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[礦物質電纜] 超A阻燃防火電力電纜 隔離型中（高）壓防火電纜
P:2016-07-17 06:47:03
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關于超A阻燃防火電力電纜、隔離型中（低）壓防火電纜研制
關鍵詞：膨脹防火體系 礦物絕緣防火電纜 超A阻燃防火電力電纜 中低壓防火電纜 雙螺桿灌漿機
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應用前景：從普通的電力電纜發(fā)展到昨日的低煙無鹵、阻燃電纜，近期較為盛行的礦物絕緣防火電纜，越來越多的場合注重電纜的各種防火措施，而像BTTZ BTLY BBTRZ YTTW等防火電纜僅適用于低壓電路線纜的傳輸場合，中高壓電路線纜的傳輸勢必也需要電纜具備一定的防火性能。國家相關的政策及消防驗收等強制性要求，以及《GB50016-2014 建筑設計防火規(guī)范》出臺并修訂，都印證電纜防火及中高壓防火電纜將必定成為未來電纜發(fā)展的一種趨勢，把握住這一訊息的電纜生產企業(yè)，在今后的市場競爭中將占據(jù)主流市場。
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國內現(xiàn)狀：從上海高橋電纜集團有限公司最先研發(fā)，填補國內空白，打破中壓電纜無法真正防火的技術瓶頸，先國內如：上海勝華電纜、上海浦東電纜集團、安徽太平洋電纜集團、江蘇華鵬集團等公司亦有生產對外銷售。
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適用場合：適用于高層建筑、軌道交通、醫(yī)院、商場、展館、車庫、娛樂場所、金融、變電站、電廠等重要場所的輸配電線路中。
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型號、規(guī)格范圍
WDZA+-YJ(L)Y 1×1.5～5×400mm²
WDZA+-YJ(L)Y23 2×1.5～5×400mm²
WDZA+-YJ(L)Y33 2×1.5～5×400mm²
WDZA+-YJ(L)Y63 1×1.5～1×630mm²
WDZA+-YJ(L)Y73 1×1.5～1×630mm²
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型號說明及產品示例
1.產品特性代號
材料代號:
銅導體:（T）省略
交聯(lián)聚乙烯:YJ
鋁導體:L
聚烯烴隔離套或護套:Y或E
2.外護套代號：
聚乙烯或聚烯烴外護套:3
3.鎧裝代號:
鋼帶鎧裝:2
非磁性鋼帶:6
細鋼絲鎧裝:3
非磁性鋼絲:7
4.特性代號：
無鹵代號:W
超A類阻燃:A+
低煙代號:D
產品表示示例
銅芯無鹵低煙交聯(lián)聚乙烯絕緣聚烯烴護套超A類阻燃電力電纜額定電壓0.6/1kV，3芯，標稱截面95mm²,表示為：WDZA+-YJY 3×95mm² 0.6/1kV
適用標準及指標
《額定電壓1kV（Um=1.2kV）到35kV（Um=40.5kV）超A類阻燃電力電纜》
第一部分：額定電壓1kV（Um=1.2kV）電纜
第二部分：額定電壓6kV（Um=7.2kV）到35kV（Um=40.5kV）電纜。
