使用千分尺测量线缆的截面积可行吗?一定要注意这些细节!
发布时间:2025-07-10 浏览数:7

在电器产品制造中,电源线和内部布线等线缆的质量至关重要。然而电线电缆行业“偷工减料”的现象时有发生,如芯线直径不足、绞合根数减少、接地导线过细甚至使用铜包铝线等。


由于某些工厂进货检验的客观条件有限,特别是一些小型的电器产品生产企业,为了拦截明显造假的线缆入厂,在电源线、内部布线的进货检验标准文件中规定了使用千分尺来测量线缆的截面积,进而判断线缆的实际截面积是否符合标称的截面积。



那么,这种"截面积法"是否可行?其合格下限又该如何确定?本文将从以下几个方面进行分析:



1.国家标准的规定


在标准GB/T 3956-2008《电缆的导体》中,标称截面积定义为:“确定导体特定尺寸的数值,但并不受直接测量影响(注:本标准中导体的每个特定尺寸应符合最大电阻值的要求)”。


由此可见,导体的标称截面积在产品标准中是仅是用来表述电线电缆产品的规格,以便于产品制造过程中的管理活动,对于用户和设计人员来讲便于选择和指导生产及电气设计,但并不要求直接测量其实际截面,而是通过导体电阻值来进行衡量和考核。


只要单位长度导体的电阻足够小,就能有足够的载流能力,就能满足整机电器产品的设计要求。


如果选择导电性能较高的导体材料,那么实际截面可以小一些,反之导体实际截面应大一些。


有人说,纯铜的电阻率是固定的,根据电阻率公式来算,应该来说截面积是有个下限值的。


实际上,电线导体采用的原材料铜杆或铜线的电阻率是有变化的,比如说无氧铜和低氧铜的电阻率就有差异,拉丝后铜线的退火状态也会形成电阻率的差异,要保证导体的电阻率才是关键,所以,国家标准没有直接限定导体截面的下限值。



2、截面积法的实用价值


虽然标准规定采用电阻法,但截面积法具有操作简便的优势,仅需千分尺即可实施,适合工厂快速筛查。不过,要确保测量准确,必须考虑以下因素:


1

导线所用线芯的导体种类


在标准GB/T 3956-2008《电缆的导体》中,导体共分四种,第1种实心导体、第2种绞合导体、第5种软导体,第6种:比第5种更柔软的导体。


第1种和第2种导体用于固定敷设的电缆中。第5种和第6种导体用于软电缆和软线中,也可用于固定敷设。


导体种类不同,20℃时导体最大电阻的要求不同,因而在折算导体截面积的下限值要求时结果也就不同。对于第5种和第6种导体,导体内最大单根直径要求也不同。


2

导线所用线材的型号及状态


以电工圆铜线为例,标准GB/T 3953-2024《电工圆铜线》的表1规定了圆铜线的型号和名称。


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线材的型号不同,其电阻率也会有差异。标准GB/T 3953-2024《电工圆铜线》的表5规定了圆铜线20℃时的体积电阻率。


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3

单线是否镀金属


不镀金属单线和镀金属单线,其20℃时导体最大电阻的要求也是不同的,也会影响折算导体截面积的下限值。


4

单线截面尺寸偏差


单线截面尺寸是存在偏差的。以电工圆铜线为例,标准GB/T 3953-2024《电工圆铜线》的第5.4条款规定了圆铜线的尺寸偏差。


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5

绞合导体的节距对截面积的影响


绞合导体是由多根单线绞合而成,因此绞合后的截面积比之未绞合的截面积会略大,而且节距越小则截面积越大。一般标准不对节距大小做出规定,而是由工厂的生产工艺决定。


好在节距的影响不大,忽略不计对于工厂加严内控标准也是有利的。


3、截面积法确定合格下限值的示例


接下来,笔者试举例说明使用截面积法时如何确定导线截面积的下限值。


不妨以常见的标称截面积为0.5mm2的60227 IEC 06(RV)内部布线用导体温度为70℃的单芯软导体无护套电缆为例。


标准GB/T 5023.3-2008《额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆 第3部分:固定布线用无护套电缆》规定,60227 IEC 06(RV)型号电缆的导体应符合GB/T 3956中第5种导体规定的要求。


标准GB/T 3956-2008《电缆的导体》的表3规定了第5种软铜导体20℃时导体最大电阻以及导体内最大单线直径的要求。


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标准GB/T 3956-2008表3的局部截图


查表可知,标称截面积为0.5mm2的60227 IEC 06(RV)内部布线用导体温度为70℃的单芯软导体无护套电缆导体内最大单线直径为0.21mm。


假设示例导线使用的是常见的不镀金属单线,则其20℃时导体最大电阻R20为39.0Ω/km。


又假设单线的型号为TR软圆铜线,则其20℃时的电阻率ρ20应≤0.017241Ω・mm2/m。


根据电阻计算公式:

 R=ρ×L/S (式中,ρ表示电阻的电阻率,L表示电阻的长度,S表示电阻的截面积)可得与标准规定相关的导线截面积的下限值SLB为:


SLB20×L/R20    

      =0.017241×1000/39.0

     ≈0.442(mm2) 



由此示例可见,导线实际截面积虽然小于标称截面积,只要不超过下限值(本示例下限值约为标称值的90%),导线也还是合格的。


4、以单线直径测量结果推测实际截面积是否合格


上例中的导体内最大单线直径为0.21mm,为保证产品符合标准要求,电线生产企业通常会以直径比0.21mm更小的相同规格的固定根数的园铜线来生产该电线。比如用28根0.15mm直径的圆铜线来生产。


由于圆铜线的直径存在偏差,理论上应分别测量28根圆铜线的直径,再分别计算其截面积,然后求和,才是电线的截面积。是否可以有更简单的办法呢?


从标准GB/T 3953-2024《电工圆铜线》可知,0.15mm直径的圆铜线直径的下偏差为-0.003mm,以下偏差来计算,可得电线设计的截面积下限值SLS为:

SLS =28×π×(D/2) 2

       =28×π×(0.147/2)2 

       ≈0.475mm2


SLS > SLB, 产品的设计还是能够满足标准要求的。


在整机生产企业对电线进行进货检验时,为了检测简便,工厂不妨随机抽取28根中若干根圆铜线,比如 3根,检测其直径,并以SLS反推圆铜线的直径下限DL,有DL≈0.147mm。


只要3根圆铜线的直径都不小于DL,查GB/T 2828.1-2012《计数抽样检验程序 第1部分:按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划》标准可知,AQL为4.0,还是可以接受的。


总结


使用外经千分尺检测导线标称截面积合格与否,对于线缆的用户企业无疑是一种简单有效的核查方法,但是在检测时要关注细节以保证测量结果有效。


企业在实际应用中应根据自身条件,合理选择检测方法,确保线缆质量。在对应用截面积法的测量结果产生争议时,有必要考虑采用国家标准规定的电阻法对测量结果做进一步的判定。因为应用电阻法,只要测量方法正确,其测量结果的重复性和再现性通常会优于截面积法。