淺談低煙無鹵阻燃電力電纜質(zhì)量控制和測試方法

楊麗偉

杭州電纜股份有限公司 浙江杭州 311400

隨著城鎮(zhèn)化的深入發(fā)展，民用建筑在日益增多，在電纜的選用上成為人們十分關(guān)注的問題。特別是西安“奧凱事件”以來，無論是線纜制造企業(yè)還是理性用戶都非常重視線纜產(chǎn)品質(zhì)量，尤其是密集場所，阻燃電纜的阻燃性能等級至關(guān)重要。

1 生產(chǎn)過程中質(zhì)量控制

1.1 低煙無鹵阻燃電纜介紹

低煙無鹵阻燃電纜，是指在規(guī)定試驗條件下，試樣被燃燒，在撤去試驗火源后，火焰的蔓延僅在限定范圍內(nèi)，殘焰在限定時間內(nèi)能自行熄滅的電纜，其阻燃機理是高分子聚合物中加入大量阻燃劑-水合金屬化合物，電纜在火災(zāi)中水合金屬化合物受熱分解成三氧化二鋁和氧化鎂，釋放出結(jié)晶水并吸收大量的容量，擋住熱量向電纜內(nèi)部傳、降低電纜表面溫度，達(dá)到阻燃目的。根據(jù)阻燃性能由高到低可以分為A 類B 類C 類和D 類。

1.2 低煙無鹵阻燃電纜結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)流程

以單芯低煙無鹵阻燃型交聯(lián)聚乙烯絕緣黃銅帶鎧裝電纜生產(chǎn)為例說明結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)流程。

檢驗1、檢驗2-直徑、電阻、延伸率 檢驗3-絞合后直徑、電阻、節(jié)距 檢驗4-偏心度、熱延伸、微孔、尺寸檢查 檢驗5-直徑、金屬帶搭蓋率、外觀 檢驗6-直徑、低煙無鹵帶搭蓋率、外觀 檢驗7-直徑、厚度、外觀 檢驗8-搭蓋率、外觀檢驗9-直徑、搭蓋率、外觀 檢驗10-厚度、外觀檢驗11-出廠檢驗

1.3 生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)控點

流程圖中已明確標(biāo)示了工序檢測項目，在此不一一羅列。概括來講，此類電纜產(chǎn)品質(zhì)量控制，既檢測項目主要分三大類：A、結(jié)構(gòu)尺寸測量，B、電性能測試、C、燃燒性能測試，要想A 和B 的性能合格，生產(chǎn)以工藝為前提，故電纜在生產(chǎn)過程中應(yīng)嚴(yán)格按照工藝標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，各層數(shù)據(jù)符合國家和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，但是影響其燃燒性能指標(biāo)的質(zhì)量控制主要體現(xiàn)在以下幾點：

A、低煙無鹵帶（高阻燃包帶）搭蓋率，搭蓋率在15%以上，不能出現(xiàn)漏包現(xiàn)象。B、護層（隔離套和外護套）厚度表面質(zhì)量，既擠包塑料必須緊密、圓整、無破洞；外觀塑化良好，色澤均勻，不應(yīng)有明顯的雜質(zhì)及目力可見的氣孔，此外，根據(jù)成束燃燒等級的不同，材料的性能指標(biāo)也有差異，主要體現(xiàn)在氧指數(shù)上（氧指數(shù)是指在規(guī)定的條件下，材料在氧氮混合氣流中進行有焰燃燒所需的最低氧濃度。氧指數(shù)高表示材料不易燃燒，氧指數(shù)低表示材料容易燃燒）。

2 阻燃等級指標(biāo)測試

2.1 原材料測試

無鹵低煙阻燃電纜的絕緣層、護套層以及輔助材料（包帶及填充）全部或部分采用的是不含鹵的交聯(lián)聚乙烯（XLPE）阻燃材料，不僅具有更好的阻燃特性，而且在電纜燃燒時沒有鹵酸氣體放出，電纜的發(fā)煙量也小，故為了保證成品的性能，關(guān)鍵原材料組部件上要進行相應(yīng)的測試：

2.1.1低煙無鹵帶（高阻燃包帶）：試驗標(biāo)準(zhǔn)GB/T5454-1997《紡織品 燃燒性能試驗 氧指數(shù)法》 進行氧指數(shù)測試，氧指數(shù)需達(dá)到50%以上。按照試驗標(biāo)準(zhǔn)GB/T17650《取自電纜或光纜的材料燃燒時釋出氣體的試驗方法》進行PH 值和電導(dǎo)率測試，PH 值需要＞4.3 電導(dǎo)率≤10μS/mm，則認(rèn)為合格。