企標中的規(guī)范性引用文件包括：
GB/T 12706《額定電壓1kV（Um=1.2kV）到35kV（Um=40.5kV）擠包絕緣電力電纜及附件》
GB/T 17651《電纜或光纜在特定條件下燃燒的煙密度測定》
GB/T18380《電纜和光纜現(xiàn)在火焰條件下的燃燒試驗》
GB/T 19666《阻燃和耐火電線電纜通則》
阻燃類別超過A類（非金屬物質容量≥28L/m，雙面捆扎火焰溫度=815℃。燃燒時間=80min，雙噴燈噴燒炭化高度≤1.0m）。
膨脹層防火體系在常態(tài)工作條件下它的導熱系數(shù)大，比玻璃纖維或PP繩大15～30倍左右，故電纜散熱良好，其90℃以下的穩(wěn)態(tài)載流量要比同規(guī)格的普通型號大15%左右。
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電纜結構分析：
1.銅導體絞合
2.導體屏蔽
3.交聯(lián)聚乙烯XLPE絕緣
4.半導電絕緣屏蔽
5.銅帶屏蔽
6.成纜
7.聚乙烯隔離套
8.礦物質隔氧層
9.繞包防護層
10.膨脹隔離層（鋼絲鎧裝）
11.陶瓷化硅橡膠帶絕緣防火層
12.低煙無鹵阻燃帶繞包層
13.膨脹隔離層（鋼絲鎧裝）
14.低煙無鹵阻燃帶繞包層
15.低煙無鹵外護套
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分析：
1.礦物質隔氧層在電纜受到1000℃火焰燃燒之時，能有效防火，并在燃燒之時形成堅硬結殼，有效阻隔熱量進入，并具備一定的強度，抵御沖擊試驗。
2.礦物質復合膨脹層在燃燒之時，釋放出難燃氣體，體積快速膨脹；生產碳粒，結合燃燒的氧氣釋放出二氧化碳氣體；并形成堅硬蜂窩狀防火層隔熱。因為中低壓電力電纜，在燃燒會通入較高電壓，膨脹層應具備一定絕緣性和耐壓性能。
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關鍵技術：
阻燃劑，賦予易燃聚合物難燃性的功能性助劑，主要是針對高分子材料的阻燃設計的；阻燃劑有多種類型，按使用方法分為添加型阻燃劑和反應型阻燃劑。添加型阻燃劑是通過機械混合方法加入到聚合物中，使聚合物具有阻燃性的，目前添加型阻燃劑主要有有機阻燃劑和無機阻燃劑，鹵系阻燃劑(有機氯化物和有機溴化物)和非鹵。有機是以溴系、磷氮系、氮系和紅磷及化合物為代表的一些阻燃劑，無機主要是三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁，硅系等阻燃體系。
按元素種類分為：鹵系、磷系、鹵-磷系、氮系、硅系、鋁鎂系等，按化學結構分為無機阻燃劑、有機阻燃劑、高分子阻燃劑等，按阻燃劑與被阻燃材料關系分為添加型阻燃劑和反應型阻燃劑。
通常在塑料阻燃改性中常采用的方法是添加型阻燃劑共混改性。阻燃常采用的阻燃劑包括：鋁鎂系阻燃劑，即氫氧化鎂、氫氧化鋁；磷系阻燃劑，紅磷母粒等；氮系阻燃劑MCA、MA等；有些還采用有機硅阻燃劑。
阻燃劑有鹵系（一般為溴系）；無機的氫氧化鎂、氫氧化鋁；磷系，紅磷等；氮系MCA、MA等及有機硅系。
氫氧化鎂等屬于無機阻燃劑，阻燃機理是燃燒時釋放出結合的水，同時高填充量也降低了有機材料的可燃性。用氫氧化鎂等阻燃優(yōu)點是環(huán)保性好，不釋放煙霧，不產生有害和有爭議的氣體，成本低廉。缺點是添加量大且親和力差，V0阻燃級別一般添加比例≥65％。
