淺談低煙無鹵阻燃電力電纜質量控制和測試方法

楊麗偉

杭州電纜股份有限公司 浙江杭州 311400

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

1 生產過程中質量控制

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，殘焰在限定時間內能自行熄滅的電纜，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，釋放出結晶水并吸收大量的容量，擋住熱量向電纜內部傳、降低電纜表面溫度，達到阻燃目的。根據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構和生產流程

以單芯低煙無鹵阻燃型交聯聚乙烯絕緣黃銅帶鎧裝電纜生產為例說明結構和生產流程。

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 生產過程中產品質控點

流程圖中已明確標示了工序檢測項目，在此不一一羅列。概括來講，此類電纜產品質量控制，既檢測項目主要分三大類：A、結構尺寸測量，B、電性能測試、C、燃燒性能測試，要想A 和B 的性能合格，生產以工藝為前提，故電纜在生產過程中應嚴格按照工藝標準執行，各層數據符合國家和相應標準，但是影響其燃燒性能指標的質量控制主要體現在以下幾點：

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

2 阻燃等級指標測試

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，電纜的發煙量也小，故為了保證成品的性能，關鍵原材料組部件上要進行相應的測試：

2.1.1低煙無鹵帶（高阻燃包帶）：試驗標準GB/T5454-1997《紡織品 燃燒性能試驗 氧指數法》 進行氧指數測試，氧指數需達到50%以上。按照試驗標準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 值和電導率測試，PH 值需要＞4.3 電導率≤10μS/mm，則認為合格。

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

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，電線電纜標準化技術委員會編制了相關標準，單根電纜垂直燃燒試驗標準：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稱體積總量和供火時間來區分的，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150mm，距背面225mm）。

A-3 試驗過程

調節流量：空氣流量（10±0.5）L，丙烷（0.65±0.03）L。

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

試樣持續供火時間見下表2：

表2 A-3 試驗結果

A-4 試驗結果判定：

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 規定計算試樣根數并安裝樣品

導體截面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側不小于50mm。

導體截面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側不小于50mm。

噴燈水平距離電纜75±5mm，距箱底600±5mm。

B-2 根據表1 規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維持到電纜停止燃燒或發光，或者維持到最長1h，此后應強行熄滅。

B-3 實驗結果判定：

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，嚴重影響試驗結果的正確判定，故進行燃燒試驗，每次試驗前都應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 秒內則認為火焰符合試驗要求）

3 結語

文章介紹了低煙無鹵阻燃電力電纜中間過程質量控制，并重點介紹了成品的燃燒性能，本著對客戶負責，確保測試結果的準確性，倡導各個企業或檢測機構相關測試人員應熟悉標準，注重細節，一切從標準出發，對關鍵影響因素應加強驗證，試驗設備系統除了計量的周期檢定還要進行定期噴燈火焰強度的驗證。