2.1.2 低煙無鹵護套料：產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB/T32129-2015 電線電纜用無鹵低煙阻燃電纜料，氧指數(shù)試驗標(biāo)準(zhǔn)GB ∕T2406.2-2009《塑料用氧指數(shù)法測定燃燒行為》，根據(jù)不同成品阻燃等級不同，氧指數(shù)指標(biāo)亦不相同，一般為32%，30%28%。鹵酸氣體含量的測試方法及標(biāo)準(zhǔn)同低煙無鹵帶。

2.2 成品電纜阻燃性能測試

成品電纜阻燃性能通過單根垂直燃燒和成束燃燒性能判定

2.2.1 燃燒等級劃分

為了評定阻燃性能差異，電線電纜標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會編制了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，單根電纜垂直燃燒試驗標(biāo)準(zhǔn)：GB/T18380.11- GB/T18380.13，分別介紹電纜和光纜在火焰條件下的燃燒試驗 試驗用設(shè)備和試驗方法。GB/T18380-2008《電纜和光纜在火焰條件下的燃燒試驗》 第31 到36 部分 則分別介紹了垂直安裝的成束電線電纜火焰垂直蔓延試驗 試驗裝置、A 類、 B 類、 C 類和D 類成束燃燒，成束燃燒等級類別是以試樣所含非金屬材料的標(biāo)稱體積總量和供火時間來區(qū)分的，見表1。

表1 燃燒等級劃分

2.2.2 燃燒試驗程序

A、單根垂直燃燒試驗：

A-1 試樣制備

長（600±25）mm 的電纜，在（23±5）℃、濕度（50±20）%的條件下處理至少16 小時。

A-2 試樣安裝

上下支架的距離為（550±5）mm，試樣安裝在金屬罩中間位置（距兩側(cè)150mm，距背面225mm）。

A-3 試驗過程

調(diào)節(jié)流量：空氣流量（10±0.5）L，丙烷（0.65±0.03）L。

調(diào)節(jié)噴燈及噴燈火焰：使內(nèi)焰：總焰=1：3（55±5：180±10），調(diào)節(jié)噴燈位置，使內(nèi)焰尖端接觸試驗，接觸點距上支架下緣（475±5）mm，同時噴燈與試驗成45°

試樣持續(xù)供火時間見下表2：

表2 A-3 試驗結(jié)果

A-4 試驗結(jié)果判定：

試驗表面脆性即是炭化部分，上支架下緣和炭化部分起始點距離大于50mm，燃燒向下延伸至距離上支架下緣小于540 則為試驗通過，垂直燃燒性能合格。

成束燃燒：

B-1 按照表1 規(guī)定計算試樣根數(shù)并安裝樣品

導(dǎo)體截面35 平方以上：

直徑超過50 平方用直徑1.0-1.5mm 的金屬絲扎緊，直徑小于50 平方用直徑0.5-1.0mm 的金屬絲扎緊，電纜間隙為0.5 倍電纜直徑，但不超過20mm，試樣邊緣距離鋼梯內(nèi)側(cè)不小于50mm。

導(dǎo)體截面35 平方以下：

電纜試樣緊密的排列，用直徑0.5-1.0mm 的金屬絲扎緊，試樣邊緣距離鋼梯內(nèi)側(cè)不小于50mm。

噴燈水平距離電纜75±5mm，距箱底600±5mm。

B-2 根據(jù)表1 規(guī)定的試驗類別確定供火時間

供 火 時， 空 氣 流 量 為77.7±4.8L/min， 丙 烷 流 量 為13.5±0.5L/min。通過試驗箱的空氣流量應(yīng)維持到電纜停止燃燒或發(fā)光，或者維持到最長1h，此后應(yīng)強行熄滅。

B-3 實驗結(jié)果判定：

最大炭化范圍不高于噴燈低面2.5 米為合格。

值得注意的是，火源孔徑的堵塞會影響火焰的強度，嚴(yán)重影響試驗結(jié)果的正確判定，故進行燃燒試驗，每次試驗前都應(yīng)進行火焰強度的驗證程序（即：記錄噴燈火源溫度從100℃上升到700℃的時間，時間在260±20 秒內(nèi)則認(rèn)為火焰符合試驗要求）

3 結(jié)語

文章介紹了低煙無鹵阻燃電力電纜中間過程質(zhì)量控制，并重點介紹了成品的燃燒性能，本著對客戶負(fù)責(zé)，確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，倡導(dǎo)各個企業(yè)或檢測機構(gòu)相關(guān)測試人員應(yīng)熟悉標(biāo)準(zhǔn)，注重細(xì)節(jié)，一切從標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)，對關(guān)鍵影響因素應(yīng)加強驗證，試驗設(shè)備系統(tǒng)除了計量的周期檢定還要進行定期噴燈火焰強度的驗證。