阻燃電纜性能評價及機理研究

聚烯烴護套用無鹵阻燃劑的研究進展

/周鑫，高天奇，劉文庭，王福來，楊澤強，程東旭，郭寧

【摘要】近年來，隨著城市建筑密度和人口密度的不斷增加，對電線電纜阻燃性能的要求也顯著提高，尤其是電纜護套的阻燃性能。文中綜述了國內(nèi)外學者在聚烯烴護套阻燃材料領(lǐng)域的研究進展，詳細介紹了多種阻燃劑的阻燃機理，并對不同類型阻燃劑的性能差異進行了比較。然后，重點分析了聚烯烴復(fù)合材料在阻燃性能和力學性能方面的表現(xiàn)，以及對護套材料加工性能的影響。最后，展望了聚烯烴護套用無鹵阻燃劑的未來發(fā)展趨勢，為改進護套阻燃性能的研究提供了新思路。

【關(guān)鍵詞】聚烯烴護套；阻燃劑；阻燃機理；阻燃效率

反應(yīng)型復(fù)合無鹵阻燃劑對EVA基復(fù)合材料性能的影響

/王平，田洪瑜，姜越，周意楊，程龍恩，陳龍

【摘要】將不飽和磷酸酯齊聚物（unsaturated polyester oligomer，UPEO）與無機阻燃劑復(fù)配，制備了反應(yīng)型復(fù)合無鹵阻燃劑（OP-FRC），通過熔融共混法將其引入乙烯-醋酸乙烯共聚物（ethylene-vinyl acetate copolymer，EVA）基低煙無鹵阻燃線纜護套材料中，采用熱重分析儀、差示掃描量熱儀、平行板流變儀、電子萬能試驗機、掃描電子顯微鏡、極限氧指數(shù)測定儀等研究UPEO對復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和性能的影響。結(jié)果表明，OP-FRC中UPEO的引入可以改善無機阻燃劑在EVA基體中的分散性，增強兩者間的相互作用，促進無機填料網(wǎng)絡(luò)的形成，并提高分子鏈段的運動能力，促進基體纏結(jié)結(jié)構(gòu)的松弛，從而改善復(fù)合材料的耐疲勞性能、熱穩(wěn)定性和結(jié)晶能力。當UPEO質(zhì)量分數(shù)為4%時，復(fù)合材料的斷裂伸長率為215.5%，疲勞壽命為26354次，極限氧指數(shù)為31.5%。

【關(guān)鍵詞】不飽和磷酸酯齊聚物；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；耐疲勞性能；低煙無鹵阻燃

納米海泡石對鎂磷體系阻燃EVA的影響

/秦慧劼，張彤威，黨波，李建

【摘要】文中以納米海泡石（以下簡稱海泡石）作為增效劑，制備了阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物（ethylene-vinyl acetate copolymer，EVA）復(fù)合材料。根據(jù)材料配方制備樣品，并通過硬度、拉伸試驗、熱失重分析、氧指數(shù)和錐形熱量計測試等試驗，研究海泡石對鎂磷體系阻燃EVA的機械性能、熱性能和阻燃性能的影響。結(jié)果表明，隨著海泡石添加量的增加，樣品硬度呈上升趨勢，斷裂強度呈下降趨勢，斷裂伸長率呈先上升后下降的趨勢。絕緣電阻方面，海泡石的添加量小于2g時，樣品的體積電阻率升高；海泡石的添加量超過2g時，樣品的體積電阻率急劇下降。熱性能方面，隨著海泡石添加量的增加，樣品的初始熔融溫度、熔融峰、結(jié)晶溫度和結(jié)晶度等均先升高后降低。受熱過程有3個失重階段，第一分解峰溫度在海泡石添加量小于2g時變化較小，海泡石添加量大于2g時下降幅度較大；隨著海泡石添加量的增加第二分解峰溫度從383.8℃下降至375.9℃，第三分解峰溫度基本保持不變。極限氧指數(shù)測試中，隨著海泡石添加量的增加，極限氧指數(shù)逐漸上升，從32.7%上升至34.7%。錐形量熱試驗中，添加適量的海泡石可以有效降低火災(zāi)行為參數(shù)?；覡a圖片顯示，海泡石添加量為2g時，能夠與阻燃劑形成致密的結(jié)殼層，起到阻礙火苗向內(nèi)部擴散的作用。

