扁形电缆因其扁平结构、节省空间、易于布线等优势，广泛应用于工业自动化、汽车电子、机器人、轨道交通等领域。为确保其可靠性和安全性，行业标准对扁形电缆的性能提出了多维度要求，涵盖电气性能、机械性能、环境适应性、耐化学性、安全性能等核心指标。以下结合国际/国内主流标准（如IEC、UL、GB、VDE等），系统梳理扁形电缆的关键性能要求及测试方法。
一、电气性能要求
电气性能是电缆的核心指标，直接影响信号传输质量和设备安全。扁形电缆的电气性能要求通常包括以下方面：
1. 导体电阻与电阻不平衡
标准依据：IEC 60228（导体规格）、UL 1581（电线电缆通用标准）。
要求：
导体直流电阻需符合标称截面积对应的电阻值（如20℃时，0.5mm²铜导体电阻≤36.0Ω/km）。
多芯扁形电缆需控制电阻不平衡率（如≤5%），避免信号传输延迟差异。
测试方法：使用双臂电桥或数字微欧计测量导体电阻，计算电阻不平衡率。
2. 绝缘电阻
标准依据：IEC 60245（橡胶绝缘电缆）、GB/T 5023（额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆）。
要求：
绝缘电阻需≥100MΩ·km（常温干燥条件下）。
湿热环境下（如85℃、85%RH、168小时）绝缘电阻下降率≤50%。
测试方法：使用高阻计施加500V DC电压，测量1分钟后的绝缘电阻值。
3. 耐电压性能
要求：
工频耐压：导体与屏蔽层/护套间施加2.5kV AC（50Hz）、5分钟不击穿。
冲击耐压：施加8kV脉冲电压（1.2/50μs波形）10次，无击穿或闪络。
测试方法：使用工频耐压测试仪或冲击电压发生器进行试验。
4. 特性阻抗与衰减（高频信号电缆）
标准依据：IEC 61156（数字通信电缆）、ANSI/TIA-568（综合布线标准）。
要求：
特性阻抗：100Ω±15%（如Cat5e扁形网线）。
衰减：100MHz时≤24dB/100m。
测试方法：使用网络分析仪测量时域反射（TDR）和频域衰减。
二、机械性能要求
扁形电缆需承受安装、弯曲、拉伸等机械应力，其机械性能直接影响使用寿命和可靠性。
1. 弯曲性能
标准依据：IEC 60227-3（聚氯乙烯绝缘电缆）、UL 1581。
要求：
静态弯曲：电缆在直径为4倍电缆外径的圆杆上弯曲180°，重复10次后，绝缘和护套无裂纹。
动态弯曲：模拟拖链运动，弯曲半径≤6倍电缆外径，循环10万次后无断芯或护套破损。
测试方法：使用弯曲试验机进行静态/动态弯曲测试。
2. 拉伸强度与断裂伸长率
标准依据：IEC 60811-2-1（电缆材料机械性能测试）。
要求：
绝缘层（如PVC）：拉伸强度≥15MPa，断裂伸长率≥150%。
护套（如TPU）：拉伸强度≥20MPa，断裂伸长率≥300%。
测试方法：使用拉力试验机裁取哑铃型试样，测试拉伸性能。
3. 耐磨性能
标准依据：IEC 60811-404（电缆护套耐磨性测试）。
要求：
使用Taber磨耗仪，加载500g负荷，旋转1000转后，护套厚度损失≤0.5mm。
测试方法：测量磨耗前后护套厚度，计算损失量。
4. 抗冲击性能
标准依据：IEC 62262（电气设备外壳防护等级）。
要求：
电缆自由落体（高度1m）撞击钢制表面3次后，绝缘和护套无破损。
测试方法：使用冲击试验装置进行落锤冲击测试。
三、环境适应性要求
扁形电缆需适应不同环境条件（如温度、湿度、紫外线等），确保长期稳定性。
1. 温度范围
标准依据：IEC 60332-1（耐燃测试）、UL 1581。
要求：
工作温度：-40℃~+105℃（工业级）或 -60℃~+125℃（汽车级）。
低温弯曲：在-15℃（或更低）下弯曲180°，绝缘和护套无裂纹。
高温老化：在105℃下放置168小时后，拉伸强度下降率≤25%。
测试方法：使用高低温试验箱进行温度循环测试。
2. 耐油性能
标准依据：IEC 60811-2-2（电缆材料耐油性测试）、SAE J1767（汽车电缆耐燃油性）。
要求：
浸泡在IRM 902燃油（75%异辛烷+15%甲苯+10%乙醇）中168小时后，护套体积膨胀率≤50%，拉伸强度下降率≤30%。
