客车用低压电线技术条件(精简版).doc

Q/LCK092 -2011
ZTKC

Q/LCQ/LCK092-2011

中通客车控股股份有限公司 发 布
和熔断器选用规范客车用低压电线技术条件

中通客车控股股份有限公司企业标准

29

前 言
鉴于客车行业没有低压电线载流量的技术条件和熔断器选配规范，根据公司几十年的累积经验，几十年的不断实践，经反复的论证分析计算、不断完善、道路试验、细致测试实验；综合汇总多方文献参照，编制该Q/lck092—2011《客车用低压电线技术条件和熔断器选用规范》的公司企业标准。
考虑到国内情况和公司情况，该标准分下面几部分：
1.客车用低压电线的性能要求，技术条件；使用参数范围。
2.客车用熔断器的性能要求，技术条件；使用参数规范。
3.给出客车用低压电线和熔断器的实际例子，便于直观参照。
4、操作规范的和不规范的说明，比较图例。

标准起草单位：中通客车控股股份有限公司
技术中心博士后工作站
编制：王洪岗
审核：苏学军
批准：李 晨
中通客车控股股份有限公司标准

1 范围
本标准规定了，公司客车用低压电线的性能要求，技术条件；使用参数范围。
本标准规定了，公司客车用熔断器的性能要求，技术条件；使用参数规范。
本标准适用于公司内各型客车新产品设计和变形车、改装车，其他车型可参照执行。

2 引用标准
IEC 60364-5-523国际电工委员会标准等同采用为国家标准
GB/T 3953-2009 电工圆铜线
ISO6722-2006 公路车辆用非屏蔽低压电线
QC/T730-2005_汽车用薄壁绝缘低压电线
参考标准
DIN 72551-5-1996道路车辆低压电线第5部分[德国标准]
DIN_72551-6-1996道路车辆低压电线第6部分[德国标准]
DIN 72551-7-1996道路车辆低压电线第7部分[德国标准]
VW60306；VW60185上海大众公司等同使用[德国标准]
SAE J1128 2000低压初级电缆[美国标准]
JASO D609低压汽车电线载流量标准
IEC 60269-6-2010（半导体熔断器）
QCT_420-2004_汽车用熔断器
JBT 6329-2002 船用低压熔断器

3 术语和定义
3、1工作方式：
3、1、1连续工作制：是指标称的额定值条件下，能够长时间连续运行的；如仪表，灯具等。
3、1、2断续周期工作制：是指标称的额定值下，只能断续周期性地运行。一个工作周期时间为额定负载运行时间加停机和断续时间。规定为负载持续率（额定负载持续时间与一个工作周期时间之比，用百分数表示）规定的标准有15%、25%、40%及60%四种；。如方向灯，发动机电喷控制器等。
暂载率：额定负载运行时间与停机时间之比。
3、1、3短时工作制：是指标称的额定值下，能在限定时间内短时运行；规定的短时持续时间定额；如起动机，门泵电机等。
3、2客车用低压电线的载流量
载流量的界定：载流量的额定值；极限过载电流的值；由于客车用低压电线成束引起载流量的下降值。
3、2、1 额定载流量（额定电流）：
在设计客车用电器回路用线时，不会因工作温度升高而引起绝缘失效的一种实际工作电流的限定值，称之为额定载流量，一般用安培为单位；额定载流量与客车用低压电线的绝缘材料，环境温度、将来的工作寿命等息息相关。
3、2、2极限过载电流
由于非正常因素而引起的短时超出额定电流值一定数量的额外电流，称之为极限过载电流；在不造成额外损伤的，此过载电流与持续时间之间的关系。
3、2、3客车用低压电线成束引起载流量的下降值
客车用低压电线成束后载流量的下降值、缩减率。
3、3熔断器参数
从电的角度看，熔断器按三个主要的参数加以分类：额定电流、额定电压和最重要的额定（额定熔化热能值）熔断电流。
3、3、1额定电流
熔断器有一个电流额定值已是常识，它必须大于被保护电路的正常工作的最大直流（交流按有效值计算）电流值。
3、3、2额定电压
熔断器的额定电压与输入电压没有必然的联系。更确切地说，熔断器的额定电压表征其熄灭电弧的能力，此电弧是故障情况下熔件熔化可能产生的物理现象。在这些情况下熔断器两端的电压取决于输入电压和电路类型。例如，在熔断瞬间，与电感电路串联的熔断器上的电压可能是供电电压的好几倍。熔断器额定电压的选择不当可造成故障情况下过大的电弧，这将增加熔断器熔断期间的允通能量。在几种特别的情形中，熔断器盒可能会爆鸣，进而有引起不必要的危险。在高压熔断器中用特殊的灭弧方法，这包括填充细沙和用弹簧装载熔件等。
3、3、3额定（额定熔化热能值）熔断电流
熔断器的这一特性是由使熔件熔化所必需消耗的能量来定义的，有时称为弧前允通电流，元件上产生热量的速度必须快于它传导热量的速度，这需要一个确定的电流与时间的乘积；在很短的时间之内，通常少于10ms，取决于所加的电压、电路特性和熔件的设计。因此，这一参数并非仅仅是熔断器本身的一个函数，而是会随着应用的不同而变化。
熔化热能值把熔断器分为比较熟悉的普通熔断型、慢速熔断型（多用于启动电流较大的回路）和快速熔断型（多用于电子控制模块、器件回路）。它取决于熔断器的材料、熔断器的结构、所加的电压、故障的类型和其他电路连接参数。图3所示为三种类型各自的典型弧前电流／时问的特性曲线。