【關(guān)鍵詞】阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物；鎂磷阻燃劑；納米海泡石；協(xié)同效應(yīng)

低煙無鹵阻燃聚烯烴絕緣料耐水性能研究

/蔡安惠，曾昌作，劉洋，董晗，郎丹丹，項健

【摘要】針對低煙無鹵阻燃聚烯烴絕緣料吸濕性強，嚴重影響低煙無鹵電纜長期運行的穩(wěn)定性和安全性問題，通過重量法研究不同品種樹脂、不同品種阻燃劑、輻照交聯(lián)對絕緣料耐水性能的影響。結(jié)果表明：絕緣料吸水率隨著乙烯-醋酸乙烯共聚物（ethylene-vinyl acetate copolymer，EVA）含量的下降而下降，隨著茂金屬線型低密度聚乙烯和乙烯-辛烯共聚物（ethylene-octene copolymer，EOC）含量的增加而下降；氫氧化鎂（MDH）原粉的吸水率明顯高于氫氧化鋁（ATH）原粉，碳酸鈣（CaCO₃）原粉的吸水率最低；改性后無機阻燃劑的吸水率較低；隨著輻照劑量的逐漸增加，交聯(lián)度增大，絕緣料吸水率下降。以上研究成果可為電纜料選型提供參考意見，特別是對濕度有要求的低煙無鹵阻燃絕緣料。

【關(guān)鍵詞】吸水率；樹脂；阻燃劑；輻照交聯(lián)

柔性耐火電纜無機礦物質(zhì)隔火層配方探究

/王陽

【摘要】為了探究柔性耐火電纜無機礦物質(zhì)隔火層配方，文中分析了白云石、水玻璃、Mg(OH)₂、Al(OH)3這4種無機礦物質(zhì)材料，以及白云石含量對防火泥密度、黏度、熱失重性能和隔熱性能的影響，并通過將制備的防火泥灌漿擠出在成品電纜上驗證了其隔熱性能。結(jié)果表明：在白云石、水玻璃、Mg(OH)2、Al(OH)3這4種材料中，白云石協(xié)同水玻璃可分別通過吸熱分解和形成致密殼層增強隔熱性能；基于此核心材料體系，開展配比優(yōu)化試驗，當水玻璃和白云石的質(zhì)量比為100∶200時，防火泥兼具優(yōu)異隔熱性和結(jié)構(gòu)完整性；將研制出的防火泥灌漿擠出在成品電纜齒形隔離層上試制NG-A BTLY電纜樣品，在950 ℃下燃燒10800 s后，電纜隔火層完好并通過耐壓試驗，表明研制出的防火泥在電纜燃燒過程中可起到較好的隔堵熱氧屏障的作用。

【關(guān)鍵詞】無機礦物質(zhì)；防火泥；吸熱反應(yīng)；隔堵熱氧

450/750 V及以下線纜用熱塑性低煙無鹵阻燃聚丙絕緣材料的制備及性能

/孫濤，王一杰，柴正釣，曾昌作

【摘要】為解決傳統(tǒng)450/750 V及以下線纜用交聯(lián)聚烯烴絕緣電纜材料的耐熱性能差且不可回收再利用的問題，文中以聚丙烯樹脂和乙烯-丁二烯嵌段共聚物為基體，加入無鹵阻燃劑、抗氧劑、潤滑劑等助劑，經(jīng)混合、塑化制備了熱塑性低煙無鹵阻燃聚丙烯絕緣電纜材料，分別探討了增韌劑、抗氧劑、阻燃劑對電纜材料性能的影響，并在配方優(yōu)化后進行了材料樣品的性能驗證，以及試制電纜與交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的性能對比。結(jié)果表明，選用苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（styrene-butadiene block copolymer，SBS）作為增韌劑，對聚丙烯絕緣材料的增韌效果較好，拉伸強度和斷裂伸長率均為最優(yōu)；抗氧劑體系中，抗氧劑1010和抗氧劑168的質(zhì)量比為3∶1時，聚丙烯絕緣材料的老化性能最優(yōu)；阻燃劑體系中，使用氮系阻燃劑和氫氧化鋁復(fù)配聚丙烯絕緣材料，其阻燃效果好且發(fā)煙量低；材料樣品和電纜樣品的各項性能均能達到耐溫125 ℃的450/750 V及以下線纜用交聯(lián)聚烯烴絕緣材料的性能要求，對比同類交聯(lián)聚烯烴產(chǎn)品，聚丙烯絕緣材料耐磨性能更優(yōu)。研究結(jié)果可為研發(fā)低壓線纜用聚丙烯絕緣電纜材料提供參考。

