對于電纜而言，阻燃尤為重要

因為火災往往發生在密閉空間或者半密閉的有限空間

傳統的電纜阻燃多為鹵素阻燃

燃燒産生濃煙和有毒有害氣體

會進一步降低在密閉空間逃生的可能性

電纜基礎知識

國際電工委員會IEC标準

1、絕緣

聚氯乙烯：介損大，含氯，運行溫度低，一般僅用于6kV及以下電壓等級，将被淘汰。

聚乙烯: 熔融溫度低(70℃),最高工作電壓達500kV。

交聯聚乙烯: 通過化學或物理方法将聚乙烯分子鍊間相互交聯。最高運行溫度可達90℃，短路時導電線芯允許的最高溫度可達250℃。極大地提高了電纜的安全載流量和短路容量。其最高工作電壓達500kV。

短路時（最長持續時間不超過5秒）電纜的最高溫度：

聚氯乙烯絕緣為160℃ ；

聚乙烯絕緣為130℃ ；

高密度聚乙烯為150℃ ；

交聯聚乙烯絕緣為250℃ 。

2、導體

銅電阻率為0.017241Ω·mm2/m ，比重8.89；

鋁電阻率為0.028264Ω·mm2/m ，比重2.7(銅的30%)(66kV及以上不用鋁芯)

我國國家标準上規定的常規導體截面（mm2）規格:1.0 、 1.5 、 2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185 、240、300、400、500、630、800、1000等規格；

線芯數量與形狀：單芯、兩芯、三芯、四芯(3 1)、五芯(3 2、4 1）等五種，并根據線芯的數量，将導線壓成圓形、半圓形、扇形等形狀；小截面實芯（即獨股），大截面多股絞合。

3、填充

4、内襯層

可以擠包或者繞包；

電纜内襯層材料一般與電纜耐溫等級相匹配；

不與電纜發生相互作用；

不對電纜參數有害反應；

正常内襯層材料與護套材料相同；

繞包層一般選擇PVC再生帶

5、鋼帶（铠甲層）

6、護套

采用聚氯乙烯或聚乙烯，在需要防火的場所也可做成阻燃型。

加入大量的阻燃劑（如石溴醚），具有很好的阻燃效果；

PE本身所具有的一些優良特性卻喪失了許多，如防潮性能下降，電性能降低。

阻燃PE的成本也很高，不是首選品種

經典配方：EVA，MLLDPE,PE-MAH,阻燃劑，抗氧劑，潤滑劑

抗氧劑：氫氧化鋁，氫氧化鎂

耐火電纜和阻燃電纜的生産标準

耐火電纜

GB∕T 19666-2005 阻燃和耐火電線電纜通則

1、産品表示方法:用NH-表示

①在普通電纜的型号前加N或NH；例如：NH-YJV、NH-YJV22 。

②阻燃耐火電纜在普通電纜的型号前加ZAN、ZBN、ZCN或ZRN；

例如：ZAN-YJV22；ZRN-YJV22 。

③低煙低鹵阻燃耐火電纜在普通電纜的型号前加DDZAN、DDZBN或DDZCN；例如：DDZAN-YJV 。

④低煙無鹵阻燃耐火電纜在普通電纜的型号前加DWZAN、DWZBN或DWZCN ，例如：WDZA-YJY 、WDZRN-YJY23。

2、工藝生産方法：

根據導體截面大小繞包2層相應規格的耐高溫的雲母帶。

3、試驗要求:

在電纜供電的情況下，火焰溫度不低于750℃，燃燒（供火時間）90min熄滅火焰，電纜繼續供電（冷卻時間）15min；在整個試驗過程中保持額定電壓，标準要求：2A熔斷絲不斷，指示燈不熄滅 (即沒有一個熔斷器或斷路器斷開，導體不斷，即燈泡一個也不熄滅。)

阻燃電纜

1、産品表示方法:

1）阻燃電纜：分四級，用ZA ZB ZC ZD表示

2）普通阻燃型電纜在原有電纜的型号前加ZA（ZRA）、ZB（ZRB）或ZC （ZRC）C可省略，例如：ZA-YJV；

3）低煙低鹵型電纜在原有電纜的型号前加DDZA、DDZB或 DDZC，

例如：DDZB-YJV；

4）低煙無鹵在電纜的型号前加WDZA、WDZB、WDZR或WDZC。

例如：WDZA-YJY23、 WDZR-YJY。

2、試驗标準要求:

1）A級阻燃：每米電纜非金屬含量7L，燃燒時間40min，炭化高度不超過2.5m；

2）B級阻燃：每米電纜非金屬含量3.5L，燃燒時間40min，炭化高度不超過2.5m；

3）C級阻燃：每米電纜非金屬含量1.5L，燃燒時間20min，炭化高度不超過2.5m；

3、低煙無鹵電纜:

