低烟无卤阻燃电缆的性能和检测方法探讨

李煊

1、行业概况

从上个世纪70年代开始人们开始关注火灾蔓延问题，并重点强调了国际上对低烟无卤阻燃电缆的研究，在这个过程中已经得到了一些成果。但是先前使用的阻燃电缆主要利用了氯磺化聚乙烯等含卤素材料，其在使用过程中容易释放出一些污染性和有毒性的气体，对人们的健康造成了较大的威胁。目前很多国家在此无卤阻燃电缆方面展开了研究，并设计出更加先进的技术，例如新出现的低烟无卤阻燃电缆就是一种较为领先的成果，其已经较多的应用到了我国的各个生产领域中，例如有发电、建筑以及交通等领域，并在安全性、可靠性、环保性以及经济性等方面体现出了明显的优势。随着我国对无卤低烟阻燃电缆研究的增多，其应用的前景将会更加广阔，未来应用的范围将会进一步地拓展。

2、低烟无卤阻燃电缆的性能

低烟无卤阻燃耐火电缆的优势体现在多个方面，特别是其卓越的安全性与环保性。当出现火灾时，无卤电缆燃烧将会发挥出安全无毒的气体，不会对人们的健康造成影响。另外其还能够在灭火过程中发挥较大的作用，由于在火灾中无卤电缆的排烟量与烟气浓度都很小，消防人员可以在短时间内判断火源的位置，为火灾的扑灭节约了时间，避免造成更大的人员和财产损失。对于阻燃电缆来说，其特色还体现在其中具有的阻燃成分，在出现火灾时能够发挥一定的阻燃效果。

对于低烟无卤阻燃电缆性能的评价需要利用特定的指标，具体包括如下几个。

2.1烟密度

在聚合物材料燃烧过程中会产生一定量的烟雾，其中烟是蒸汽、固体颗粒物等形成的混合物。烟密度实际上就是在特定条件下的发烟量，一般可以采用Ds与Dm进行表示，对应的分别是特定时间的比光密度与最大比光密度，后者可以称为总烟雾累积量，其值较大说明燃烧时释放出的烟更多。通过采用光学方法来对烟密度进行测量。

传统使用的聚氯乙烯材料在燃烧时会释放出较多的烟雾，对环境以及人们健康都形成了巨大的威胁。这主要与在燃烧过程中发生的化学反应有关，由于氯和添加剂内的锑发生反应形成三氯化锑气体，使得空气中的氧气含量急剧降低，时间一久容易引起人们的呼吸困难，最终可能会造成人员死伤的严重后果。而对于无卤电缆来说，则不存在这方面的问题。

2.2毒性及腐蚀性

聚氯乙烯材料在燃烧时会释放出大量的烟雾，其浓度较大，含有较多的固体颗粒物，而这主要和燃烧过程中的化学反应有关，由于气体中的氯和添加剂内的锑发生反应形成三氯化锑气体，使得空气中的氧气含量会逐步减少，逐步容易引发人员的窒息。另外在燃烧过程中还会释放出黑烟分子（碳分子），对于光的传播也会形成一定的阻碍作用。而上述问题并不存在于无卤电缆中，无卤电缆中使用的基材主要是无卤聚烯烃，其在燃烧过程中具有较高的环保性，不会出现形成一些有污染的酸性气体，毒性也较低，基本不会对人们造成影响。

2.3阻燃性

基于卤材料生产的电缆在阻燃性方面能够达到较高的标准，但是也存在一定的不足问题，例如其容易形成一些有毒性气体和污染性气体，所以人们开始在无卤阻燃电缆方面进行更多的研究，并逐渐成为现代社会安全环保要求日益提高的必然选择。

在无卤阻燃剂中，阻燃填料主要由氢氧化铝或氢氧化镁填充，其在阻燃方面能够达到较好的效果。一方面电缆燃烧时会放出较多的结晶水，可以将热量吸收，并延缓燃烧的速率。另一方面通过脱水过程会形成一些水蒸气，能够有效地抑制气体的燃烧过程。

但是当前使用无卤材料也存在一定的弊端问题，比如会对材料的机电性能造成影响。很多企业以及研究机构都在此方面进行了研究，期望能够研制出机电性能与阻燃性能都达到较高要求的无卤材料。例如阿尔卡特/尼克松公司早先研制的无卤材料已经较好的满足了IEC332的要求。

3低烟无卤阻燃电缆的检测方法研究

3.1阻燃性能检测

单垂直燃烧法是最常用的阻燃性能测试方法。该方法主要用于测试单根电线电缆的阻燃性能，能有效地评价单根电线电缆的实际阻燃性能。IEC60332-1-2规定了1kw预混火焰的常用用法。它不适用于总截面小于0.5mm2的小型单根电线和电缆的测试，因为其导体在测试结束前会熔化，也不适用于薄电缆，因为电缆在测试结束前会断裂。通常来说，在直径为0.4-0.8mm，横截面为0.1-0.5mm的电缆试验方法可参考IEC60332-2。在实际建筑中，电线电缆要进行捆绑和敷设，并应使用特殊装置加以防止。以此用于进行成束电缆阻燃性能的研究（见IEC60332-3系列标准），这也是一项大型燃烧试验，它与实际应用更为一致，能更好地反映集束电缆的阻燃性能。

3.2低卤无卤性能的检测

大多数绝缘层由卤化聚合物制成。一旦燃烧，将会释放出较多的卤代酸气，最大可能会高于5mg/g。基于此可以对电缆的低卤性能进行评价。

目前在低烟无卤电线电缆方面的研究逐步成熟，其生产技术以及产品也更加先进，应用范围得到了更大范围的拓展。如果采用化学滴定法来对其性能进行测定，难以保证达到较高的准确度，因此当前在气体酸度测量方面主要采用了对电导率或者是PH值进行测量的方法，采用这种方式即使在卤酸气体总量低于5mg/g时也能够得到较好的检测效果。

3.3低烟性能的检测

烟排放也是在对电缆燃烧性能进行评价时必须考虑的因素，一般需要在特定的实验条件下对燃烧的烟密度进行测量，并将其结果应用到对电线电缆低烟性能的评价中。

4结语

随着人们对环保的重视程度加深，各个行业都开始采用先进的环保技术和环保设备进行生产。其中在电力行业已经较多的采用了无卤低烟阻燃电缆，其在环保性与安全性方面具有较大的优势，但是其使用过程中需要添加较多的阻燃剂材料，这在一定程度上会对电缆的电气性能等其他方面造成影响。所以还需要在此方面进行更多的研究，并研制更加先进的新型阻燃性材料，在保证电缆阻燃性能的同时提升其电气性能。

5参考文献:

[1]刘克,试论无卤低烟阻燃电缆及其性能[J].《江西建材》,2014

[2]庾晋,张平周洁建筑电气中的防火电缆电线的有关技术及市场[J].《智能建筑技术》,2003

[3]樊华阻燃型电线电缆燃烧性能及其检测探讨[J].《中国高新技术企业》,2003