電纜導體分類 Class 1 / 2 / 5 / 6 — 為什麼採購電纜要先看這個編號(IEC 60228:2023 §4)
採購規格書寫「2.5 mm² 銅導體電纜」是大型坑點 — 因為「2.5 mm²」只是名目截面積(IEC 60228:2023 §3.1 nominal cross-sectional area),同樣 2.5 mm² 的銅可能是:
- Class 1(實心圓導體)— 一根硬銅棒
- Class 2(絞合導體)— 7 股絞合
- Class 5(軟線)— 很多細股軟銅
- Class 6(更軟線)— Class 5 的更細股版本
四種同名同截面、用途完全不同,最大電阻不同、機械性能不同、適用場合不同。本文逐條拆 IEC 60228:2023 §4 + Tables 3/4/5/6 完整定義 + 採購規格書三類常犯錯。
§3.1 「nominal cross-sectional area」是名目值不是量測值
「value that identifies a particular size of conductor but is not subject to direct measurement. Each particular size of conductor in this document is required to meet a maximum resistance value.」 — IEC 60228:2023 §3.1
關鍵:標稱截面積不是用游標卡尺量出來的數字,而是「對應某個最大電阻值的命名」。所以「2.5 mm²」實際幾何截面可能是 2.45 mm² 也可能是 2.55 mm²,但只要其 20°C DC 電阻不超過 Tables 3-6 規定值就合格。
採購驗收用的是 Conductor resistance test(IEC 60228 §6.1.4 / §6.2.4 / §7.4 / §8.4 規定的 DC resistance @ 20°C),不是直接量導體直徑。
§4 四類分類:依「結構 × 用途」一刀切
「The conductors have been divided into four classes, 1, 2, 5 and 6. Those in classes 1 and 2 are intended for use in cables for fixed installations. Classes 5 and 6 are intended for use in flexible cables and cords but can also be used for fixed installations.」 — IEC 60228:2023 §4
| Class | 結構 | 用途範圍 | 標準參考 |
|---|---|---|---|
| Class 1 | solid(實心) | 固定安裝(fixed) | §6 + Table 3 |
| Class 2 | stranded(絞合) | 固定安裝(fixed) | §7 + Table 4 |
| Class 5 | flexible(軟線) | 軟纜與線(flexible cables / cords),亦可固定安裝 | §8.1 + Table 5 |
| Class 6 | flexible — 比 Class 5 細股 | 同 Class 5,更高彎曲半徑需求 | §8.2 + Table 6 |
注意 §4 沒有 Class 3 / Class 4 — 這兩個編號歷史上分配給已廢止的中間型結構,現行標準只有 1/2/5/6。所以採購規格書若見「Class 3」或「Class 4」屬於業界不規範用法(可能是舊文件殘留 / 廠商自訂),應拒收要求改寫。
Class 1 — solid 實心導體(§6)
「Solid conductors or conductor wires shall consist of one of the materials specified in Clause 5. Solid copper conductors shall be of circular cross-section.」 — §6.1.1
§6.1.1 NOTE:「Solid copper conductors having nominal cross-section areas of 25 mm² and above are for particular types of cable, e.g. mineral insulated, and not for general purposes.」
換句話說 Class 1 銅 25 mm² 以上是 mineral-insulated cable(MI cable,常用於耐火管路、機房裸線匯流排等高溫環境)的特殊規格,普通動力電纜 25 mm² 以上不會用 Class 1(太硬無法佈線、彎曲半徑要求過大)。
典型用途:
- 居家照明 / 插座的「單心線」(single-core fixed wiring)— 配電盤分支至插座的 1.5 / 2.5 mm² 實心硬銅
- 控制盤內部短距離 jumper(≤ 1 m)
- Mineral-insulated cable(MI cable)任何截面
不適用:
- 動力電纜跨樓層佈線(彎曲處易折斷)
- 任何需移動或頻繁彎曲場合
Table 3 摘要(部分常用值)
| 名目 mm² | Class 1 銅最大電阻 Ω/km @ 20°C |
|---|---|
| 1.5 | 12.1 |
| 2.5 | 7.41 |
| 4 | 4.61 |
| 6 | 3.08 |
| 10 | 1.83 |
| 16 | 1.15 |
| 25 | 0.727 |
(以上為 Table 3 圓形 plain copper 之 max resistance;shaped / metal-coated 版本另列)