1）用WD表示無鹵低煙。

2）産品方法：加在普通電纜的型号前。

3）低煙性能: 最小透光率≥60％。

4）無鹵:不含鹵素,燃燒産物的腐蝕性較低, PH≥4.3。

優點

①低煙低毒：減少在其燃燒時産生的有毒、腐蝕性氣體。若在像飛機、火車車廂或是在船舶等通風不良的環境中，經常會使用低煙無鹵的材料。

②環保性：不含有鉛、镉等對人體有害的重金屬。

問題

①價格高于PVC電纜料。

②PE基體加入大量無機阻燃劑，力學性能下降，使用時會發生開裂

低煙無鹵電纜料配方示例

配方一：乙烯—醋酸乙烯68、高密度聚乙烯52、水滑石108、高純消煙劑4、紅磷8.5、主抗氧劑1、輔抗氧劑1、矽烷偶聯劑3、聚乙烯蠟1、白油4。

配方二：EVA20% 、 LDPE 9% 、 PP-MA 2% 、M,3 62% 、油（矽油或矽酮母粒3% 、 臘 2% 、小料 2%

配方三：EVA40、LLDPE10、Al(OH)3 50、Mg(OH)2 25、偶聯劑1、助偶聯劑1.5、抗氧劑0.4、潤滑劑1.2。

低煙無鹵電纜料性能測試方法

01

阻燃特性

(1) 氧指數

GB/T 2406方法來測試常溫下阻燃電纜料的氧指數，以考核材料的阻燃性。該方法缺少對溫度指數的測試。（溫度指數表示了在環境溫度到底升到多高時，材料能在空氣中點燃）。低煙無鹵電纜料常溫下氧指數達到33-35即可滿足一般電纜阻燃要求，其溫度指數為300左右。

部分國外用戶已開始采用UL 94中的V-0等級來考核無鹵材料的自熄性。

更為接近實際燃燒性能的錐體量熱計法對材料燃燒時的着火時間、發熱速度、總發熱量等燃燒參數進行定量評價。

( 2）煙密度

成品電纜一般采用GB/T17651的成束燃燒方法測試電纜燃燒後的透光率來考核電纜低煙性能，低煙無鹵電纜透光率達到60%以上符合要求。對材料來說，一般采用GB/T8323的方法來測試其有焰及無焰燃燒時的最大煙密度Dm，以此來考核材料的發煙性能。低煙無鹵電纜料燃燒指标一般為有焰Dm≦100,無焰Dm≦200,而含鹵阻燃電纜料有焰及無焰Dm均為300以上。

（3）鹵素含量

IEC 754-1和MIL-C-24643A測定鹵素及氫鹵酸氣體含量。前者不适于鹵酸氣體含量低于5mg/g的場合，即不适于無鹵材料含鹵量的測定，後者為采用χ射線原理測量體系鹵元素的含量，測試精度為0.2%，嚴格意義上來說憑此方法也不能完全判定被測材料是否絲毫不含鹵素。因此很多無鹵材料标準中不将鹵素含量做為一項考核指标，更多地是通過PH值及電導率來表征其無鹵性。隻有BS、IEC 等标準中将無鹵體系中鹵化氫釋放量的指标定在≦5mg/g，作為分界點考核。

(4) 腐蝕性

IEC 1991年公布IEC 754-2，通過測定PH值和電導率來測試電纜材料燃燒時釋放氣體的酸度，并規定測得PH≧4.3及電導率≦10μs/mm為無鹵、低腐蝕标準。IL-C-24643A規範中規定電纜材料燃燒時釋放出的氣體，鹵素含量≦0.2%作為無鹵、低腐蝕性标準。低煙無鹵電纜料PH值一般為4.5-6.0,電導率為0.7-5μs/mm。

02

物理機械及電氣性能

(1)抗張強度及斷裂伸長率降低。

無鹵電纜料抗張強度在10-14Mpa左右，斷裂伸長率在150-250%左右;

(2)抗老化性能有所降低。

大量無機阻燃劑的加入，使無鹵電纜料抗老化性能受到較大影響。熱塑型無鹵阻燃電纜料一般以經100℃×168hr老化後，抗張強度及斷裂伸長率變化率不大于±30%做為考核指标;

(3)熱變形變大。

由于無鹵阻燃電纜料中高VA含量EVA比例較大，緻使其耐熱變形性能較差，一般以80℃×4hr變形率不大于50%做為考核指标;

(4)柔軟度較差。

一般無鹵阻燃聚烯烴電纜料邵氏A硬度均超過HA90，邵氏D硬度超HD40。

(5)耐外傷性能較差，經外力擦劃後易有傷痕。

與配方有關系，不同品種電纜料差異大。

(6)耐潮濕性能較差。

氫氧化鎂、氫氧化鋁的加入使無鹵阻燃電纜料極易吸濕，若無真空鋁箔包裝，常态下其貯存期最好不要超過1個月，否則将吸潮影響使用。無鹵阻燃電纜料浸水一天後，體積電阻率将下降60~80%。

(7)體積電阻率及電氣擊穿強度有所下降。

與含鹵阻燃聚烯烴電纜料相比下降并不很明顯，但與非阻燃聚烯烴電纜料相比下降卻比較明顯。

(8)介電常數ε及介質損耗角正切tgδ急劇下降。

阻燃電纜無鹵阻燃劑的應對策略

無機填料阻燃劑

氫氧化鎂、氫氧化鋁、水鎂石、水滑石等

煙密度低，價格低

問題

添加量大，對力學性能影響明顯

解 決 方 法

表面改性

控制結晶形态

加入含磷阻燃劑協同作用（APP，紅磷，二乙基次膦酸鹽等

文章來源：PINFA中國無鹵阻燃 公衆号

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