/mm2，老化后最小抗拉強度由4.0 N/mm2提高到了5.5 N/mm2。

HF90的變化主要是最小絕緣電阻常數(shù)，其值由20℃的500 MΩ·km提高到了550 MΩ·km。由于聚烯烴主要用于電纜護套，機械強度和耐候性能是其優(yōu)點，電氣絕緣性能相對較弱，因此該調(diào)整也成為新標準技術(shù)變化的一大亮點。

此外為了試驗方便，所有絕緣材料均增加了體積電阻率試驗要求。

護套方面的變化在于SH空氣箱熱老化后技術(shù)指標的變化，并新增了熱延伸試驗要求。SHF2空氣箱熱老化溫度偏差由±2℃改為了±3℃，熱延伸試驗的永久延伸率由25%調(diào)整為15%，更為嚴格。低溫彎曲和低溫沖擊試驗移到了IEC 60092-350標準，屬于產(chǎn)品性能試驗。

2.3試驗方法變化

試驗方法變化主要體現(xiàn)在作為可選性能的耐泥漿特性的檢驗。作為原表列在IEC 60092-350 Ed. 3.0標準的試驗方法，耐泥漿性能試驗方法借鑒了挪威NEK 606標準和海洋工程實際工況的需求，護套試樣需浸漬在IRM902、IRM903、溴化鈣鹽水、Carbo Sea和酯類泥漿中的三種，具有選擇性，這與NEK 606標準要求的IRM903、溴化鈣鹽水和Carbo Sea作為泥漿代表相吻合。但IEC 60092-360標準則將原來5種溶液修改為IRM902、IRM903和溴化鈣鹽水，缺少了油基溶液Carbo Sea和酯類泥漿，失去了原有的選擇性，預(yù)計認可程度將會有所下降。從此角度出發(fā)，在未來一段時間內(nèi)，業(yè)界及第三方如各國船級社或?qū)⒄J可更具代表性的NEK 606試驗方法。

3　IEC 60092-354 Ed.3.0

IEC 60092-354 Ed.3.0相對于其前一版的主要變化在于內(nèi)容編排框架、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的明確細化以及試驗項目和試驗方法的改進。

新版標準遵循通用要求、結(jié)構(gòu)要求和試驗要求的順序進行編排，與新的系列標準編排方法相同，清晰易吸收消化。結(jié)構(gòu)上明確中壓電纜可以采用單護套非鎧裝、單護套外鎧裝、雙護套鎧裝、鎧裝無內(nèi)套四種。絕緣材料上，新版標準與IEC 60092-360相吻合，取消了HF EPR、HF HEPR和HF XLPE，采用了EPR、HEPR和XLPE，應(yīng)滿足無鹵性能測試要求。鎧裝的變化是又一大主要技術(shù)變更，前版標準與IEC 60502相一致，規(guī)定鎧裝可以是圓或扁金屬線纏繞、金屬絲編織或雙鋼帶；新版標準與IEC 60092-350要求相同，鎧裝采用金屬絲編織，這也反應(yīng)了船舶和海工裝備敷設(shè)空間對電纜的彎曲要求。

試驗方面，在型式試驗項目中增加了絕緣電阻測試和耐泥漿試驗要求，高壓次序試驗方法移到了IEC 60092-350，新增了資料性附錄A“安裝后電氣試驗”。中高壓電纜因其使用的特殊性均需進行安裝后電氣性能試驗，如絕緣電阻測試、高壓試驗等，這在各國船級社規(guī)范中都有明確的規(guī)定。新版標準將其納入，在船用中高壓電纜應(yīng)用日益增多的情況下，有利于制造廠家消化吸收，提供質(zhì)量可靠的產(chǎn)品和服務(wù)。

4　結(jié)束語

國際電工委員會已經(jīng)完成了IEC 60092-3系列標準中的IEC 60092-350 Ed.4.0，IEC 60092-360 Ed.1.0和IEC 60092-354 Ed.3.0的制修訂，隨著IEC 60092-376 Ed.3.0和IEC 60092-353 Ed.4.0在不久后的修訂完成，新的系列標準將會對行業(yè)產(chǎn)生重要影響。本文對已修訂標準的新變化進行了歸納、解析，希望能夠幫助相關(guān)者提高技術(shù)儲備，推進采標。

［1］ IEC 60092-350：2014 General construction and test methods of Power，control and instrumentation cables for shiPboard and offshore aPPlications（Edition 4.0）［S］.

［2］ IEC 60092-360：2014 Insulating and sheathingmaterials for shiP-board and offshore units，Power，control，instrumentation and telecommunication cables（Edition 1.0）［S］.

［3］ IEC 60092-354：2014 Single-and three-core Power cables with extruded solid insulation for rated voltages 6 kV（Um=7.2 kV）uP to 30 kV（Um=36 kV）（Edition 3.0）［S］.

［4］ IEC 60092-350：2008 General construction and test methods of Power，control and instrumentation cables for shiPboard and offshore aPPlications（Edition 3.0）［S］.

［5］ IEC 60092-354：2003 Single-and three-core Power cables with extruded solid insulation for rated voltages 6 kV（Um=7.2 kV）uP to 30 kV（Um=36 kV）（Edition 2.0）［S］.

［6］ NEK TS 606：2009 Cables for offshore installations halogen-free and/ormud resistant technical sPecification（Edition 4.0）［S］.

［7］ IEC 60092-351：2004 Insulating materials for shiPboard and offshore units，Power，control，instrumentation，telecommunication and data cables（Edition 3.0）［S］.

［8］ IEC 60092-359：1999 Sheathing materials for shiPboard Power and telecommunication cables（Edition 1.2）［S］.

Analysis on of IEC NeW Shipboard Cable Standards

LIYong-jiang
（Jiangsu Yuanyang Cable Co.，Ltd.，Yangzhou 225129，China）

International Electrotechnical Commission will comPlete IEC 60092-3 Electrical installations in shiPs as shiPboard and offshore cables serial standards from 2014 to 2017.The PaPer introduces technology content variations of 3 Printed standards IEC 60092-350 Ed.4.0，IEC 60092-360 Ed.1.0 and IEC 60092-354 Ed.3.0 in 2014 com-Paring with the former edition of them.

shiPboard cable；IEC standard；revise；change

TM246.9

A

1672-6901（2016）02-0001-03

2015-06-15

李永江（1982-），男，高級工程師.

作者地址：江蘇揚州市瓜洲鎮(zhèn)寶石路2號［225129］.