图3三种类型的特性曲线

4 载流量的计算方式
一般安全载流量的计算方式，导体内阻损耗的计算方式，浪涌冲击电流的计算方式，导线电压降计算方式。
4、1安全载流量的计算方式：
载流量的公式，数值均落在表明载流量与导体截面积之间关系的平滑曲线上。这些曲线可用下列公式推导出来：
I=A·Sm - B·Sn
式中：
I=载流量，A
S=导体的标称截面积，mm2 *
A和B=系数
视电缆类型和敷设方式而定
m和n=指数
见系数和指数的数值表。不超过20A的载流量应舍入到最接近的0.5A。
实际上对于所有情况，只需要公式中的第一项。只有在采用大规格单芯电缆时的几种情况下，才需要第二项。
详见《IEC60364-5-523铜芯电线电缆载流量标准》附录B系数和指数表
4.2导体内阻损耗的计算方式
额定电流的计算公式在其他标准中查到如下：
I2 r=(T1-T2)/R
I：电流。
r：导体电阻（Ω/cm）
T1：导体最高工作温度（℃）
T2：环境温度（℃）
R：热阻（℃/W/cm）
导体电阻 rT1=r20{{1+0.00393(T1-20)}
此处，r20:20℃时导体的电阻.
此电阻值，在这些值中，电阻值的两个等级的存在取决于电线结构的不同，即电线有无金属镀层，那么在计算中可采用其较大值。
热阻R 可以从以下公式得出：
R=R1+R2
此处：R1：绝缘层的热阻；
R2：表面热辐射热阻；
绝缘层的热阻可从以下公式中得出：
R1=（P1/2π）ln（d1/d2）
此处：p1：具体的热阻（℃/W/cm3）聚氯乙烯聚为600 聚乙烯为450。
d1：导体外径（mm）
d2：绝缘外径（mm）
表面热辐射热阻可从以下公式得出：
R2：10P2/2π
此处P2：汽车线具体的热辐射热阻（℃/W/cm3）
当 d2：≦12.5mm 时
P2=300+32 d2 (a)
当d2>12.5 mm 时
P2=700 (b)
4、3浪涌冲击电流的计算方式
允许短时过载浪涌冲击电流的计算方法如下：
I2·r=(T1-T2)/R(1-e-at)
此处：I：汽车线电流（A）。
r：汽车线导体电阻(Ω/cm)。
T1：发烟时的导体温度。
T2：环境温度（℃）
R：热阻（℃/W/cm3）
a：热的时间恒量的交互系数。
t：时间（S）：
在T1 ℃时导体的电阻可通过下式计算：
γT1=γT20{1+0.0093(T1 –20)}
此处，γT20：20℃时导体电阻。
对于以上γT20 的值，
当由于两种汽车线因导体结构不同而导致电阻有差异时，和因有无镀层而导致电阻有差异时，选取较大值计算。
常用于计算中的客车用低压电线发烟时的温度，对于聚氯乙烯PVC型为130℃，对于交联聚乙烯XLPE(乙烯-丙烯复合膏EPR)型为150℃，对于辐照交联聚乙烯型为170℃。
热阻R 可通过下式给出
R=R1+R2
此处R1：绝缘层的热阻。
R2：表面热辐射热阻。
绝缘层的热阻可通过下式给出。
R1=（P1/2π）ln（d1/d2）
此处，P1：绝缘层的特定的热阻。聚氯乙烯为600，聚乙烯为450。
d1：导体外径（mm）
d2：绝缘外径（mm）
表面热辐射热阻可通过下式给出：
R2=10 P2/τd2：
此处，R2：基于表面热辐射的特定热阻（℃/W/cm3）
对于d2：≦12.5mm 时 P2=300+32 d2
对于当d2>12.5 mm 时 P2=700
τ=C·R
此处，C：热容量C=ΣW·H（W1·H1+W2·H2+……+Wn·Hn）
W：每一组成成份的质量（g/cm）
H：每一组份的热容量(J/℃·g)
在此处下，铜 0.39，聚氯乙烯取1.43，聚乙烯取2.3。
a=1/π=1/C·R
对于聚氯乙烯，a=1/R(0.39Wcu+1.43Wpvc)
对于聚乙烯，a=1/R(0.39Wcu+2.3WpE)
（对于允许过载电流数值以小数点后两位处理）
4、4导线电压降计算方式
为了不影响用电器的正常工作，根据容许电压损失选择导线截面积，连续工作的线路的电压损失一般不得超过5%，短时工作状态的线路的电压损失一般不得超过35%；进行电压损失的计算，如果损失过大，应适当增加导线的截面积。线路的电压损失△u可用下式计算：

