浅谈额定电压450/750V B1级高阻燃环保电线的制造

毛娟娟 魏永乾

摘 要 文章介绍了一种额定电压450/750V B1级高阻燃环保电线的设计与制造，详细分析了电线制造过程中的工艺控制要点、材料选用及试验性能指标详细要求。

关键词 B1级;高阻燃;环保电线

引言

随着我国经济的持续快速发展，人们对环保安全的要求越来越高，电线电缆作为国民经济的血管，其高阻燃性、環保性日益重要。许多新建高层建筑、隧道、地铁、大型船舶、汽车、核电站、海上采油平台等现代化设施中已越来越多使用的环保型高阻燃电缆。根据最新版DGJ 08-2048-2016《民用建筑电气防火设计规程》和GB 50016-2018《建筑设计防火规范》要求：民用建筑中的超高层建筑及一类高层建筑中规定必须使用阻燃B1级电缆;同时高层建筑、商场、学校、地铁站、机场、体育场、展览馆、医院等人口密集型公众场所即将强制使用阻燃B1级电缆。

阻燃B1级电缆不同于通常所说的阻燃B类电缆，阻燃B1级电缆指在受火条件下，满足标准GB 31247-2014燃烧性能B1等级检测标准。该标准对电缆在受火条件下的火焰蔓延、热释放和产烟特性进行主分级，同时针对不同使用场所和用户的需求还从电缆在受火条件下的产烟毒性、腐蚀性和燃烧滴落物/微粒等方面进行了附加分级。而阻燃B类电缆需满足GB/T19666-2005《阻燃和耐火电线电缆通则》要求，这两种阻燃电缆的性能要求不同，试验方法差别较大，B1级电缆的特性要求更严苛，使用场所更特殊。为了满足特殊场合对于高阻燃等级家装电线的需求，我公司近期开发出额定电压450/750V B1级高阻燃环保电线，该产品主要用于轨道交通。本文以WDZB1-BYJ-450/750V-2.5 B1级高阻燃环保电线为例，介绍了阻燃B1级电线的设计与生产过程。

1 产品设计

由于目前尚无B1级高阻燃环保电线相关国家标准颁布，唯有对此类电缆燃烧性能指标要求。我公司WDZB1-BYJ-450/750V-2.5 B1级高阻燃环保电线在研制过程中参考了JB/T 10491.1-2004《额定电压450/750V及以下交联聚烯烃绝缘电线和电缆 第1部分：一般规定》[1]、JB/T 10491.2-2004《额定电压450/750V及以下交联聚烯烃绝缘电线和电缆 第2部分：耐热105℃交联聚烯烃绝缘电线和电缆》和GB 31247-2014《电缆及光缆燃烧性能分级》对B1级高阻燃环保电线的要求，并参考了相关技术资料。

1.1 产品结构

B1级高阻燃环保电线结构较为简单，只有导体和绝缘层。为了满足B1级高阻燃性能，必须对电线的材料进行选择，尤其是绝缘材料的选择。最终绝缘选用105℃辐照交联无卤低烟阻燃B1级聚烯烃绝缘料。该绝缘料挤出后经高频高压电子加速器辐照交联，电缆长期工作温度可达105℃，阻燃性能可达到B1级。图1为WDZB1-BYJ-450/750V-2.5 B1级高阻燃环保电线的结构示意图。

