摘 要：目前建筑節(jié)能材料檢測工程質(zhì)量驗(yàn)收中，對于電線電纜導(dǎo)體截面積是否需要判定或如何進(jìn)行合格判定一直存在爭議，本文結(jié)合電線電纜標(biāo)準(zhǔn)的研究以及檢測中實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，對導(dǎo)體截面積檢測的必要性進(jìn)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(jìn)行一步完善檢測要求和判定準(zhǔn)則。

關(guān)鍵詞：電線電纜，導(dǎo)體截面積，檢驗(yàn)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(yàn)收的必檢產(chǎn)品，其檢測項(xiàng)目主要包括電性能、機(jī)械性能以及結(jié)構(gòu)尺寸等。其中導(dǎo)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(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，對于導(dǎo)體截面積沒有明確的技術(shù)指標(biāo)規(guī)定，而在建筑節(jié)能檢測驗(yàn)收規(guī)范中又要求對導(dǎo)體截面積進(jìn)行檢測，但實(shí)際情況是多數(shù)電線電纜的截面積無法達(dá)到標(biāo)稱截面值，因此在工程質(zhì)量驗(yàn)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(dǎo)體》[1]、GB / T12706.1電力電纜系列標(biāo)準(zhǔn)、GB/T 5023系列標(biāo)準(zhǔn)、JB/T 8734系列標(biāo)準(zhǔn)中對于導(dǎo)體截面積均沒有指標(biāo)要求，在GB/T 4909.2—2009《裸電線試驗(yàn)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(yàn)方法 第2部分：金屬材料電阻率》[3]中都規(guī)定有簡單、復(fù)雜截面的試驗(yàn)方法，但依然沒有截面積的相關(guān)指標(biāo)要求。

工程檢測上的建筑節(jié)能驗(yàn)收規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)中，對于低壓電線電纜進(jìn)場驗(yàn)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(yàn)收規(guī)范》要求對進(jìn)場的電線電纜的導(dǎo)體電阻進(jìn)行送檢并按GB/T 3956—2008的標(biāo)準(zhǔn)值判定，而對截面積沒有要求判定，因此各個CMA實(shí)驗(yàn)室在實(shí)際檢測過程中，一般都僅出具導(dǎo)體截面積的實(shí)測值。在DGJ08-113-2017《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》條款11.2.4中規(guī)定，低壓配電系統(tǒng)選擇的電線、電纜進(jìn)場時，應(yīng)對其導(dǎo)體電阻進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，且復(fù)驗(yàn)應(yīng)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(xiàng)目和要求中規(guī)定電纜電線的截面值不得低于設(shè)計(jì)值和標(biāo)稱值，這個要求就非常嚴(yán)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(dǎo)體，銅導(dǎo)體的截面積大小是影響生產(chǎn)成本最重要的因素，事實(shí)上考慮到國家或行業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中未規(guī)定截面積的指標(biāo)，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(dǎo)體截面積實(shí)測數(shù)據(jù)均無法達(dá)到標(biāo)稱值，尤其是大截面的電纜，更是難以達(dá)到。筆者統(tǒng)計(jì)了2019年至2023年送檢的2304份導(dǎo)體電阻合格的電纜產(chǎn)品的導(dǎo)體截面積檢測數(shù)據(jù)，如果嚴(yán)格參照不低于標(biāo)稱截面的指標(biāo)進(jìn)行判定，這項(xiàng)指標(biāo)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(yán)格。

