建筑節(jié)能檢測中電線電纜截面積判定規(guī)則研究

摘 要：目前建筑節(jié)能材料檢測工程質(zhì)量驗收中，對于電線電纜導體截面積是否需要判定或如何進行合格判定一直存在爭議，本文結(jié)合電線電纜標準的研究以及檢測中實踐經(jīng)驗的總結(jié)，對導體截面積檢測的必要性進行分析，并研究總結(jié)截面積可行的判定方法，以供行業(yè)內(nèi)各方進行一步完善檢測要求和判定準則。

關鍵詞：電線電纜，導體截面積，檢驗檢測，合格判定

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2025.02.033

0 引 言

長期以來，電線電纜是建筑工程質(zhì)量驗收的必檢產(chǎn)品，其檢測項目主要包括電性能、機械性能以及結(jié)構(gòu)尺寸等。其中導體截面積作為結(jié)構(gòu)尺寸的參數(shù)，對于其是否需要檢測或者判定一直存在爭議。主要原因是電線電纜相關國家標準或者行業(yè)標準中，對于導體截面積沒有明確的技術(shù)指標規(guī)定，而在建筑節(jié)能檢測驗收規(guī)范中又要求對導體截面積進行檢測，但實際情況是多數(shù)電線電纜的截面積無法達到標稱截面值，因此在工程質(zhì)量驗收中常常會引起各方的異議。

1 現(xiàn)有的截面積判定規(guī)則

GB / T 3956—2 0 0 8《電纜的導體》[1]、GB / T12706.1電力電纜系列標準、GB/T 5023系列標準、JB/T 8734系列標準中對于導體截面積均沒有指標要求，在GB/T 4909.2—2009《裸電線試驗方法 第2部分：尺寸測量》[2]和GB/T 3048.2—2007《電線電纜電性能試驗方法 第2部分：金屬材料電阻率》[3]中都規(guī)定有簡單、復雜截面的試驗方法，但依然沒有截面積的相關指標要求。

工程檢測上的建筑節(jié)能驗收規(guī)范的標準中，對于低壓電線電纜進場驗收的有明確的要求，在國家GB 50411—2019《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》要求對進場的電線電纜的導體電阻進行送檢并按GB/T 3956—2008的標準值判定，而對截面積沒有要求判定，因此各個CMA實驗室在實際檢測過程中，一般都僅出具導體截面積的實測值。在DGJ08-113-2017《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗收標準》條款11.2.4中規(guī)定，低壓配電系統(tǒng)選擇的電線、電纜進場時，應對其導體電阻進行復驗，且復驗應為見證送檢，雖然沒有說明截面積送檢，但在表17.2.2系統(tǒng)節(jié)能性能檢測主要項目和要求中規(guī)定電纜電線的截面值不得低于設計值和標稱值，這個要求就非常嚴格。

由于銅的價格較為昂貴，電線電纜產(chǎn)品的生產(chǎn)成本主要在于銅導體，銅導體的截面積大小是影響生產(chǎn)成本最重要的因素，事實上考慮到國家或行業(yè)產(chǎn)品標準中未規(guī)定截面積的指標，所以為了節(jié)約生產(chǎn)成本，廠家生產(chǎn)的大多數(shù)線纜的導體截面積實測數(shù)據(jù)均無法達到標稱值，尤其是大截面的電纜，更是難以達到。筆者統(tǒng)計了2019年至2023年送檢的2304份導體電阻合格的電纜產(chǎn)品的導體截面積檢測數(shù)據(jù)，如果嚴格參照不低于標稱截面的指標進行判定，這項指標的檢測合格率僅為23.4%，表明DGJ08-113-2017中的判定規(guī)則過于嚴格。

2 截面積檢測的必要性

在實際工程驗收中，有人認為既然截面積一般不做判定，則不需要再進行截面積的檢測，因此截面積的檢測并不是必須的，只要導體電阻滿足標準要求就可以判定其合格。然而，導體截面積的檢測存在以下幾點意義。首先，從建筑節(jié)能和經(jīng)濟角度考慮，使用小于設計值或設計規(guī)格的電纜，由于截面積較小所以導體的電阻就會增大，這樣運行時電能消耗會增加，同時線纜的運行溫度又會增高，從而導致電能的浪費，而運行溫度的增加也會使得線纜的老化加快，增加后期維護和維修的成本，無論從節(jié)能的角度還是經(jīng)濟的角度看都不合適。其次，從用電安全的角度考慮，用較小的截面積會使得線路間壓降增大，發(fā)熱增大，輕則影響用電設備的使用，造成電氣設備損壞，重則產(chǎn)生電氣火災，影響人民生命財產(chǎn)安全。最后，如果僅僅是電阻合格而截面積過大，則可能使用了質(zhì)量較差或銅含量較低的銅導體（銅導體的電阻率大），既影響了電氣線路的連接，線纜的品質(zhì)也無法得到保障，同時過大的尺寸也可能導致導體與連接器無法匹配。

3 截面積判定規(guī)則的研究

前文提到截面積的檢測在建筑節(jié)能檢測是十分必要，但又沒有合適的判定規(guī)則，筆者從尺寸匹配和銅線電阻率出發(fā)[4]，提出了一種結(jié)合了尺寸換算和電阻率換算的可行的判定方法。