Class 2 — stranded 絞合導體(§7)
「The compacted conductor shall not exceed the appropriate maximum value given in Table 4.」 — §7
Class 2 的核心特徵是 多股圓銅線絞合(typical 7 strands for small sizes; up to 91 strands for larger sizes)。這是最常見的動力電纜導體:XLPE / PVC 絕緣的低壓電纜、中壓電纜、跨設備動力線基本全部 Class 2。
Table 4 摘要
| 名目 mm² | Class 2 銅最大電阻 Ω/km @ 20°C | 最少股數 |
|---|---|---|
| 1.5 | 12.1 | 7 |
| 2.5 | 7.41 | 7 |
| 4 | 4.61 | 7 |
| 6 | 3.08 | 7 |
| 10 | 1.83 | 7 |
| 16 | 1.15 | 7 |
| 25 | 0.727 | 7 |
| 35 | 0.524 | 7 |
| 50 | 0.387 | 19 |
| 70 | 0.268 | 19 |
| 95 | 0.193 | 19 |
| 120 | 0.153 | 37 |
| 150 | 0.124 | 37 |
| 185 | 0.0991 | 37 |
| 240 | 0.0754 | 61 |
| 300 | 0.0601 | 61 |
| 400 | 0.0470 | 61 |
| 500 | 0.0366 | 61 |
| 630 | 0.0283 | 91 |
重要觀察:Class 1 與 Class 2 的最大電阻值完全相同(Table 3 vs Table 4 同截面比對)— 因為 IEC 60228 之分類不是看電阻而是看結構。所以採購規格書若只寫「2.5 mm² 銅 7.41 Ω/km」無法區分 Class 1 vs Class 2,必須明確寫 class。
§7.4 Milliken(特大截面導體)
「Milliken conductor: stranded conductor comprising an assembly of shaped conductors, lightly insulated from each other.」 — §3.3
「Milliken conductors shall have a nominal cross-sectional area not less than 800 mm².」 — §7.4
Milliken 是特殊 Class 2 子類,僅用於 800 mm² 以上極大截面(如海底電纜、大型輸電電纜),透過「分扇形 + 絕緣」降低 skin effect 提升載流能力。一般工程不會接觸。
Class 5 / Class 6 — flexible 軟線(§8)
「Class 5 flexible copper conductors」 — Table 5 標題 「Class 6 flexible copper conductors」 — Table 6 標題
Class 5 / 6 的關鍵特徵是極多細股銅線(Class 5 同截面股數約為 Class 2 的 5~10 倍;Class 6 又比 Class 5 多一倍)。極多細股 → 極佳彎曲性 → 適合移動 / 頻繁彎曲 / 拖曳場合。
典型用途:
- 工業用動力插頭線(如 16A / 32A IEC 60309 工業插頭線)
- 焊機 / 銲槍引線
- 風電 / 汽車動力電池高壓線
- 機械手臂內走線(拖鏈用)
- 控制盤內 PLC / 變頻器至馬達的可彎軟線(部分場景)
Table 5 摘要
| 名目 mm² | Class 5 銅最大電阻 Ω/km @ 20°C |
|---|---|
| 0.5 | 39.0 |
| 0.75 | 26.0 |
| 1 | 19.5 |
| 1.5 | 13.3 |
| 2.5 | 7.98 |
| 4 | 4.95 |
| 6 | 3.30 |
| 10 | 1.91 |
| 16 | 1.21 |
| 25 | 0.780 |
| 35 | 0.554 |
重要差異:Class 5 同名目截面之最大電阻比 Class 1/2 略高(如 1.5 mm² Class 5 = 13.3 vs Class 2 = 12.1 Ω/km)— 因為股數多了之後股間絕緣與 packing 不完美,導致實效截面略小於 nominal 值。採購規格書須注意:若依電壓降要求(IEC 60364-4-43 / 5-52 之 ≤ 4% 限值)直接套 Class 2 之 R 值算長度,再用 Class 5 安裝,實際電壓降會偏高約 10%。
Class 6 = Class 5 升級版
Class 6 之最大電阻與 Class 5 完全相同(Table 6 = Table 5 的 R 值),差別在「更小直徑單股」— 滿足更嚴格之彎曲半徑要求。
兩者選用時機:
- 頻繁彎曲(每分鐘多次) → Class 6
- 偶爾彎曲(每天幾次) → Class 5
- 靜態安裝 → Class 2 即可,不必 over-spec
§5 材料:copper vs aluminum vs aluminum alloy
「The wires of conductors shall consist of one of the following: plain or metal-coated annealed copper; aluminium or aluminium alloy.」 — §5.1
§5.2 + Table 1:圓形 / shaped solid aluminum conductor 拉伸強度 60165 N/mm²(依截面)