2 截面積檢測的必要性

在實(shí)際工程驗(yàn)收中，有人認(rèn)為既然截面積一般不做判定，則不需要再進(jìn)行截面積的檢測，因此截面積的檢測并不是必須的，只要導(dǎo)體電阻滿足標(biāo)準(zhǔn)要求就可以判定其合格。然而，導(dǎo)體截面積的檢測存在以下幾點(diǎn)意義。首先，從建筑節(jié)能和經(jīng)濟(jì)角度考慮，使用小于設(shè)計(jì)值或設(shè)計(jì)規(guī)格的電纜，由于截面積較小所以導(dǎo)體的電阻就會增大，這樣運(yùn)行時電能消耗會增加，同時線纜的運(yùn)行溫度又會增高，從而導(dǎo)致電能的浪費(fèi)，而運(yùn)行溫度的增加也會使得線纜的老化加快，增加后期維護(hù)和維修的成本，無論從節(jié)能的角度還是經(jīng)濟(jì)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(shè)備的使用，造成電氣設(shè)備損壞，重則產(chǎn)生電氣火災(zāi)，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(dǎo)體（銅導(dǎo)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(dǎo)致導(dǎo)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。考慮到導(dǎo)體尺寸與連接器相匹配，在標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3956—2008《電纜的導(dǎo)體》附錄C中規(guī)定了圓形導(dǎo)體的尺寸范圍，其中緊壓絞合圓形銅導(dǎo)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(jì)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(dǎo)體根據(jù)直徑計(jì)算出的截面積比實(shí)際截面積大，根據(jù)目前的絞合技術(shù)，假設(shè)實(shí)際截面積約為計(jì)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(shí)心銅導(dǎo)體的尺寸范圍不超過標(biāo)準(zhǔn)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(jì)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(shí)心銅導(dǎo)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(dǎo)體的20℃時電阻率最大值為0.017241 Ω·mm2/m，以此值為基準(zhǔn)值，根據(jù)GB/T 3956—2008《電纜的導(dǎo)體》中第1種和第2種導(dǎo)體20℃時導(dǎo)體電阻最大值，按公式（2）進(jìn)行計(jì)算，算出理論換算截面積。發(fā)現(xiàn)如果按照導(dǎo)體電阻的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行生產(chǎn)，所生產(chǎn)出的電線電纜的截面積和標(biāo)稱截面之間一定是負(fù)偏差，且按照電阻率標(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)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(dǎo)體》中第5種和第6種導(dǎo)體20℃時導(dǎo)體電阻最大值，按公式（2）進(jìn)行計(jì)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(jìn)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(shè)按照實(shí)際的電阻率換算，實(shí)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(jì)算出最小偏差[6]，因此在實(shí)際判定規(guī)則制定中，應(yīng)同時結(jié)合尺寸換算和電阻率換算，標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)為標(biāo)稱值的偏差范圍。負(fù)偏差以不同規(guī)格導(dǎo)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(dǎo)體的電阻標(biāo)準(zhǔn)值與第5種和第6種導(dǎo)體的電阻標(biāo)準(zhǔn)值不同，因此本文也根據(jù)導(dǎo)體種類提出判定規(guī)則。其中第1種和第2種導(dǎo)體截面積與標(biāo)稱值的偏差范圍不超過-7%～+20%，第5種和第6種導(dǎo)體截面積與標(biāo)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(dǎo)體電阻合格的電纜產(chǎn)品的導(dǎo)體截面積檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，合格率為100%，基本符合實(shí)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(jìn)行判定會過于嚴(yán)格，可能導(dǎo)致大量電線電纜檢測不合格，但如果檢測截面積僅出具實(shí)測值，往往因?yàn)閷?shí)測值小于標(biāo)稱值或設(shè)計(jì)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(biāo)稱值的偏差范圍作為判定指標(biāo)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(yàn)收的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。

參考文獻(xiàn)

[1]電纜的導(dǎo)體：GB/T 3956—2008[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[2]裸電線試驗(yàn)方法 第2部分：尺寸測量：GB/ T 4909.2—2009[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

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

[4]電工圓銅線：GB/T 3953—2009[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[5]吳長順.電線電纜產(chǎn)品檢驗(yàn)（上冊）[Z].2004.

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

作者簡介

陳摯冰，碩士研究生，工程師，研究方向?yàn)椴牧蠙z測。

（責(zé)任編輯：張瑞洋）