（1）导体：采用GB/T 3956-2008标准要求的第1类或第2类退火铜导体。

（2）绝缘：采用105℃辐照交联无卤低烟阻燃B1级聚烯烃绝缘料。绝缘料具有优异的绝缘性能和较高的氧指数，长期使用温度最高可达105℃。

（3）交联：采用DD型高频高压电子加速器辐照交联，控制辐照参数，使交联后材料具有最佳的热延伸，既保证了绝缘材料的机械性能，同时又满足B1等级燃烧性能。

2 材料选择及工艺控制

WDZB1-BYJ-450/750V-2.5 B1级高阻燃环保电线在生产过程中，绝缘的挤出和辐照交联两个工序的工艺稳定性对产品的性能至关重要。

2.1 绝缘挤出工序

绝缘挤出直接影响电线的电气性能和B1级阻燃性能，因此在制造过程中应满足以下工艺要求。

（1）考虑到电线需要满足B1级高阻燃性能，我们设计电线的长期工作温度最高为105℃。选择了105℃辐照交联无卤低烟阻燃B1级聚烯烃绝缘料，材料以无卤无毒聚烯烃树脂为主要原材料，添加各种助剂而制得，该类材料具有加工性能好、耐湿热性能优、阻燃性能好等特点，制成的电缆经辐照交联后表面光滑圆整、色泽均匀、手感好，特别适用于家装电线。

（2）为了达到高阻燃要求，材料配方中增加了氢氧化镁等阻燃剂和阻燃增效剂的含量，阻燃性能优异，也正因为如此，材料的硬度也有所加大，在绝缘挤出过程中，挤出压力过大易造成主机负荷增加，温控波动大，长时间开机造成温度出现失控现象，绝缘层断面出现气孔或者表面气泡，产生熟胶现象，存在质量隐患，严重影响电缆的整体性能。

为保证绝缘层质量，我们将挤出机与机头连接处的过滤板装置由原来的孔径3.5mm改造为孔径7.0mm，大大降低了挤出压力，温度上升速度降低。同时，在生产过程中要缓慢提高螺杆转速，注意主机电流的变化，防止电流过大，烧坏电机，密切观察挤出电缆表面质量情况。

2.2 辐照交联工序

辐照交联采用DD-1.5-60高频高压电子加速器，能量1.5MeV，束流40mA，线速194m/min，计量4m/min/mA，采用小束下排线，电线在辐照窗下经过多次往返、旋转，使电线上部和下部都能均匀地照到射线。

在辐照过程中，要合理选择辐照计量及保证辐照的均匀性。辐照计量过大，会使材料分子裂解，导致材料脆化、变硬，断裂伸长率等指标达不到标准要求;辐照计量过小，会导致材料交联度不够，材料的耐热、机械性能及阻燃性能等指标无法达到。最后截取电线样品进行材料的热延伸测试，以热延伸在60%～80%范围内为佳。

3 性能测试

B1级高阻燃环保电线的机械性能参照JB/T 10491.1-2004《额定电压450/750V及以下交联聚烯烃绝缘电线和电缆第1部分：一般规定》标准的要求[2]，B1级阻燃性能参照GB 31247-2014《电缆及光缆燃烧性能分级》标准的要求对研制的电线进行性能测试[3]，其中B1级阻燃性能检测送国家防火建筑材料质量监督检验中心测试，性能达到设计要求，主要性能测试结果见表1。

4 结束语

我公司研制的额定电压450/750V B1级高阻燃环保电线能够满足B1级阻燃性能，同时也可作为耐温105℃低烟无卤阻燃环保电线使用[4]。该类电线将用于工程建设防火系统中地铁、机场、商场、医院、幼儿园、高层建筑等一些人口密集的场所和需要特殊保护的场所的固定布线中，有广阔的市场前景。

参考文献

[1] JB/T 10491.1-2004.额定电压450/750V及以下交联聚烯烃绝缘电线和电缆第1部分：一般规定[S].北京：中华人民共和国发展和改革委员会，2004.

[2] JB/T 10491.2-2004.额定电压450/750V及以下交联聚烯烃绝缘电线和电缆 第2部分：耐热105℃交联聚烯烃绝缘电线和电缆[S].北京： 中华人民共和国发展和改革委员会，2004.

[3] GB 31247-2014.电缆及光缆燃烧性能分级[S].中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会，2014.

[4] 韩惠福.阻燃B1级电缆和阻燃B类电缆的差异辨析[J].光纤与电缆及其应用技术，2019，（4）：38-40.

作者简介

毛娟娟（1981-），女，兰州众邦电线电缆集团有限公司工程师，兰州众邦电线电缆集团有限公司。