§5.3 + Table 2:絞合 aluminum 各股拉伸強度 125205 N/mm²
注意:§5.1 之鋁合金(aluminum alloy)拉伸強度限制由製造商規定(標準未列表),所以採購鋁合金電纜時要求廠商提供 mill cert(material test certificate)。
採購選材原則:
- LV / MV 配電 ≤ 6 kV → Class 1/2 銅為主流(鋁僅大截面 ≥ 95 mm² 才有經濟優勢)
- MV / HV 架空輸電 → 鋁 + ACSR / AAAC(鋁合金)為標準
- 室內動力 → 不用鋁(鋁與螺栓接觸氧化、長期過熱風險,多國電工法規禁止)
§3.3 Milliken 導體
「Milliken conductor: stranded conductor comprising an assembly of shaped conductors, lightly insulated from each other.」 — §3.3
Milliken 為大截面(≥ 800 mm²)專用設計,將圓導體分為 4~6 個扇形(segment),每段間以薄絕緣紙分隔 — 目的:降低 AC 電阻(skin effect 集膚效應)+ proximity effect 鄰近效應。
實務上只見於:
- 海底電纜(國際輸電海纜如台灣海峽案)
- 都市超大樓宇主進線(≥ 400 A 動力)
- 大型發電機轉子引出線
一般工程不會碰到。
採購規格書三類常見錯誤
錯誤 1:只寫 mm² 不寫 Class
「220V 動力 6 mm² × 4C 電纜」— 廠商可能交 Class 1(4 條硬實心線,無法穿管彎角)或 Class 2(4 條絞合,正常工程用)— 兩者價差 10~20%、安裝難度天差地別。
修正:採購規格書必須寫「Class 2 stranded copper, per IEC 60228:2023 Table 4」。同理 Class 5 軟線採購寫「Class 5 flexible copper, per IEC 60228:2023 Table 5」。
錯誤 2:用 Class 5 軟線當固定動力線
「機房動力配線改用 Class 5 細軟線方便佈線」— violation of best practice。Class 5 軟線:
- 同截面 R 高 10% → 電壓降偏高
- 接螺栓端子處易斷股鬆脫(因股太細,棘輪扭力夾不緊)
- IEC 60228 §4 雖允許 Class 5 用於 fixed installation,但 多國電工法規(如 BS 7671 / NEC / 屋內線路規則)對端子接續另有限制(須用 stranded wire ferrule 端子套或螺絲端子板),未配套會被驗收退件
修正:機房 / 配電盤 fixed wiring 一律 Class 2;Class 5/6 限於確實需移動 / 拖曳之場合。
錯誤 3:依電壓降算長度但用錯 R 值
設計師依 Table 4(Class 2)之 R = 7.41 Ω/km @ 2.5 mm² 銅,算出 100 m 動力線壓降 OK 通過驗證;安裝改用 Class 5 軟線後,實際 R = 7.98 Ω/km → 壓降高 7.7% → 末端電壓不足 → 設備啟動失敗。
修正:規格書、設計與施工三方對齊 class;class 與 R 值必同時引用標準條款(「Class 2 per IEC 60228 Table 4」 或 「Class 5 per IEC 60228 Table 5」)。
規格書模板(電纜採購條款片段)
3. 導體規格
3.1 標準依據:
IEC 60228:2023 — Conductors of insulated cables
3.2 導體規格:
類別:□ Class 1 solid(per §6 + Table 3)
□ Class 2 stranded(per §7 + Table 4) ← 動力電纜預設
□ Class 5 flexible(per §8.1 + Table 5)
□ Class 6 flexible(per §8.2 + Table 6)
3.3 材質:
□ Plain copper(per §5.1)
□ Metal-coated copper(per §5.1)
□ Aluminum(per §5.2)
□ Aluminum alloy — 須附 mill cert(per §5.1)
3.4 名目截面 mm²:______
最大電阻 Ω/km @ 20°C:______(依 §3.2 之 class 對應 Table 3/4/5/6)
3.5 驗收測試:
Conductor resistance test per IEC 60228 §6/§7/§8 適用條款
驗收條件:DC @ 20°C,溫度修正係數 per Annex C
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本文所有條款編號(§3.1 / §3.3 / §4 / §5.1 / §5.2 / §5.3 / §6 / §6.1.1 / §7 / §7.4 / §8.1 / §8.2 / Tables 1-6)均出自 IEC 60228:2023 之原文逐條對照(IEC International Electrotechnical Commission 著作權 © 2023)。Tables 3-6 數值為標準節選之常用截面對應 max DC resistance @ 20°C;完整版含 Annex A / C 之 metal-coated coefficient 與 diameter limits 請購買 IEC 官方文件。
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