测试方法：使用天平测量质量变化，拉力试验机测试拉伸性能。
3. 耐紫外线性能
标准依据：IEC 61109（绝缘子耐紫外线测试）、ASTM D4329（塑料耐候性测试）。
要求：
使用氙弧灯老化试验箱，模拟户外紫外线照射1000小时后，护套颜色变化ΔE≤5（CIELAB色差公式），拉伸强度下降率≤20%。
测试方法：使用色差仪和拉力试验机进行测试。
4. 耐盐雾性能
标准依据：IEC 60068-2-52（盐雾测试）、ASTM B117。
要求：
在5% NaCl盐雾环境中连续喷雾96小时后，金属屏蔽层（如镀锡铜）无红锈，绝缘和护套无起泡或裂纹。
测试方法：使用盐雾试验箱进行腐蚀测试。
四、耐化学腐蚀要求
扁形电缆可能接触酸、碱、溶剂等化学物质，需具备抗腐蚀能力。
1. 耐酸性
标准依据：IEC 60811-2-1（电缆材料耐化学性测试）。
要求：
浸泡在5% H₂SO₄溶液中72小时后，护套质量变化率≤10%，拉伸强度下降率≤30%。
测试方法：使用分析天平测量质量变化，拉力试验机测试拉伸性能。
2. 耐碱性
标准依据：ISO 22719（橡胶耐碱性测试）。
要求：
浸泡在10% NaOH溶液中72小时后，护套质量变化率≤10%，拉伸强度下降率≤30%。
测试方法：同耐酸性测试。
3. 耐溶剂性
标准依据：ASTM D543（塑料耐化学性评价）。
要求：
浸泡在乙醇或丙酮中24小时后，护套无溶解、肿胀或裂纹。
测试方法：目视检查护套外观变化。
五、安全性能要求
安全性能是电缆的底线，需满足阻燃、低烟无卤等要求。
1. 阻燃性能
标准依据：IEC 60332-1（单根垂直燃烧）、IEC 60332-3（成束燃烧）。
要求：
单根垂直燃烧：火焰蔓延高度≤50mm，燃烧时间≤60秒。
成束燃烧（B类）：供火时间40分钟，炭化高度≤2.5m。
测试方法：使用燃烧试验箱进行垂直/水平燃烧测试。
2. 低烟无卤（LSZH）
标准依据：IEC 60754-1（卤酸气体含量测试）、IEC 61034（烟密度测试）。
要求：
卤酸气体释放量≤5mg/g（Cl⁻+Br⁻）。
烟密度（最小透光率）≥60%（有焰燃烧）。
测试方法：使用管式炉和烟密度箱进行测试。
3. 毒性指数
标准依据：NES 713（毒性指数测试）。
要求：
毒性指数≤5（燃烧产物中CO、CO₂、HCl等有害气体浓度综合评分）。
测试方法：使用气相色谱仪分析燃烧产物成分。
六、行业应用案例与标准对比
案例1：工业机器人扁形电缆
应用场景：需频繁弯曲、拖拽，环境温度-20℃~+80℃，可能接触润滑油。
标准要求：
动态弯曲寿命≥100万次（弯曲半径8倍电缆外径）。
耐油性：IRM 902燃油浸泡168小时后，护套膨胀率≤30%。
阻燃等级：IEC 60332-1垂直燃烧通过。
典型标准：IEC 60227-3（PVC绝缘）、UL 1581（柔性电缆）。
案例2：新能源汽车高压扁形电缆
应用场景：工作电压600V DC，温度-40℃~+125℃，需通过振动、盐雾、化学腐蚀测试。
标准要求：
绝缘电阻≥1000MΩ·km（85℃、85%RH）。
耐电压：6kV DC、1分钟不击穿。
耐盐雾：5% NaCl溶液喷雾96小时后无腐蚀。
典型标准：ISO 6722（道路车辆电缆）、GB/T 25085（汽车用高压电缆）。
七、总结
扁形电缆的行业标准对性能的要求呈现多维度、严苛化趋势，核心逻辑是：
电气性能确保信号/电力传输质量；
机械性能适应复杂安装与运动场景；
环境适应性覆盖极端温度、湿度、化学腐蚀等条件；
安全性能满足阻燃、低烟无卤等安全法规。
例如，某汽车厂商为满足自动驾驶需求，要求扁形电缆在-40℃~+150℃下工作，同时通过ISO 6722的耐振动（10g、100Hz、24小时）和耐化学（制动液、冷却液浸泡72小时）测试，最终采用交联聚乙烯（XLPE）绝缘+氟橡胶（FKM）护套的复合结构，通过优化材料配方和屏蔽层设计（从铝箔+编织网改为双层编织网），使电缆寿命从5年延长至10年，满足车规级要求。
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