磷系阻燃劑多為液體，閃點低，高溫可能釋放有毒氣體，在聚丙烯中應用不多。固體的紅磷也是塑料阻燃常采用的阻燃劑，相比氫氧化鎂等阻燃劑的高填充紅磷阻燃劑有明顯優(yōu)勢。其一般添加比例在8％～12％可以做到離火自熄，經過包覆處理的紅磷吸潮性和易燃性大為改觀�？梢越浭�300℃以下的溫度，在加工過程中一般不易失火。用紅磷阻燃更加適用于黑色或紅色制品，其它顏色很難對紅色形成遮擋。紅磷的另外缺點就是阻燃的材料氧指數(shù)比較低，相溶性不夠好，流動性差。適合對制品外觀、性能等要求不高的場合使用。
溴類阻燃劑是鹵系阻燃劑中的“代表作”，由于溴分子大于氯分子，且鍵能小，阻燃效率高。所以現(xiàn)在鹵系阻燃劑多采用溴類。人們對鹵素阻燃劑研究比較深入，透徹。原因是其阻燃效果好，效率高，使用方便，與樹脂相溶性最好且便于加工。
膨脹型阻燃體系一般由三個部分組成:酸源、炭源和氣源. 酸源一般是無機酸或加熱到一定溫度后能形成無機酸的化合物,如磷酸、三氯氧磷、聚磷酸銨等；炭源也叫成炭劑,它是形成泡沫炭化層的基礎,主要是一些含碳量高的多羥基化合物,如季戊四醇、淀粉等;氣源也叫發(fā)泡源,常用的發(fā)泡源有三聚氰胺、雙氰胺等。膨脹型阻燃劑的阻燃機理為:當受熱時酸源分解產生脫水劑,它能與成炭劑形成酯,酯然后脫水交聯(lián)形成炭,同時發(fā)泡劑釋放大量的氣體幫助膨脹炭層。厚的炭層提高了聚合物表面與炭層表面的溫度梯度,使聚合物表面溫度較火焰溫度低得多,減少了聚合物進一步降解釋放可燃性氣體的可能性,同時隔絕了外界氧的進入,因而在相當長的時間內可以對聚合物起阻燃作用。
膨脹型阻燃體系基料的選擇：
1.常用的樹脂基料為脲醛樹脂。
優(yōu)點：原料易得、成本低廉；粘接強度低廉；粘接強度高，耐熱、耐腐蝕、電絕緣性好；樹脂時無色透明或乳白色黏液，對材料表明不產生污染，固化時間短、使用方便等。
缺點：耐火性較差，耐老化性能差，特別是不耐沸水；另外樹脂中有游離的甲醛，污染環(huán)境，對人體產生危害。
2.常用的樹脂基料為聚偏二氯乙烯乳液。聚偏二氯乙烯乳液又稱偏氯乳液，是用偏二氯乙烯（VCD）與氯乙烯（VC）用乳液法或懸浮法共聚制得。
優(yōu)點：由于含有鹵素元素，聚偏二氯乙烯乳液很難燃燒，乳液成膜后具有無色透明，透水、透氣率低，保色保光，耐酸、耐堿、耐油、耐水性號等優(yōu)點，能溶于多種有機溶劑，乳液的分散劑是水，因此，使用安全、無毒，無火災爆炸危險，清洗方便。聚偏二氯乙烯乳液常溫即可固化，不需加熱或加固化劑，膠層韌性好。此外乳液穩(wěn)定性好，貯存期限可長達一年之久。
缺點：耐熱性差，軟化點低（五十到九十攝氏度），高溫下使用會產生蠕變現(xiàn)象，使涂層粘結強度下降；在零下五攝氏度以下貯存易凍結，使乳液受到破壞。
3.常用的樹脂基料為聚醋酸乙烯乳液粘結劑。聚醋酸乙烯乳液粘結劑是聚醋酸乙烯和聚乙烯醇經聚合反應而得到的一種熱塑性膠，通常稱為乳白膠。
優(yōu)點：聚醋酸乙烯乳液粘結劑為白色黏稠液體，程微酸性，能溶于多種有機溶劑，并能耐稀酸稀堿，由于分散劑是水，因此使用安全、無毒，無火災爆炸危險，清洗方便。乳白膠可常溫固化，韌性好。此外乳膠穩(wěn)定性好，貯存期限可長達一年之久。
缺點：其主要缺點是耐水性、耐酸堿性和耐濕性差，對冷水有一定的耐水性，但對溫水的抵抗力差。由于其耐水性和耐熱性差，因此只能用于室內。在零下五攝氏度以下貯存易凍結，使乳膠受到破壞。