式中：P---负载的输入功率（千瓦）；
L---线路的总长度（米）；
γ---导线的电导率（米/欧·毫米2）
S---导线截面积（毫米2）
Ue---负载的额定电压（伏特）

5客车用低压电线工作温度
5、1正常运行时导体电流持续额定载流量期间，承载电流的相应温升不超过表5--1中所列的限值。
表5--1常用客车用低压电线的工作温度
绝缘类型
工作温度限值（℃）
聚氯乙烯PVC
70℃导体
交联聚乙烯XLPE
和乙烯-丙烯复合膏EPR

90℃导体
辐照交联聚乙烯
105℃（135℃）导体
辐照交联聚烯烃新添加剂新材料
150℃导体

5、2短时运行时导体电流短时额定载流量期间，承载电流的相应温升应低于表5--2中所列的限值（发烟温度）。
表5--2常用客车用低压电线的短时工作温度
绝缘类型
短时工作温度限值（℃）（发烟温度）
聚氯乙烯PVC
130℃导体
交联聚乙烯XLPE
和乙烯-丙烯复合膏EPR

150℃导体
辐照交联聚乙烯
170℃（135℃）导体
辐照交联聚烯烃新添加剂新材料
190℃导体

6客车用低压电线常用载流量表
6、1连续工作的客车用低压电线常用载流量
表6—1连续工作的客车用低压电线常用载流量表
铜芯绞合
常用电线的绝缘种类及相应耐温下的载流量
备注
截面积
（mm2）
PVC(70℃)
（A）
XLPE(90℃) EPR(90℃)（A）
辐照XLPE(105℃)
（A）

0.5
3.5
5.0
6.5

0.75
7.0
9.0
10.5

1.0
11
17
22

1.5
14.5
22
28

2.5
19.5
30
38

4.0
26
40
51

6.0
34
52
66

10
46
71
92

16
61
93
125

25
80
105
163

35
99
122
201

50
120
148
252

注：（1）由于0.5 mm2和0.75 mm2的电线机械强度较弱，单根大跨度慎用，易被拉长变细或拉断，影响正常传输。(2)普通车选用聚氯乙烯PVC绝缘材质的线，利于降低成本；高档车选用交联聚乙烯XLPE或辐照交联聚乙烯绝缘材质的线，利于降低线束总重量提高可靠性。（3）发动机周围用线，选用工作温度在105℃的辐照类绝缘材质的线。
6、2成束电线额定载流量的校正
此缩减系数仅限于同时紧密成束的客车用低压电线根数，而不应包括所有成束电线（指不应该将多个电线束的总体，当作一个电线束看而取系数）。
如果电线中仅通过弱电流，不会使温度升高，例如控制回路及指示回路，是不包括在电线束数量中计算的。
表 6-2成束电线额定载流量的缩减系数表
线束中电线数量
1
2
3
4
5
6-7
8-10
11-12
缩减系数
1.00
0.80
0.70
0.60
0.55
0.50
0.45
0.40

6、3断续工作的客车用低压电线常用载流量
对于断续工作的客车用低压电线的载流量，与连续工作的相近，故参考在表6-1的基础上升一级使用。
6、4短时工作的客车用低压电线常用载流量
这里主要指蓄电池到起动机的电源线，蓄电池正极线，蓄电池负极线，蓄电池连接线及到电源总开关的电源线等；其他短时工作的用电器电线可参考参照选用。
表6-4客车用低压电线短时工作载流量
铜芯绞合
短时工作电线的绝缘种类及相应耐温下的载流量
备注
截面积
（mm2）
PVC(70℃)
（A）
XLPE(90℃) EPR(90℃)（A）
辐照XLPE(105℃)
（A）