一是尺寸換算法?？紤]到導體尺寸與連接器相匹配，在標準GB/T 3956—2008《電纜的導體》附錄C中規(guī)定了圓形導體的尺寸范圍，其中緊壓絞合圓形銅導體的尺寸范圍不超過表C.2給出的最大值，不小于其中的最小值。根據(jù)表C.2中的最小直徑和最大直徑數(shù)值，根據(jù)公式（1）計算出最小理論換算截面積及偏差、最大理論換算截面積及偏差，可發(fā)現(xiàn)截面積的偏差范圍為-6.87%～32.7%，考慮到絞合導體根據(jù)直徑計算出的截面積比實際截面積大，根據(jù)目前的絞合技術(shù)，假設實際截面積約為計算值的90%，這樣推算出截面積偏差范圍約為-16.1%～19.3%。

式中：S ——截面積，mm2

D ——直徑，mm

π——圓周率，取3.1416

實心銅導體的尺寸范圍不超過標準中表C.1的給出值，最小值不低于表C.3中的給出值，根據(jù)公式（1）計算出最小理論換算截面積及偏差、最大理論換算截面積及偏差，可發(fā)現(xiàn)實心銅導體截面積的偏差范圍為-18.6%～17.8%。

二是電阻率換算法。GB/T 3953—2009《電工裸電線》中表5規(guī)定了銅導體的20℃時電阻率最大值為0.017241 Ω·mm2/m，以此值為基準值，根據(jù)GB/T 3956—2008《電纜的導體》中第1種和第2種導體20℃時導體電阻最大值，按公式（2）進行計算，算出理論換算截面積。發(fā)現(xiàn)如果按照導體電阻的標準值進行生產(chǎn)，所生產(chǎn)出的電線電纜的截面積和標稱截面之間一定是負偏差，且按照電阻率標準值0.017241 Ω·mm2/m得出的最小偏差在-13.9%～-4.20%。

S=ρLR（2）

式中：S ——截面積，mm2

ρ——20℃時電阻率，Ω·mm2/m

L ——導體長度，m

R ——20℃時最大電阻，Ω/ km

同理，根據(jù)GB/T 3956—2008《電纜的導體》中第5種和第6種導體20℃時導體電阻最大值，按公式（2）進行計算，算出理論換算截面積。按上述方法推算出截面積最小偏差在-13.6%～-4.20%。

隨著退火銅線生產(chǎn)加工工藝的進步，現(xiàn)在生產(chǎn)出的銅線產(chǎn)品的20℃時電阻率均小于0.017241，因此假設按照實際的電阻率換算，實際的截面積可能更小[5]?？紤]節(jié)能的話，電阻率換算法顯然更加合理，但這種方法只能計算出最小偏差[6]，因此在實際判定規(guī)則制定中，應同時結(jié)合尺寸換算和電阻率換算，標準值應為標稱值的偏差范圍。負偏差以不同規(guī)格導體電阻率換算的最小偏差平均值取整作為極值，而正偏差以尺寸換算最大值取整作為極值。

由于第1種和第2種導體的電阻標準值與第5種和第6種導體的電阻標準值不同，因此本文也根據(jù)導體種類提出判定規(guī)則。其中第1種和第2種導體截面積與標稱值的偏差范圍不超過-7%～+20%，第5種和第6種導體截面積與標稱值的偏差范圍不超過-10%～+20%。根據(jù)制定的判定規(guī)則，通過2019至2023年2304份導體電阻合格的電纜產(chǎn)品的導體截面積檢測數(shù)據(jù)進行驗證，合格率為100%，基本符合實際情況。

4 結(jié) 論

建筑節(jié)能檢測中截面積的判定一直存在爭議，按照DGJ 08-113-2017進行判定會過于嚴格，可能導致大量電線電纜檢測不合格，但如果檢測截面積僅出具實測值，往往因為實測值小于標稱值或設計值，又容易引起采購方、使用方或監(jiān)管方的誤解。因此本文考慮了尺寸匹配和純銅的電阻率換算，提出了一種將截面積與標稱值的偏差范圍作為判定指標的判定規(guī)則，以供行業(yè)中各方作為參考，積極推動工程中建筑節(jié)能檢測驗收的規(guī)范化和標準化。

參考文獻

[1]電纜的導體：GB/T 3956—2008[S].北京：中國標準出版社，2008.

[2]裸電線試驗方法 第2部分：尺寸測量：GB/ T 4909.2—2009[S].北京：中國標準出版社，2009.

[3]電線電纜電性能試驗方法 第2部分：金屬材料電阻率試驗： GB/T 3048.2—2007[S].北京：中國標準出版社，2007.

[4]電工圓銅線：GB/T 3953—2009[S].北京：中國標準出版社，2009.

[5]吳長順.電線電纜產(chǎn)品檢驗（上冊）[Z].2004.

[6]建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗收規(guī)程： DGJ 08-113-2017[S].上海：同濟大學出版社，2017.

作者簡介

陳摯冰，碩士研究生，工程師，研究方向為材料檢測。

（責任編輯：張瑞洋）