乳白膠廣泛應用在飾面型防火涂料、鋼結構防火涂料、電纜防火涂料、預應力混凝土樓板防火涂料、隧道防火涂料等的研制中。
4.常見的樹脂基料為聚乙烯醇縮甲醛樹脂。聚乙烯醇縮甲醛樹脂是聚乙烯醇的水溶液與甲醛在酸性催化劑作用下經高溫縮聚而成。
優(yōu)點：聚乙烯醇縮甲醛樹脂是靠水分蒸發(fā)而固化的，所以不需加固化劑就能室溫固化，能夠制成對于光滑的表面（如玻璃、金屬及某些塑料）也有很好附著力的防火涂料，此外其涂膜的堅牢度、彈性、耐磨性、耐候性對熱光的穩(wěn)定性都很好。
缺點：其主要缺點是耐候性、耐酸堿性和耐濕性差。
5.常見的樹脂基料為水溶性丙烯酸樹脂。為使丙烯酸合成樹脂成為水溶性，必須在合成過程中在樹脂結構中引進親水性極性基團。
優(yōu)點：節(jié)省能源和無環(huán)境污染，防腐蝕性能好，光澤度高，適合于制備色淺的水溶性丙烯酸樹脂涂料。
缺點：水和有機溶劑相比沸點低、冰點高、冰點或沸點差很窄，因此造成水性涂料的貯存穩(wěn)定性低，施工環(huán)境的溫度和濕度比溶劑型要求高。水的氫締合能強，偶極矩大，溶解度參數(shù)大，比熱容和蒸發(fā)熱都大，因此涂膜表面張力大，起泡不易消失。
礦物質隔氧層：
選用氫氧化鎂或氫氧化鋁等無機阻燃劑，并表面改性活化處理，加入水玻璃（泡花堿），加入適當緩凝劑等材料，調配出礦物質防火泥材料。利用“2-Ø140/6D雙螺桿灌漿機”填充灌漿到電纜成纜間隙之中。
陶瓷化硅橡膠帶絕緣防火層：
選用深圳市安品有機硅材料有限公司或深圳市沃爾核材股份有限公司陶瓷化硅橡膠復合帶產品。在燃燒之時，能有效形成堅硬陶瓷化殼體，阻隔熱量，并具備一定絕緣性能，對電纜耐壓性能有利。
膨脹隔離層（鋼絲鎧裝）：
選用膨脹型阻燃體系加入脲醛樹脂乳白色黏液或聚偏二氯乙烯乳液基料
酸源：多聚聚磷酸銨
炭源：季戊四醇
氣源：三聚氰胺
抑煙劑：氧化鋁
調配好原料加入雙螺桿灌漿機直接擠包，同時加入低碳鋼鋼絲鎧裝，并在線繞包。
兩層膨脹隔離層，重復上述操作流程。
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生產工藝流程：
1.銅導體絞合→12+18+24/500框式絞線機
2.導體屏蔽→
3.交聯(lián)聚乙烯XLPE絕緣→
4.半導電絕緣屏蔽→
65+150+90三層共擠懸鏈式干法交聯(lián)
5.銅帶屏蔽→同芯式銅帶屏蔽機
6.成纜→1+1+3/1600搖籃式成纜機或3150盤絞履帶式牽引型成纜機
7.聚乙烯隔離套→SJ-120/25D擠塑機
8.礦物質隔氧層→
9.繞包防護層→
2-Ø140/6D雙螺桿灌漿機，擠出灌漿防火泥并在線重疊繞包兩層無紡布材料
10.膨脹隔離層（鋼絲鎧裝）→
11.陶瓷化硅橡膠帶絕緣防火層→
12.低煙無鹵阻燃帶繞包層→
2-Ø140/6D雙螺桿灌漿機：放線與主機之間通過鋼絲鎧裝機加入低碳鋼鋼絲+擠包膨脹層防火復合材料+在線重疊繞包陶瓷化硅橡膠復合帶+在線重疊繞包低煙無鹵阻燃帶
13.膨脹隔離層（鋼絲鎧裝）→
14.低煙無鹵阻燃帶繞包層→
2-Ø140/6D雙螺桿灌漿機：放線與主機之間通過鋼絲鎧裝機加入低碳鋼鋼絲+擠包膨脹層防火復合材料+在線重疊繞包2層低煙無鹵阻燃帶
15.低煙無鹵外護套→SJ-150/25D低煙無鹵擠塑機擠包外護套材料
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