煤礦用低煙低鹵阻燃橡套電纜性能研究

陳瑜　奚宏　徐曉云

摘 要：通過對(duì)目前企業(yè)生產(chǎn)的煤礦用低煙低鹵電纜性能進(jìn)行檢測，分析了橡套電纜的氧指數(shù)與成束燃燒性能、拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長率、煙密度、鹵酸氣體含量、pH值及電導(dǎo)率性能之間的關(guān)系，對(duì)目前煤礦用低煙低鹵電纜的發(fā)展提出自己的見解。

關(guān)鍵詞：低煙低鹵；低煙無鹵；阻燃電纜；氧指數(shù)

中圖分類號(hào)：TD605 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）03-0148-01

含鹵阻燃電纜的絕緣層、護(hù)套、外護(hù)層具有良好的阻燃特性。但是在電纜燃燒時(shí)會(huì)釋放大量的濃煙和鹵酸氣體，這些煙霧及毒性氣體是造成電纜火災(zāi)事故“二次災(zāi)害”的直接原因[1]。人們還發(fā)現(xiàn)在火災(zāi)中燃燒的電纜產(chǎn)生大量濃煙，使救援工作難以進(jìn)行，人員往往不是被燒死，而是被煙霧熏倒窒息或找不到出路而身亡[2]。我國的煤礦用電纜在低煙低鹵的控制上幾乎還是空白，可見研制和在煤礦應(yīng)用低煙低鹵阻燃電纜是十分必要。

1 樣品

試樣1#～6#為低煙低鹵橡套電纜，7#～9#為低煙無鹵橡套電纜。依據(jù)MT818-2009進(jìn)行檢測。

2 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器

氧指數(shù)測定儀、成束燃燒試驗(yàn)裝置、拉力機(jī)、鹵酸氣體釋出測定裝置、SDB型NBS煙密度測試箱、pH計(jì)、電導(dǎo)率測定儀。

3 結(jié)果與討論

3.1 氧指數(shù)和成束燃燒性能之間的關(guān)系

氧指數(shù)試驗(yàn)是影響成束燃燒的關(guān)鍵因素之一。數(shù)據(jù)見表1所示，發(fā)現(xiàn)當(dāng)氧指數(shù)>32時(shí)，電纜可以通過氧指數(shù)試驗(yàn)。表1中無鹵電纜7#氧指數(shù)已經(jīng)達(dá)到33，也未能通過成束燃燒試驗(yàn)。故認(rèn)為無鹵電纜的氧指數(shù)大于33時(shí)，成束燃燒試驗(yàn)方能合格。本次試驗(yàn)中，氧指數(shù)大于33.5的低煙低鹵電纜和低煙無鹵電纜樣品，成束燃燒試驗(yàn)均合格。據(jù)了解氧指數(shù)達(dá)到33或更高需大大增加企業(yè)生產(chǎn)成本。建議可以適當(dāng)降低成束燃燒的要求。

3.2 氧指數(shù)和強(qiáng)度、伸長率的關(guān)系

由于無機(jī)阻燃劑的填充，使低煙無鹵、低煙低鹵電纜老化前后的抗張強(qiáng)度及斷裂伸長率降低。從數(shù)據(jù)上分析見表2所示。1#、2#、3#、8#、9#電纜的強(qiáng)度均大于11.0N/mm2；1#、2#、8#樣品氧指數(shù)低于32.5。而3#、9#樣品氧指數(shù)較高；1#、8#、9#樣品老化后伸長率變化率均超過了50%。數(shù)據(jù)表明：氧指數(shù)的提高會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)度和伸長率降低，兩者相互制約。電力電纜由于氧指數(shù)均不高，產(chǎn)品強(qiáng)度也較低，無法得出確切結(jié)論。

3.3 氧指數(shù)、結(jié)構(gòu)和煙密度及鹵酸氣體含量（pH值電導(dǎo)率）的關(guān)系

表2所示表明：氧指數(shù)較大的為3#、4#、5#、6#、9#，較低的為1#、2#、7#、8#樣品。煙密度試驗(yàn)除1#、6#樣品低于60%外、5#僅為6.8%，鹵酸氣體含量（pH值電導(dǎo)率）均能符合要求。故認(rèn)為氧指數(shù)與煙密度及鹵酸氣體含量（PH值電導(dǎo)率）的關(guān)系不大。

4#～6#的透光率分別為63.1%、6.8%、43.5%，僅燃燒截面不同，故認(rèn)為單位截面非金屬可燃物是造成這一結(jié)果的主要原因。試驗(yàn)中4#、5#樣品燃燒碳化至銅導(dǎo)體，6#樣品由于護(hù)套較厚，未完全碳化。6#樣品的可燃物截面積小于900mm2。說明非金屬燃燒面積會(huì)直接影響透光率。

目前國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定無鹵電纜抗張強(qiáng)度≥9.0N/mm2，伸長率≥120%。而本次試驗(yàn)樣品中1#～3#樣品抗張強(qiáng)度均大于11.0N/mm2，符合MT 818-2009的要求。鹵酸氣體含量均小于100mg/g，透光率均大于30%。但1#樣品老化后伸長率變化率無法滿足要求。1#、2#樣品氧指數(shù)均低于33。依據(jù)氧指數(shù)和成束燃燒關(guān)系，難以通過成束燃燒試驗(yàn)。

4#～6#抗張強(qiáng)度大于10.0N/mm2。除煙密度性能外其余性能均能滿足MT 818-2009要求。相比1#～3#樣品，其他性能有所提高。7#樣品未能通過成束燃燒試驗(yàn)。8#樣品未進(jìn)行成束燃燒試驗(yàn)，但其氧指數(shù)僅為32.4，阻燃性較差。9#樣品老化后伸長率變化率大于50%。

樣品中除3#樣品能夠完全符合MT818-2009要求外，其余樣品均未能完全符合MT 818-2009的要求。故認(rèn)為應(yīng)先推行低煙低鹵橡套電纜。企業(yè)均采用了低煙低鹵材料，而欠缺注重對(duì)于抗張強(qiáng)度、伸長率以及阻燃性能之間相互制約關(guān)系的平衡。故建議在保證氣體酸度和煙密度性能的同時(shí)，適當(dāng)降低抗張強(qiáng)度性能要求（但應(yīng)滿足GB 12706中抗張強(qiáng)度≥9.0N/mm2），以滿足其他各項(xiàng)性能。

參考文獻(xiàn)

[1]袁洪軍，曠天申，富寶燦，張勝華.煤礦用低煙低毒（鹵）阻燃電纜的性能測試[J].2005，（12）：1-3.

[2]孫平，戴英培.無鹵低煙阻燃電纜的設(shè)計(jì)與性能[J].電線電纜，1999，（2）：12-14.endprint