煤矿用低烟低卤阻燃橡套电缆性能研究

陈瑜　奚宏　徐晓云

摘 要：通过对目前企业生产的煤矿用低烟低卤电缆性能进行检测，分析了橡套电缆的氧指数与成束燃烧性能、拉伸强度、拉断伸长率、烟密度、卤酸气体含量、pH值及电导率性能之间的关系，对目前煤矿用低烟低卤电缆的发展提出自己的见解。

关键词：低烟低卤；低烟无卤；阻燃电缆；氧指数

中图分类号：TD605 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）03-0148-01

含卤阻燃电缆的绝缘层、护套、外護层具有良好的阻燃特性。但是在电缆燃烧时会释放大量的浓烟和卤酸气体，这些烟雾及毒性气体是造成电缆火灾事故“二次灾害”的直接原因[1]。人们还发现在火灾中燃烧的电缆产生大量浓烟，使救援工作难以进行，人员往往不是被烧死，而是被烟雾熏倒窒息或找不到出路而身亡[2]。我国的煤矿用电缆在低烟低卤的控制上几乎还是空白，可见研制和在煤矿应用低烟低卤阻燃电缆是十分必要。

1 样品

试样1#～6#为低烟低卤橡套电缆，7#～9#为低烟无卤橡套电缆。依据MT818-2009进行检测。

2 主要实验设备与仪器

氧指数测定仪、成束燃烧试验装置、拉力机、卤酸气体释出测定装置、SDB型NBS烟密度测试箱、pH计、电导率测定仪。

3 结果与讨论

3.1 氧指数和成束燃烧性能之间的关系

氧指数试验是影响成束燃烧的关键因素之一。数据见表1所示，发现当氧指数>32时，电缆可以通过氧指数试验。表1中无卤电缆7#氧指数已经达到33，也未能通过成束燃烧试验。故认为无卤电缆的氧指数大于33时，成束燃烧试验方能合格。本次试验中，氧指数大于33.5的低烟低卤电缆和低烟无卤电缆样品，成束燃烧试验均合格。据了解氧指数达到33或更高需大大增加企业生产成本。建议可以适当降低成束燃烧的要求。

3.2 氧指数和强度、伸长率的关系

由于无机阻燃剂的填充，使低烟无卤、低烟低卤电缆老化前后的抗张强度及断裂伸长率降低。从数据上分析见表2所示。1#、2#、3#、8#、9#电缆的强度均大于11.0N/mm2；1#、2#、8#样品氧指数低于32.5。而3#、9#样品氧指数较高；1#、8#、9#样品老化后伸长率变化率均超过了50%。数据表明：氧指数的提高会导致强度和伸长率降低，两者相互制约。电力电缆由于氧指数均不高，产品强度也较低，无法得出确切结论。

3.3 氧指数、结构和烟密度及卤酸气体含量（pH值电导率）的关系

表2所示表明：氧指数较大的为3#、4#、5#、6#、9#，较低的为1#、2#、7#、8#样品。烟密度试验除1#、6#样品低于60%外、5#仅为6.8%，卤酸气体含量（pH值电导率）均能符合要求。故认为氧指数与烟密度及卤酸气体含量（PH值电导率）的关系不大。

4#～6#的透光率分别为63.1%、6.8%、43.5%，仅燃烧截面不同，故认为单位截面非金属可燃物是造成这一结果的主要原因。试验中4#、5#样品燃烧碳化至铜导体，6#样品由于护套较厚，未完全碳化。6#样品的可燃物截面积小于900mm2。说明非金属燃烧面积会直接影响透光率。

目前国内外标准规定无卤电缆抗张强度≥9.0N/mm2，伸长率≥120%。而本次试验样品中1#～3#样品抗张强度均大于11.0N/mm2，符合MT 818-2009的要求。卤酸气体含量均小于100mg/g，透光率均大于30%。但1#样品老化后伸长率变化率无法满足要求。1#、2#样品氧指数均低于33。依据氧指数和成束燃烧关系，难以通过成束燃烧试验。

4#～6#抗张强度大于10.0N/mm2。除烟密度性能外其余性能均能满足MT 818-2009要求。相比1#～3#样品，其他性能有所提高。7#样品未能通过成束燃烧试验。8#样品未进行成束燃烧试验，但其氧指数仅为32.4，阻燃性较差。9#样品老化后伸长率变化率大于50%。

样品中除3#样品能够完全符合MT818-2009要求外，其余样品均未能完全符合MT 818-2009的要求。故认为应先推行低烟低卤橡套电缆。企业均采用了低烟低卤材料，而欠缺注重对于抗张强度、伸长率以及阻燃性能之间相互制约关系的平衡。故建议在保证气体酸度和烟密度性能的同时，适当降低抗张强度性能要求（但应满足GB 12706中抗张强度≥9.0N/mm2），以满足其他各项性能。

参考文献

[1]袁洪军，旷天申，富宝灿，张胜华.煤矿用低烟低毒（卤）阻燃电缆的性能测试[J].2005，（12）：1-3.

[2]孙平，戴英培.无卤低烟阻燃电缆的设计与性能[J].电线电缆，1999，（2）：12-14.endprint