無(wú)鹵低煙阻燃電纜設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-27 01:20 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 /g吸熱） 360℃Mg（OH）2 MgO+H2O（990J/g吸熱）含這些阻燃劑的聚烯烴電線，從水平燃燒試驗(yàn)的結(jié)果看，燃燒時(shí)間，含ATH的比用MDH的長(zhǎng)，MDH阻燃效果好一些?！白∮央姎狻把芯吭囼?yàn) ，把ATH和MDH，用DSC差熱分析法測(cè)量其吸熱量，結(jié)果如圖表明。圖 金屬氫氧化物的吸熱特性ATH在280℃附近吸熱量最大，MDH是在360℃附近最大。而聚乙烯約在360℃時(shí)有一放熱峰。這個(gè)溫度，與MDH熱分解時(shí)最大吸熱峰一致，這個(gè)結(jié)果說明， ATH并用MDH對(duì)聚乙烯的阻燃作用更有效?！罢押碗娋€レヒュ——1992”用錐形量熱計(jì)試驗(yàn)證實(shí)著火時(shí)間延長(zhǎng)，最大熱釋放量降低，炭化殘?jiān)镌龆唷Ｓ袡C(jī)高聚物當(dāng)受熱到某一溫度時(shí)會(huì)分解出低分子揮發(fā)物，分解產(chǎn)物達(dá)到著火溫度（一般在300℃上下），在有空氣（氧）存在時(shí)引發(fā)燃燒。從IEEE38IEC603323成束電纜垂直燃燒試驗(yàn)過程，測(cè)得離供熱火源扁燒咀30cm到120cm高度處，試驗(yàn)過程的火焰溫度約為550℃500℃降到280℃200℃。由此看出試驗(yàn)電纜的高聚物外護(hù)套層，如不能控制外護(hù)套層溫升（熱量增加），燃燒就會(huì)不斷往上方進(jìn)行，直到整束試驗(yàn)電纜燒完為止。浙江溫州化工阻燃材料廠在WDZ1無(wú)鹵多功能阻燃劑的研制方案中，首先就是接受了上述客觀實(shí)際，并考慮到阻燃聚合物中必須添加多量無(wú)鹵阻燃劑，從而引起擠塑成型很困難的普遍缺點(diǎn)。WDZ1無(wú)鹵多功能阻燃劑用在熱塑性或熱固性無(wú)鹵低煙阻燃電纜護(hù)套料中，實(shí)現(xiàn)了在200℃500℃溫度范圍中，由于WDZ1受熱時(shí)吸熱，并可使高聚物在熱態(tài)下不完全燃燒逐漸轉(zhuǎn)化為“類似石墨”（like grahite），形成一阻隔空氣層，這樣使阻燃性能大提高，煙霧釋放量降低，有良好擠塑加工性能?？芍^一優(yōu)良新的添加型無(wú)鹵阻燃劑。Cone錐型量熱計(jì)測(cè)得最大熱釋放速率RHR、煙釋放量SEA的數(shù)據(jù)和曲線圖表 錐型量熱計(jì)測(cè)量無(wú)鹵阻燃劑的熱特性樣品類型含WDZ1 HFLS市場(chǎng)FHLS純PE+EVARHR KW/m2SEA m2/kg1311021841571776圖 含WDZ1的HFLS料 圖 市場(chǎng)的HFLS料2006年martinswerk馬丁公司推出具有“成炭功能的氫氧化鋁、如MARTINALChar，氫氧化鎂、如MAGNIFINChar牌號(hào)，能比較多的提高阻燃聚合物的氧指數(shù)（提高FPI火災(zāi)指數(shù)=最大釋熱速率/點(diǎn)燃時(shí)間）。初期對(duì)鎂、鋁氫氧化物，在聚合物中所具有阻燃能力，是由于金屬氫氧化物遇熱分解“脫水吸熱”，達(dá)到聚合物阻燃，用熱平衡基理來(lái)解釋，還不完善。小截面交聯(lián)聚乙烯絕緣高阻燃電纜設(shè)計(jì)小截面交聯(lián)聚乙烯絕緣高阻燃電纜的技術(shù)難點(diǎn)如： 1. 交聯(lián)聚乙烯塑料（XLPE）是電纜絕緣物中最易燃的聚合物，氧指數(shù)（OI）為19，PE的燃燒值為11000Kcal/kg，是已有工業(yè)品聚合物中熱值最高的，是普通PVC電纜料熱值的2。8倍。2．如7， mm2線芯絕緣表面周長(zhǎng)17mm的4倍。這樣絕緣表面與空氣接觸和受熱面積也大，都是燃燒有利條件。3．