无卤低烟阻燃耐火电缆及其工艺的探讨

鲍启伟，林爱华，宋彩华

(1.无锡江南电缆有限公司，江苏 宜兴 214251；2.江苏长峰电缆有限公司，江苏 宜兴 214251；3. 江苏宏图高科技股份有限公司光电线缆分公司，江苏 无锡 214091)

近几年随着国家加强对电缆行业的监督管理，客户对其常规的结构尺寸性能也有所了解，所以这些指标也大都能合格。但还有部分性能，客户自己难以测量或不容易判断其是否合格，如是否达到低烟指标、阻燃性高低等。2020年10月，国家市场监管总局组织开展了电线电缆产品质量安全专项整治活动，抽查电缆的阻燃、无卤低烟、耐火性能等指标，说明人们已意识到电缆的安全环保性了。那么，这和哪些因素有关呢？如何不浪费材料又能生产出合格产品呢？本文阐述了笔者在实践中总结的心得。

1 性能指标

阻 燃、耐火性能、无卤、低烟性能见GB/T 19666-2019。

1.1 示例

（1）1kV,WDZN-YJY 3×70，工艺结构：无卤低烟阻燃内、外护套、氧指数最小34、阻燃填充、4层阻燃包带；可通过阻燃A类、低烟、无卤试验。

工艺结构：无卤低烟阻燃外护，氧指数最小34、阻燃填充、2层阻燃包带；可通过B类阻燃、低烟、无卤试验；至少用2层云母带，重叠率不低于30%，可通过耐火（N）试验；至少3层云母带或陶瓷硅橡胶带，重叠率不低于20%，可通过耐火（NJ）试验。

（2）1kV, WDZNJ-YJY23 3×70，工艺结构：无卤低烟阻燃外护套、氧指数最小34、阻燃填充、4层阻燃包带；可通过阻燃A类、低烟、无卤试验；

1.2 影响因素分析

（1）电缆的结构。从上述可看出，电缆的结构设计对其阻燃性、无卤低烟和耐火性有极大的影响。阻燃试验的取样根数和燃烧时间，均与电缆的外径及金属铠装层有关；计算的样品根数，与电缆的结构及外径有关，同一型号规格，阻燃材料越多，相对阻燃性越好；而耐火性能与无机矿物材料如云母带层数及搭盖率相关。

（2）电缆材质。要达到的阻燃等级越高，需要材料的阻燃性越高，同时应减少易燃性材料，或采用能降低燃烧速度的材质；与无铠装的电缆相比，有金属铠装层电缆的阻燃性较好，因为金属层有挡焰抑制作用。耐火电缆需要在火灾或燃烧情况下，在一定时间内，依靠耐热耐火材料，不发生短路、断路，能保持正常输电。因此，导体外部的材质需具备耐热耐火和良好的绝缘性，如云母带、陶瓷硅橡胶等材质，可满足普通耐火（N），而要满足NS类耐火,仅仅依靠导体外部的云母层结构，不易合格。而满足无卤低烟性能，采用的材料中，卤素含量要在规定值内，酸度和电导率达标，若采用PVC护套就不会合格，且采用的材质不易燃不助燃且发烟量低。

（3）生产装备和工艺技术。生产工艺对其阻燃性也有影响，比如成缆节径比越小，结构越紧凑严密，缆芯间空隙小，而氧气不足不易燃烧；阻燃护套厚度越厚，燃烧时烧透至内层所需时间越长。耐火电缆中采用陶瓷硅橡胶带绕包，该工艺没有挤包工艺制作的同类产品耐火性稳定。普通螺杆挤出PVC阻燃材料均可，却不适用挤低烟无卤护套料，需专用螺杆，该螺杆的长径比L/D以20或25为宜，压缩比以1:1为宜。长径比过大、螺杆转速过高会使料在挤出过程中摩擦生热，温度急剧上升，而受热时间又长，造成料中阻燃剂分解，致使挤塑表面变差，阻燃性降低。低烟无卤料与PVC相比，挤塑温度范围窄且低，一般控制在110～150 ℃之间较好，该工艺能避免产生焦粒或塑化不好的情况，避免导致阻燃性差或影响低烟性能。

（4）结构设计与工艺。那到底什么样的结构工艺能满足电缆的阻燃等级、无卤、低烟、耐火性能呢？当然是按最高指标设计肯定能合格，然而企业要生存需考虑生产成本。因为这些试验需要的样品较多，还需相应的试验器材，对于规模较小或无相关经验的企业来讲，若是从头来试制，势必浪费很大。本人结合多年的试验和经验，总结出以下工艺，此仅为一种工艺结构呈现，并不是唯一的途径。

具体工艺结构见表1、表2和表3。

表1 单一阻燃工艺

表2 单一耐火工艺

表3 无卤低烟阻燃工艺

产品类别 示例型号 各等级对应的结构工艺ZA ZB ZC ZD塑料 WDZ-BYJ、WDZ-RY等 / 绝缘料，氧指数最小34绝缘料，氧指数最小32绝缘料，氧指数最小30电线 WDZ-RYY等绝缘料和护套料（氧指数最小34）、阻燃填充、2层阻燃包带护套料氧指数最小32、阻燃填充和2层阻燃包带护套料氧指数最小30、和1层阻燃包带 护套料氧指数最小28表中的绝缘和护套，均为无卤低烟阻燃料

2 结束语

电缆产品的性能涉及到各方面，与电缆的规格、电缆结构、原材料、工人技术水平、生产工艺综合因素有关，不仅仅受某一方面的影响。因此，实际能达到相应性能的途径有很多，本文就一般情况下的观点进行陈述，希望能为电缆生产企业带来些许帮助。