煤礦用低煙低鹵阻燃橡套電纜性能研究

陳瑜　奚宏　徐曉云

摘 要：通過對目前企業生產的煤礦用低煙低鹵電纜性能進行檢測，分析了橡套電纜的氧指數與成束燃燒性能、拉伸強度、拉斷伸長率、煙密度、鹵酸氣體含量、pH值及電導率性能之間的關系，對目前煤礦用低煙低鹵電纜的發展提出自己的見解。

關鍵詞：低煙低鹵；低煙無鹵；阻燃電纜；氧指數

中圖分類號：TD605 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）03-0148-01

含鹵阻燃電纜的絕緣層、護套、外護層具有良好的阻燃特性。但是在電纜燃燒時會釋放大量的濃煙和鹵酸氣體，這些煙霧及毒性氣體是造成電纜火災事故“二次災害”的直接原因[1]。人們還發現在火災中燃燒的電纜產生大量濃煙，使救援工作難以進行，人員往往不是被燒死，而是被煙霧熏倒窒息或找不到出路而身亡[2]。我國的煤礦用電纜在低煙低鹵的控制上幾乎還是空白，可見研制和在煤礦應用低煙低鹵阻燃電纜是十分必要。

1 樣品

試樣1#～6#為低煙低鹵橡套電纜，7#～9#為低煙無鹵橡套電纜。依據MT818-2009進行檢測。

2 主要實驗設備與儀器

氧指數測定儀、成束燃燒試驗裝置、拉力機、鹵酸氣體釋出測定裝置、SDB型NBS煙密度測試箱、pH計、電導率測定儀。

3 結果與討論

3.1 氧指數和成束燃燒性能之間的關系

氧指數試驗是影響成束燃燒的關鍵因素之一。數據見表1所示，發現當氧指數>32時，電纜可以通過氧指數試驗。表1中無鹵電纜7#氧指數已經達到33，也未能通過成束燃燒試驗。故認為無鹵電纜的氧指數大于33時，成束燃燒試驗方能合格。本次試驗中，氧指數大于33.5的低煙低鹵電纜和低煙無鹵電纜樣品，成束燃燒試驗均合格。據了解氧指數達到33或更高需大大增加企業生產成本。建議可以適當降低成束燃燒的要求。

3.2 氧指數和強度、伸長率的關系

由于無機阻燃劑的填充，使低煙無鹵、低煙低鹵電纜老化前后的抗張強度及斷裂伸長率降低。從數據上分析見表2所示。1#、2#、3#、8#、9#電纜的強度均大于11.0N/mm2；1#、2#、8#樣品氧指數低于32.5。而3#、9#樣品氧指數較高；1#、8#、9#樣品老化后伸長率變化率均超過了50%。數據表明：氧指數的提高會導致強度和伸長率降低，兩者相互制約。電力電纜由于氧指數均不高，產品強度也較低，無法得出確切結論。

3.3 氧指數、結構和煙密度及鹵酸氣體含量（pH值電導率）的關系

表2所示表明：氧指數較大的為3#、4#、5#、6#、9#，較低的為1#、2#、7#、8#樣品。煙密度試驗除1#、6#樣品低于60%外、5#僅為6.8%，鹵酸氣體含量（pH值電導率）均能符合要求。故認為氧指數與煙密度及鹵酸氣體含量（PH值電導率）的關系不大。

4#～6#的透光率分別為63.1%、6.8%、43.5%，僅燃燒截面不同，故認為單位截面非金屬可燃物是造成這一結果的主要原因。試驗中4#、5#樣品燃燒碳化至銅導體，6#樣品由于護套較厚，未完全碳化。6#樣品的可燃物截面積小于900mm2。說明非金屬燃燒面積會直接影響透光率。

目前國內外標準規定無鹵電纜抗張強度≥9.0N/mm2，伸長率≥120%。而本次試驗樣品中1#～3#樣品抗張強度均大于11.0N/mm2，符合MT 818-2009的要求。鹵酸氣體含量均小于100mg/g，透光率均大于30%。但1#樣品老化后伸長率變化率無法滿足要求。1#、2#樣品氧指數均低于33。依據氧指數和成束燃燒關系，難以通過成束燃燒試驗。

4#～6#抗張強度大于10.0N/mm2。除煙密度性能外其余性能均能滿足MT 818-2009要求。相比1#～3#樣品，其他性能有所提高。7#樣品未能通過成束燃燒試驗。8#樣品未進行成束燃燒試驗，但其氧指數僅為32.4，阻燃性較差。9#樣品老化后伸長率變化率大于50%。

樣品中除3#樣品能夠完全符合MT818-2009要求外，其余樣品均未能完全符合MT 818-2009的要求。故認為應先推行低煙低鹵橡套電纜。企業均采用了低煙低鹵材料，而欠缺注重對于抗張強度、伸長率以及阻燃性能之間相互制約關系的平衡。故建議在保證氣體酸度和煙密度性能的同時，適當降低抗張強度性能要求（但應滿足GB 12706中抗張強度≥9.0N/mm2），以滿足其他各項性能。

參考文獻

[1]袁洪軍，曠天申，富寶燦，張勝華.煤礦用低煙低毒（鹵）阻燃電纜的性能測試[J].2005，（12）：1-3.

[2]孫平，戴英培.無鹵低煙阻燃電纜的設計與性能[J].電線電纜，1999，（2）：12-14.endprint