16
236
267
297
25
307
345
379
35
365
407
446
50
457
506
551
70
541
596
658
注：（1）以启动机为例短时工作时间在3-5秒，一般不会超过10秒；（2）电线长度在0.3--2米左右，一般不易超过3米。
6、5客车用屏蔽线（信号线）常用规格
这里主要指用于车载电子设备的专用信号线，如：CAN总线、K总线，电传车速里程表到传感器的信号线等，为了保障信息的正常传输，提高抗干扰能力采用屏蔽线。
表 屏蔽线（信号线）常用规格
标称截面

mm2
导体结构

根/Φmm
绝缘厚度最薄

护套厚度最薄

护套外径
mm
参考重量

kg/km
20℃时导体
最大直流电阻Ω/km
mm
mm
下限
上限
不镀锡
镀锡
0.35
2X7/0.254
0.2
0.5
3.9
4.3
25
52.0
---
0.35
3X7/0.254
0.2
0.5
4.1
4.5
27
52.0
---
0.5
2X19/0.18
0.22
0.32
3.9
4.3
31
37.1
---
0.5
3X19/0.18
0.22
0.32
4.1
4.5
37
37.1
---

7客车用低压电线的试验条件和常规检验
7、1试验条件
客车用低压电线的试验项目较多，某些项目的试验方法和要求却不同一般电线，举例如下：
耐压试验：取600mm长的电线样品，两端各去掉25mm的绝缘，将裸露导体扭在一起形成一个环，然后放入含5%(重量比)盐份的室温水中浸泡5h，注意样品端头露出水面的长度不得超过150mm。之后在样品与盐水间施加1000V/50或60Hz的交流电lmin，试样应不击穿。
交联试验：标准中给出的方法能直观地显示热固性弹性体;绝缘汽车电线和交联聚烯烃汽车电线绝缘的硫化或交联程度是否充分。将长为600m的样品两端去掉25mm绝缘，在直径6mm(1/4英寸)的心棒上至少弯曲135度置于已预热至250±25℃、边长150mm的正方形板上，样品与热板相接触。(在心棒上)施加5～7N的力约5～6秒，注意不要使电缆磨或擦热板。样品经如此暴露后，应不能透过绝缘看见其导体。如有疑议，可待样品温度降至室温后用耐压试验来最终得出结论，但样品在盐水中浸泡时间缩短为1min。
溶剂相容性试验：测试试样外径后，将其浸入下表规定的溶剂中(表7)，每种溶剂单独采用一个样品。20h后将试样取出擦干，在室温下调节4h后测试样品直径，直径变化不应超过表中规定。交联材料虽不溶解于有机溶剂，但可能会有溶胀。此外，还要将浸泡后的试样作卷绕试验，不应有目力可见的开裂现象。
表6
试 验 液 体
试验温度
（℃）
最大外径变化
（%）
名称
试验
润滑油
ASTM D1471，IRM-902
50±3
15
汽 油
ASTM D471，燃油C
23±5
15
甲 醇
85%甲醇+15% ASTM D471型C
23±5
15
柴油
190%IRM-903+10%p-二甲苯

23±5
15
转向液压油
ASTM D471，IRM-903
50±3
30
变速箱润滑油
SAE J311 Citgo #33123
50±3
25
防冻液
50%蒸馏水+50%乙二醇
50±3
15
电池酸液
硫酸，比重为1.260±0.005
23±5
5
表7中电池酸液相容性试验主要针对汽车电线有可能与电池酸液接触或长期暴露于酸性环境中，特别是近年来汽车内部电器增多，电池负荷加大，工作温度随之上升。耐酸性优异是辐照交联电缆优于化学交联电缆和PVC电缆的显著特性。美国一家电缆厂开发的辐照交联聚乙烯绝缘汽车电线在密闭的盛有比重为1.30、温度100℃的硫酸液中长期浸泡，直径膨胀率不超过2%。
7、2常规检验
按QC/T730-2005_汽车用薄壁绝缘低压电线，进行常规检验；参考GB/T 5023.1-2008，GB/T 5023.2-2008，GB/T 5023.3-2008，GB/T 5023.4-2008，GB/T 5023.,5-2008，GB/T 5023.6-2008，GB/T 5023.7-2008 。