,對(duì)滿足A級(jí)燃燒的試品,要求每一公尺長(zhǎng)的電纜要有7立升的可燃物供試驗(yàn),如對(duì)7(外護(hù)套PVC約5立升),僅就聚乙烯若燃燒起來(lái)發(fā)出的熱量約有20000 。這么嚴(yán)苛的燃燒條件對(duì)交聯(lián)聚乙烯絕緣小截面控制電纜，是非常難達(dá)到的，必須按高阻燃能力來(lái)設(shè)計(jì)護(hù)層，并在結(jié)構(gòu)上也得采取一些措施。電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所謂交聯(lián)聚乙烯絕緣高阻燃小截面電纜 ，實(shí)質(zhì)就是要提高電纜結(jié)構(gòu)中可燃材料部分的阻燃能力。從電纜做成束垂直燃燒試驗(yàn)失敗的情況來(lái)看，是護(hù)層內(nèi)的絕緣層吸收了由護(hù)層之外進(jìn)去的熱量，使絕緣層升溫，促使聚合物降解（分解）成為低分子揮發(fā)物，當(dāng)溫度繼續(xù)升高，達(dá)到分解產(chǎn)物的著火溫度，在有空氣存在的情況下引發(fā)燃燒，繼而產(chǎn)生熱量使燃燒部分溫度進(jìn)一步升高；這樣的惡性循環(huán)，加速了電纜燃燒直到試品完全燒光而告終（對(duì)無(wú)阻燃能力的電纜是如此）。由此很自然會(huì)起到提高絕緣層的阻燃能力。要知目前的阻燃劑或是有阻燃能力的聚合物，不是極性結(jié)構(gòu)，就是易吸水的物質(zhì)。這些物質(zhì)對(duì)絕緣層提高一點(diǎn)阻燃能力，但都會(huì)使電性能惡化，這是顧此失彼的事不能辦。從物質(zhì)燃燒三要素，即可燃物、熱量（溫度）、氧氣，對(duì)其中之一加以限制，即可達(dá)到燃燒不能進(jìn)行的目的。由此容易看出，使受熱或燃燒的電纜的熱量得到控制，是提高電纜的阻燃能力行之效的途徑。無(wú)論是哪種阻燃電纜，其所用材料的氧指數(shù)OI（衡量材料難燃程度）和采用電纜的結(jié)構(gòu)則是關(guān)鍵。設(shè)計(jì)的阻燃電纜要性能好、結(jié)構(gòu)最佳。通常先對(duì)構(gòu)成電纜幾種有機(jī)物材料的OI來(lái)計(jì)算出電纜的平均OI，即：n n[OI]=[ΣSiOIi] / [Σsi] i=1 i=1然后，用電纜的平均OI來(lái)初步評(píng)估電纜的阻燃能力。計(jì)算的電纜的平均OI越高，則通過成束燃燒試驗(yàn)的可能性就越大。但OI的提高將帶來(lái)成本增加。為擋住電纜外來(lái)的熱量和空氣浸入電纜內(nèi)部，用有高阻燃能力（OI 50左右）的填充混合物填滿成纜線芯外層空隙，工藝上可以通過擠包同時(shí)或預(yù)先擠成圓膠條成纜時(shí)填入。一般經(jīng)驗(yàn)按平均OI約為3235時(shí)，ZAKYJV的外護(hù)套的OI要達(dá)到35為好，如下所示：表 電纜結(jié)構(gòu)材料氧指數(shù)ZAKYJV（450/750V）7阻燃等級(jí)A類絕緣XLPE的 OI19填充材料的 OI50繞包帶的 OI50外護(hù)套的 OI35電纜的平均 OI33．5外護(hù)層性能和護(hù)層的徑向厚度和成品電纜外徑按GB 。綜合起來(lái)說,交聯(lián)聚乙烯絕緣高阻燃小截面電纜除保證通過GB A級(jí)阻燃性能試驗(yàn),其他性能(物理、機(jī)械、電氣)仍執(zhí)行GB 。試驗(yàn)結(jié)果表 交聯(lián)聚乙烯絕緣高阻燃小截面電纜成束垂直燃燒試驗(yàn)結(jié)果試品名稱 型號(hào)ZAKYJV產(chǎn)品規(guī)格7電纜外徑mm根數(shù)φ1357可燃物體積 立升7供火時(shí)間 min40 燒損長(zhǎng)度（正面） mm720燒損長(zhǎng)度（背面） mm700殘燃時(shí)間 min9外護(hù)套料氧指數(shù) OI36．5填充料氧指數(shù)
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