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輻照交聯(lián)低煙無(wú)鹵電線電纜 

    目前火災(zāi)事故中，電線電纜引起的火災(zāi)不容忽視。據(jù)不*統(tǒng)計(jì)，1998年我國(guó)發(fā)生的火災(zāi)中，因電線電纜所引起的占35%以上，在火災(zāi)死亡人員中有三分之二是因?yàn)槲腚娋€電纜燃燒時(shí)釋放出的有毒氣體而窒息死亡，怎樣阻止電線電纜的燃燒,即使是被明火燃燒還低煙無(wú)毒,這是電線電纜制造業(yè)的一大課題。

    1．阻燃材料的演變
      從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，許多國(guó)家開(kāi)始阻燃電線電纜的研制，一開(kāi)始人們首先想到了用含有鹵素的材料來(lái)進(jìn)行阻燃，因?yàn)楹宣u素的材料具有很好的阻燃性。此類材料分為兩種：一種是材料的基體樹(shù)脂含有鹵素，如聚氯乙烯（PVC）、聚四氟乙烯（PTFE）等；另一種基體樹(shù)脂不含鹵素，如聚乙烯（PE）等，添加溴聯(lián)苯醚，氯化石蠟，前一種稱有鹵阻燃，后一種稱低鹵阻燃，但是這些阻燃電線電纜在燃燒時(shí)存在高發(fā)煙高毒性的弊端，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，產(chǎn)生溴化二惡英。被困人員乃至消防人員極易吸入此類有毒的含鹵氣體而窒息傷亡，造成火災(zāi)的二次災(zāi)害。

     從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，上開(kāi)始對(duì)低煙無(wú)鹵阻燃材料的研制，這種材料的優(yōu)點(diǎn)是低煙無(wú)鹵、無(wú)毒，即使被明火燃燒時(shí)，釋放出來(lái)的是二氧化碳?xì)怏w和水蒸汽。

    2. 低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴
      低煙無(wú)鹵聚烯烴是以聚乙烯為基體，將被EVA（乙烯-醋酸乙烯酯關(guān)聚物）活化了的大量*或*捏合在聚乙烯基體中，利用氫氧化物被燃燒受熱時(shí)，分解成金屬氧化物和水，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。

      阻燃原理如下：氫氧化物被燃燒時(shí)是分解反應(yīng)，該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，吸收周圍空氣中的大量熱量，降低了燃燒現(xiàn)場(chǎng)的溫度，此為阻燃機(jī)理之一；生成的水分子，也吸收大量熱量，此為阻燃機(jī)理之二；產(chǎn)生的金屬氧化物結(jié)殼，阻止了氧氣與有機(jī)物的再一次接觸,此為阻燃機(jī)理之三。所以低煙無(wú)鹵聚烯烴是采用吸熱與金屬氧化物隔氧的方法進(jìn)行阻燃的。

    3. 輻照交聯(lián)工藝在低煙無(wú)鹵電線電纜中的應(yīng)用
      低煙無(wú)鹵聚烯烴主要是采用氫氧化物作為阻燃劑。氫氧化物又稱為堿，其特性是容易吸收空氣中的水分，即稱為潮解。潮解的結(jié)果是絕緣層的體積電阻系數(shù)大幅度下降，由原來(lái)的17MΩ/km可降至為0.1MΩ/km。怎樣阻止潮解的發(fā)生呢？只有將基體--聚烯烴的分子結(jié)構(gòu)予以改變，形成致密層以阻止空氣中的水分子與阻燃劑氫氧化物相結(jié)合從而形成潮解現(xiàn)象，人們稱此為交聯(lián)。

