浅谈低烟无卤阻燃电力电缆质量控制和测试方法

杨丽伟

杭州电缆股份有限公司 浙江杭州 311400

随着城镇化的深入发展，民用建筑在日益增多，在电缆的选用上成为人们十分关注的问题。特别是西安“奥凯事件”以来，无论是线缆制造企业还是理性用户都非常重视线缆产品质量，尤其是密集场所，阻燃电缆的阻燃性能等级至关重要。

1 生产过程中质量控制

1.1 低烟无卤阻燃电缆介绍

低烟无卤阻燃电缆，是指在规定试验条件下，试样被燃烧，在撤去试验火源后，火焰的蔓延仅在限定范围内，残焰在限定时间内能自行熄灭的电缆，其阻燃机理是高分子聚合物中加入大量阻燃剂-水合金属化合物，电缆在火灾中水合金属化合物受热分解成三氧化二铝和氧化镁，释放出结晶水并吸收大量的容量，挡住热量向电缆内部传、降低电缆表面温度，达到阻燃目的。根据阻燃性能由高到低可以分为A 类B 类C 类和D 类。

1.2 低烟无卤阻燃电缆结构和生产流程

以单芯低烟无卤阻燃型交联聚乙烯绝缘黄铜带铠装电缆生产为例说明结构和生产流程。

检验1、检验2-直径、电阻、延伸率 检验3-绞合后直径、电阻、节距 检验4-偏心度、热延伸、微孔、尺寸检查 检验5-直径、金属带搭盖率、外观 检验6-直径、低烟无卤带搭盖率、外观 检验7-直径、厚度、外观 检验8-搭盖率、外观检验9-直径、搭盖率、外观 检验10-厚度、外观检验11-出厂检验

1.3 生产过程中产品质控点

流程图中已明确标示了工序检测项目，在此不一一罗列。概括来讲，此类电缆产品质量控制，既检测项目主要分三大类：A、结构尺寸测量，B、电性能测试、C、燃烧性能测试，要想A 和B 的性能合格，生产以工艺为前提，故电缆在生产过程中应严格按照工艺标准执行，各层数据符合国家和相应标准，但是影响其燃烧性能指标的质量控制主要体现在以下几点：

A、低烟无卤带（高阻燃包带）搭盖率，搭盖率在15%以上，不能出现漏包现象。B、护层（隔离套和外护套）厚度表面质量，既挤包塑料必须紧密、圆整、无破洞；外观塑化良好，色泽均匀，不应有明显的杂质及目力可见的气孔，此外，根据成束燃烧等级的不同，材料的性能指标也有差异，主要体现在氧指数上（氧指数是指在规定的条件下，材料在氧氮混合气流中进行有焰燃烧所需的最低氧浓度。氧指数高表示材料不易燃烧，氧指数低表示材料容易燃烧）。

2 阻燃等级指标测试

2.1 原材料测试

无卤低烟阻燃电缆的绝缘层、护套层以及辅助材料（包带及填充）全部或部分采用的是不含卤的交联聚乙烯（XLPE）阻燃材料，不仅具有更好的阻燃特性，而且在电缆燃烧时没有卤酸气体放出，电缆的发烟量也小，故为了保证成品的性能，关键原材料组部件上要进行相应的测试：

2.1.1低烟无卤带（高阻燃包带）：试验标准GB/T5454-1997《纺织品 燃烧性能试验 氧指数法》 进行氧指数测试，氧指数需达到50%以上。按照试验标准GB/T17650《取自电缆或光缆的材料燃烧时释出气体的试验方法》进行PH 值和电导率测试，PH 值需要＞4.3 电导率≤10µS/mm，则认为合格。

2.1.2 低烟无卤护套料：产品标准GB/T32129-2015 电线电缆用无卤低烟阻燃电缆料，氧指数试验标准GB ∕T2406.2-2009《塑料用氧指数法测定燃烧行为》，根据不同成品阻燃等级不同，氧指数指标亦不相同，一般为32%，30%28%。卤酸气体含量的测试方法及标准同低烟无卤带。

2.2 成品电缆阻燃性能测试

成品电缆阻燃性能通过单根垂直燃烧和成束燃烧性能判定

2.2.1 燃烧等级划分

为了评定阻燃性能差异，电线电缆标准化技术委员会编制了相关标准，单根电缆垂直燃烧试验标准：GB/T18380.11- GB/T18380.13，分别介绍电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验 试验用设备和试验方法。GB/T18380-2008《电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验》 第31 到36 部分 则分别介绍了垂直安装的成束电线电缆火焰垂直蔓延试验 试验装置、A 类、 B 类、 C 类和D 类成束燃烧，成束燃烧等级类别是以试样所含非金属材料的标称体积总量和供火时间来区分的，见表1。

表1 燃烧等级划分

2.2.2 燃烧试验程序

A、单根垂直燃烧试验：

A-1 试样制备

长（600±25）mm 的电缆，在（23±5）℃、湿度（50±20）%的条件下处理至少16 小时。

A-2 试样安装

上下支架的距离为（550±5）mm，试样安装在金属罩中间位置（距两侧150mm，距背面225mm）。

A-3 试验过程

调节流量：空气流量（10±0.5）L，丙烷（0.65±0.03）L。

调节喷灯及喷灯火焰：使内焰：总焰=1：3（55±5：180±10），调节喷灯位置，使内焰尖端接触试验，接触点距上支架下缘（475±5）mm，同时喷灯与试验成45°

试样持续供火时间见下表2：

表2 A-3 试验结果

A-4 试验结果判定：

试验表面脆性即是炭化部分，上支架下缘和炭化部分起始点距离大于50mm，燃烧向下延伸至距离上支架下缘小于540 则为试验通过，垂直燃烧性能合格。

成束燃烧：

B-1 按照表1 规定计算试样根数并安装样品

导体截面35 平方以上：

直径超过50 平方用直径1.0-1.5mm 的金属丝扎紧，直径小于50 平方用直径0.5-1.0mm 的金属丝扎紧，电缆间隙为0.5 倍电缆直径，但不超过20mm，试样边缘距离钢梯内侧不小于50mm。

导体截面35 平方以下：

电缆试样紧密的排列，用直径0.5-1.0mm 的金属丝扎紧，试样边缘距离钢梯内侧不小于50mm。

喷灯水平距离电缆75±5mm，距箱底600±5mm。

B-2 根据表1 规定的试验类别确定供火时间

供 火 时， 空 气 流 量 为77.7±4.8L/min， 丙 烷 流 量 为13.5±0.5L/min。通过试验箱的空气流量应维持到电缆停止燃烧或发光，或者维持到最长1h，此后应强行熄灭。

B-3 实验结果判定：

最大炭化范围不高于喷灯低面2.5 米为合格。

值得注意的是，火源孔径的堵塞会影响火焰的强度，严重影响试验结果的正确判定，故进行燃烧试验，每次试验前都应进行火焰强度的验证程序（即：记录喷灯火源温度从100℃上升到700℃的时间，时间在260±20 秒内则认为火焰符合试验要求）

3 结语

文章介绍了低烟无卤阻燃电力电缆中间过程质量控制，并重点介绍了成品的燃烧性能，本着对客户负责，确保测试结果的准确性，倡导各个企业或检测机构相关测试人员应熟悉标准，注重细节，一切从标准出发，对关键影响因素应加强验证，试验设备系统除了计量的周期检定还要进行定期喷灯火焰强度的验证。