【關(guān)鍵詞】聚丙烯；低煙無鹵；阻燃；熱塑性

低熱釋放低煙無鹵阻燃聚烯烴復(fù)合材料的研究

/曾斌，黃敏建

【摘要】以聚烯烴樹脂為基體，氫氧化鎂、氫氧化鋁為阻燃劑，采用密煉造粒工藝制備了低煙無鹵阻燃聚烯烴復(fù)合材料，并研究了樹脂、阻燃劑、硅酸鹽類阻燃協(xié)效劑，以及磷氮阻燃劑等對低煙無鹵阻燃聚烯烴復(fù)合材料熱釋放速率峰值和熱釋放總量的影響。結(jié)果表明，乙烯-醋酸乙烯共聚物（ethylene-vinyl acetate copolymer，EVA）、聚烯烴彈性體（polyolefin elastomer，POE）、線性低密度聚乙烯（linear low density polyethylene，LLDPE）等3種樹脂對熱釋放速率峰值和熱釋放總量的影響從大到小依次為POE、LLDPE、EVA，低熱釋放材料中應(yīng)盡量減少POE的使用；使用氫氧化鎂與氫氧化鋁復(fù)配比單獨使用氫氧化鋁或氫氧化鎂的熱釋放速率峰值（peak heat release rate，PHRR）和熱釋放總量（total heat release，THR）低，其中當氫氧化鎂與氫氧化鋁的復(fù)配比例為1∶5時，材料的熱釋放最小；有些硅酸鹽類阻燃協(xié)效劑在燃燒后雖然炭層完整度好，但燃燒后的熱釋放較大，這可能是由于使用的有機改性劑類型不同或有機改性劑含量高，使材料在燃燒初期更容易被點燃；磷氮類阻燃劑可與氫氧化鋁搭配使用，不僅能降低材料的熱釋放，還能進一步增強炭層強度，而磷系阻燃劑與氫氧化鎂搭配使用反而會導致材料的阻燃性能下降。

【關(guān)鍵詞】低煙無鹵；低熱釋放總量；低熱釋放速率峰值；電纜材料；錐形量熱儀；磷氮阻燃劑

軌道交通用低煙無鹵阻燃B₁級應(yīng)答器數(shù)據(jù)傳輸電纜的研制

/王海嶺

【摘要】為滿足軌道交通用電纜對低煙無鹵B₁級阻燃的需求，文中對軌道交通用低煙無鹵阻燃B₁級應(yīng)答器數(shù)據(jù)傳輸電纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選型和生產(chǎn)制造工藝等關(guān)鍵內(nèi)容進行全面論述，并通過計算實例和性能試驗，驗證了電纜性能的可靠性，可為相關(guān)軌道交通用阻燃B1級數(shù)據(jù)傳輸電纜的設(shè)計提供參考。

【關(guān)鍵詞】B₁級阻燃；應(yīng)答器；數(shù)據(jù)傳輸電纜；特性阻抗

0.6/1 kV繞包型B₁級低煙無鹵阻燃電力電纜的研制

/趙丹丹，羅風魁

【摘要】為了制備更輕量化、成本更低的0.6/1 kV B1級低煙無鹵阻燃電纜，文中通過結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，采用繞包陶瓷化硅橡膠材料替代傳統(tǒng)的擠包隔氧層結(jié)構(gòu)，對電纜的材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計及關(guān)鍵工藝控制等方面進行了研究，并對該電纜進行了B1級燃燒性能等級的驗證。結(jié)果表明，該電纜的燃燒性能等級符合GB 31247—2014《電纜及光纜燃燒性能分級》中B1級要求，且燃燒滴落物/微粒、煙氣毒性和腐蝕性分別達到標準中規(guī)定的d₀、t₀和a1等級。相應(yīng)的試驗結(jié)果可為后續(xù)繞包型B1級阻燃電力電纜的設(shè)計工作提供參考。

【關(guān)鍵詞】低煙無鹵；B1級阻燃電纜；繞包；結(jié)構(gòu)設(shè)計

檢驗檢測技術(shù)