      交聯(lián)的方式分為兩大類，即化學(xué)交聯(lián)和物理交聯(lián)。而化學(xué)交聯(lián)又分為干法交聯(lián)和溫水交聯(lián)二種。
      干法交聯(lián)的方法是在溫度達(dá)300-400℃的高壓氣體中，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間使聚乙烯分子鏈交聯(lián)。在此狀況下，氫氧化物已分解為金屬氧化物和水，因此電纜表面將出現(xiàn)裂紋及水泡，所以干法交聯(lián)的方法是不可用于低煙無(wú)鹵材料的。
      溫水交聯(lián)的方法是將電線電纜置于90℃的溫水中浸泡5至7小時(shí)，在此狀況下，氫氧化物將吸收大量的水份，導(dǎo)致絕緣電阻下降，直接影響到電纜的綜合性能。
      物理交聯(lián)又稱輻照交聯(lián)，是利用電子加速成器產(chǎn)生的高能量電子束流，轟擊絕緣層及護(hù)套，將高分子鏈打斷，被打斷的每一個(gè)斷點(diǎn)稱為自由基。自由基不穩(wěn)定，相互之間要重新組合, 重新組合后由原來(lái)的鏈狀分子結(jié)構(gòu)變?yōu)槿S網(wǎng)狀的分子結(jié)構(gòu)而形成交聯(lián)，此交聯(lián)方式既無(wú)高溫又無(wú)水，既能使聚烯烴交聯(lián)，又不影響阻燃性能和電氣性能，所以低煙無(wú)鹵聚烯烴材料只能采用輻照的方式交聯(lián)，別無(wú)選擇。
    4. 輻照交聯(lián)低煙無(wú)鹵耐熱電線電纜的綜合性能
       4.1 電氣性能
           絕緣電阻常數(shù)（90℃）:17.6MΩ.km。
       4.2 阻燃性能（無(wú)鹵、低煙特性）
          a.氧指數(shù)為38。
          b.電纜燃燒時(shí)氣體逸出試驗(yàn)：絕緣PH值為6.74；絕緣電導(dǎo)率為1.18。
          c.電纜燃燒時(shí)煙濃度試驗(yàn)（透光率）：97%。
       4.3 機(jī)械物理性能（耐高溫特性）
          a. 135℃、168h空氣箱老化試驗(yàn)：老化后抗張強(qiáng)度保留率為106%;老化后斷裂伸長(zhǎng)率保留率為90%。
          b. 延伸試驗(yàn)（200℃.15min）：負(fù)載下伸長(zhǎng)率為≤175%；冷卻后*變形率為≤15%。
   備注：保留率-如果物體原來(lái)的抗張強(qiáng)度為10公斤/cm2，老化后的抗張強(qiáng)度為10.6公斤/cm2 ，此物體老化后的抗張強(qiáng)度保留率為106%。

    工業(yè)化帶來(lái)的環(huán)境破壞是當(dāng)今各國(guó)面臨的主要難題之一，電線電纜領(lǐng)域同樣也存在這樣的困境，如何有效解決這一難題是每一個(gè)有社會(huì)良知的企業(yè)正在認(rèn)真思考的課題。

   常規(guī)的電線電纜主要采用聚氯乙烯（PVC）絕緣，是相當(dāng)嚴(yán)重的污染源，其在制造、使用及廢棄處理時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的煙霧、二惡英、鉛、鹵等公害物質(zhì)。

   尤其是在火災(zāi)事故方面人們有著數(shù)不清的慘痛教訓(xùn)，如倫敦地鐵Kings Cross站大火；Piper Alpha北海油井大火；德國(guó)杜塞爾多夫機(jī)場(chǎng)大火；里昂、東京、芝加哥等地的電信局火災(zāi)，上述所有火災(zāi)事故，電纜都被認(rèn)定為造成災(zāi)難的罪魁禍?zhǔn)?，因?yàn)槌Ｒ?guī)的電纜材料易燃，且會(huì)放出濃黑的煙霧及腐蝕性、刺激性氣體，對(duì)火災(zāi)的撲滅和逃生都帶來(lái)極大的困難。

  綠色環(huán)保型輻照交聯(lián)電線電纜，成功地解決了普通電纜的上述缺陷，其優(yōu)異品質(zhì)表現(xiàn)在如下方面：

    1、不含有鹵素，不產(chǎn)生有害氣體及腐蝕性氣體。（無(wú)鹵）

   對(duì)PVC的應(yīng)用持zui強(qiáng)烈反對(duì)態(tài)度的是瑞士、德國(guó)、瑞典、美國(guó)、日本等國(guó)家，這些國(guó)家的執(zhí)法機(jī)構(gòu)及協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)已經(jīng)制定了嚴(yán)格的法律，限制并將zui終取消PVC的工業(yè)應(yīng)用，以減少災(zāi)害，保護(hù)環(huán)境。

    2、燃燒時(shí)發(fā)煙量少。（低煙）

   火災(zāi)時(shí)，為確保不熟悉現(xiàn)場(chǎng)的人員有逃生的機(jī)會(huì)，可視距離不得低于15M，常規(guī)電纜燃燒時(shí)的可視距離僅為5-8M，而環(huán)保型電纜的該項(xiàng)指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于15M。

    3、具有更好的阻燃性能。（阻燃性）

   應(yīng)用電子加速器輻照交聯(lián)等*工藝手段，環(huán)保型電纜無(wú)論在耐溫等級(jí)、耐老化、機(jī)械性能、阻燃性能等指標(biāo)方面，相比常規(guī)電纜都有很大的提高。

   4、不含鉛等重金屬，不含環(huán)境激素，不污染土壤。

  鉛及鉛的化合物，會(huì)被人體的消化器官和呼吸器官攝取，在人的血液及腦部積累。當(dāng)電線電纜被破碎、掩埋時(shí)，鉛化合物會(huì)從氫化合物中拆出，污染土壤和水質(zhì)，危害人體。