8客车用熔断器
客车用熔断器按结构形式有三大类，一是片式、管式等熔断器；二是快速熔断器；三是可恢复半导体保险器。
8、1额定电流值：标注在片式熔断器上的公称安培数值，为熔丝所能承载的电流是由制造商根据一系列的试验条件确定。
8、2熔断器在额定电流内长时间使用时，不得有过热和自熔断现象；其金属插接片应有足够的结合面和夹持强度，损坏后不得修复使用。
8、3保险容量选配计算
熔断器额定电流值与正常工作的电流额定值应留有余量，在有效提供足够的过载和短路保护的基础上，以避免有害熔断。
8、3、1单一回路：熔断器额定电流值×0.7≤客车用设备电器负载工作电流
该回路导线标称截面积的标称载流量≥熔断器额定电流值
例： 某一用电器工作电流是6A,选用的导线截面积为1.0mm2的，熔断器额定电流值可选用7.5A或10A的，该用电器工作不频繁选用7.5A的较好，该用电器工作频繁加上环境因素选用10A的较好。
8、3、2 多回路共用：熔断器额定电流值×0.7≤客车用设备电器各单一回路负载工作电流之和×暂载率（各单一回路同时工作的，负载电流是各单一回路电流的和；各单一回路不是同时工作的，负载电流是各单一回路电流的和×暂载率）。
该回路导线标称截面积的标称载流量≥熔断器额定电流值
8、3、3 两类约束：
负载电流值在熔断器额定电流值和熔断器额定电流值×0.7之间；
熔断器额定电流值在负载电流值和导线标称截面积的标称载流量之间；
用电器工作不频繁的和要求精确的选用上一条较好，用电器工作频繁考虑加上环境因素影响的和工作性质离散型的选用下一条较好。
8、4大多数熔断器其采用的材料具有较低的熔化温度，在高于标称环境温度条件下运行，熔断器的电流额定值通常要减少25%；因此，熔断器其采用的材料对环境温度的变化比较敏感，一个电流额定值为10A 的，在高于标称环境温度条件下，不能在大于7.5A 的电流下长期运行。
环境温度越高，熔断器其采用材料的工作温度就越高，其电流的承载能力就越低，寿命也就越短。相反，在较低的温度下其电流的承载能力会加强，会延长工作寿命。
8、5客车用熔断器试验条件和常规检验
8、5、1客车用熔断器试验条件
按QCT_420-2004_汽车用熔断器的试验条件，进行试验。
8、5、2常规检验
按QCT_420-2004_汽车用熔断器，进行常规检验；特殊项次参考JBT 6329-2002 船用低压熔断器，IEC 60269-6-2010（半导体熔断器）。

9常用操作规范范例
9、1电线接头
9、1、1对接
规范的对接图例9--1

规范的对接图例9—2

不规范的对接图例9—3

9、1、2搭接
规范的搭接图例9—4

不规范的搭接图例9—5

9、1、3压接
规范的压接图例9—6

规范的压接图例9—7

9、1、4搭铁线的联接
搭铁线连接面除漆、除油、除锈，做有效的电气连接螺栓固定，涂覆保护。
规范的搭铁线图例9—8

9、2蓄电池仓
蓄电池仓要防尘、防淋，内表面有耐酸涂层或隔离板，开有通风孔以利散发酸气；仓内不要同时放置其他控制模块（发动机电喷ECU控制模块、ABS防抱死制动控制模块、暖风机控制模块等），中央接线盒，控制盒等，以免酸气腐蚀，造成失效和缩短寿命。
9、3电器仓
电器仓的位置应选择在，仪表台右侧，驾驶员后隔栏，前乘客门隔栏，后乘客门隔栏，高地板隔栏，前风挡玻璃上面，后风挡玻璃上面，后排座椅后面，两侧舱门里面等。
中央接线盒、控制模块、常用电器件等，尽量选择安装在车内电器仓，一是便于维护（在野外天气不好时）保养，二是得到更好地保护和良好的工作环境，提高工作可靠性。
图例9--9仪表台右侧电器仓内

图例9--10驾驶员后隔栏电器仓内

图例9--11驾驶员后隔栏电器仓

图例9--12乘客门隔栏电器仓内

图例9--13高地板隔栏电器仓内

图例9--14前风挡玻璃上面电器仓

图例9--15后风挡玻璃上面电器仓内

图例9--16后排座椅后面电器仓

图例9--15两侧舱门里面电器仓

9、4过线槽
对于悬空的不好固定的线束，加装过线槽；对于电器仓内长度有余富的线束，加装宽型过线槽，将长度有余富的线束扣在过线槽内。
图例9--16过线槽

图例9—17宽型过线槽