電纜接頭XLPE主絕緣層水分質(zhì)量分數(shù)快速檢測方法

/吳清濤，蔣申晨，紀禮君，張希鵬，王宇川，袁振

【摘要】針對電纜運維領(lǐng)域缺乏電纜接頭交聯(lián)聚乙烯（cross-linked polyethylene，XLPE）水分質(zhì)量分數(shù)現(xiàn)場檢測方法的問題，提出了一種近紅外光譜檢測電纜接頭XLPE水分質(zhì)量分數(shù)的方法。試驗選取服役期為5~20 a不等的10 kV XLPE三芯電纜樣品；采用蒸發(fā)稱重法測定其水分質(zhì)量分數(shù)，作為建立標準曲線的參考；利用傅里葉近紅外光譜儀和專用采譜附件，采集其近紅外光譜；在對樣品光譜進行深入分析的基礎(chǔ)上，使用羥基在1450 nm處的一階微分值和水分質(zhì)量分數(shù)建立標準曲線。結(jié)果表明，標準曲線方程決定系數(shù)為0.90958；與蒸發(fā)稱重法結(jié)果相比，新方法預(yù)測值相對偏差小于4%。該方法操作簡單，測試時間短，可以用于現(xiàn)場檢測，對提高電纜接頭的更換效率和降低電纜的運行成本具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】電纜接頭；交聯(lián)聚乙烯電纜；主絕緣層；近紅外光譜；一階微分；水分質(zhì)量分數(shù)；快速檢測

基于Closed-Form摳圖算法的線纜絕緣邊緣檢測

/張吉福，李日新

【摘要】針對當前自動化設(shè)備存在的因線纜絕緣邊緣檢測精度不足導致厚度測量不精確的問題，提出一種基于Closed-Form摳圖算法的絕緣邊緣檢測方法。將成像中的絕緣部分視為前景像素，墊片部分視為背景像素，對成像施加一定的約束條件，通過Closed-Form摳圖算法估算未知像素的不透明度，實現(xiàn)絕緣像素精確提取，最終測量出線纜的絕緣厚度。仿真與試驗結(jié)果表明，文中所提方法能夠有效提取線纜絕緣邊緣，提升絕緣厚度的測量精度。

【關(guān)鍵詞】Closed-Form；摳圖；線纜絕緣；前景像素；背景像素；不透明度

線纜工藝與裝備

關(guān)于耐火電纜云母帶繞包工藝設(shè)計的探討

/陳大勇，蘇俊，張向榮，楊永平，陳錦梅，梁萍

【摘要】為了提高耐火云母帶繞包質(zhì)量和材料利用率，通過對耐火電纜云母帶繞包工藝設(shè)計的仿真分析和工藝驗證，探討繞包層數(shù)、繞包角、繞包重疊率、云母帶寬度等參數(shù)之間的關(guān)系，以及對耐火電纜性能和原材料消耗的影響，提出了云母帶寬度的設(shè)計選擇方法和云母帶繞包重疊率的工藝控制方法。研究結(jié)果可為同類型繞包工藝的設(shè)計提供參考。

【關(guān)鍵詞】耐火電纜；云母帶繞包；工藝設(shè)計

型線銅導體的設(shè)計及生產(chǎn)工藝

/林波，霍玉蘋，侯虹劍

【摘要】隨著新質(zhì)生產(chǎn)力的快速發(fā)展，制造業(yè)面臨著高質(zhì)量、高效率和高技術(shù)水平的發(fā)展要求。為降低電纜導體的成本，文中對常規(guī)圓形單絲銅導體結(jié)構(gòu)和型線異形單絲銅導體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計研究，對其工藝提出相應(yīng)的改進措施，并對不同規(guī)格、不同類型銅導體的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行對比分析。結(jié)果表明，在導體直流電阻相同的條件下，相較于緊壓圓形銅導體，型線銅導體的外徑減小約5.8%，截面積減少約2%；型線銅導體比緊壓圓形銅導體的緊壓系數(shù)更高，結(jié)構(gòu)更緊密，間隙更小。研究結(jié)果可為導體結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供參考。

【關(guān)鍵詞】型線銅導體；緊壓圓形銅導體；導體設(shè)計；生產(chǎn)工藝

來源 | 上纜所傳媒

編輯 | 盧羽佳

審核 | 何曉芳

【聲明】本文為原創(chuàng)內(nèi)容，版權(quán)歸“上纜所傳媒”所有，未經(jīng)授權(quán)請勿轉(zhuǎn)載。