捭闔牌綠色環(huán)保電纜與普通電纜的性能對(duì)比如下表：

   附：國(guó)內(nèi)外在“綠色”環(huán)保型電線電纜應(yīng)用方面的相關(guān)措施。

     1、日本建設(shè)部（國(guó)土*）責(zé)成日本電線工業(yè)協(xié)會(huì)（JCS）制定環(huán)保型電線電纜產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)保電纜均采用統(tǒng)一的標(biāo)志“EM”，2001年開(kāi)始實(shí)施“綠色采購(gòu)法”，明確規(guī)定“EM”電線電纜是標(biāo)準(zhǔn)適用產(chǎn)品。日本松下公司也宣布2005年公司的所有電器產(chǎn)品中都采用環(huán)保型電線電纜，日本豐田公司和本田公司也采取了同樣的舉措。

     2、歐盟各國(guó)在多年前就對(duì)鉛、鎳等重金屬實(shí)行zui嚴(yán)格的限制，并建立了生態(tài)管理和審核體系（EMAS），旨在必須全面遵守當(dāng)?shù)丶皻W盟的環(huán)保法規(guī)，歐盟各國(guó)頒布的無(wú)鹵阻燃電纜標(biāo)準(zhǔn)，其環(huán)保等級(jí)并不低于日本的EM標(biāo)準(zhǔn)。環(huán)保型電纜在歐盟市場(chǎng)已占據(jù)主導(dǎo)地位。美國(guó)也采取了類似的措施。

     3、在國(guó)內(nèi)，1998年3月，北京市*頒文，在所轄系統(tǒng)禁用PVC電纜；2002年6月，北京市府向奧委會(huì)承諾2008年奧運(yùn)會(huì)全部采用環(huán)保型建筑材料；2002年10月，上海市建委規(guī)定在大中型建筑或公共場(chǎng)所，不應(yīng)使用PVC等非環(huán)保型電纜（DGJ08-93-2002）；2003年8月，國(guó)家強(qiáng)制規(guī)定，地鐵工程必須采用環(huán)保型電纜（GB50157-2003）；同時(shí)香港地鐵全面采用環(huán)保型電線電纜，香港青衣大橋在國(guó)內(nèi)應(yīng)用環(huán)保型超高壓電纜。

     4、歐盟RoHS指令。歐盟議會(huì)和歐盟理事會(huì)于2003年1月通過(guò)了RoHS指令，全稱是The Restriction of the use of certain Hazardous substances in Electnical and Electronic Equipment,即在電子電氣設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)指令，也稱2002/95/EC指令，2005年歐盟又以2005/618/EC決議的形式對(duì)2002/95/EC進(jìn)行了補(bǔ)充，明確規(guī)定了六種有害物質(zhì)的zui大*值，其中鉛（Pb）、汞(Hg)、六價(jià)鉻(Cr6+)、多溴聯(lián)苯(PBB)、多溴二苯醚(PBDE)的zui大允許含量為0.1%(1000ppm)，鎘(cd)為0.01%(100ppm)，該限值是制定產(chǎn)品是否符合RoHS指令的法定依據(jù)。© 天

     RoHS指令的出臺(tái)反響強(qiáng)烈，有的稱其為綠色環(huán)保指令，有的稱其為技術(shù)壁壘指令，還有的稱其為牽動(dòng)制造業(yè)神經(jīng)的指令。其間，美國(guó)、日本、韓國(guó)、泰國(guó)等也相繼出臺(tái)了類似指令。

捭闔牌環(huán)保型輻照交聯(lián)低煙無(wú)鹵阻燃耐熱電線電纜

本產(chǎn)品適用于額定電壓0.6/1KV及以下的電力線路中作輸送電能用。

 一、產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

二、輻照原理的說(shuō)明 
輻照交聯(lián)是利用輻照產(chǎn)生的高能量β射線，形成高分子自由基，然后高分子自由基重新組合成為交聯(lián)鍵，從而使原來(lái)的線性分子結(jié)構(gòu)變成三維網(wǎng)狀的分子結(jié)構(gòu)而形成交聯(lián)。

三、輻照交聯(lián)低煙無(wú)鹵電線電纜的特點(diǎn) 
    1、載流量大：輻照交聯(lián)電纜，經(jīng)高能電子束輻照后，材料的分子結(jié)構(gòu)從線形變成三維網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)，耐溫等級(jí)從非交聯(lián)的70℃提高到90℃、105℃、125℃、135℃、甚至150℃，比同規(guī)格的電纜的載流量提高15-50%。 
    2、絕緣電阻大；由于輻照交聯(lián)電纜避免了采用氫化物作為阻燃物，因此防止了交聯(lián)時(shí)出現(xiàn)的預(yù)交聯(lián)和因絕緣層吸收空氣中的水分而使絕緣電阻下降現(xiàn)象。從而保證了絕緣電阻值。
    3、使用壽命長(zhǎng)，過(guò)載能力強(qiáng)；由于輻照交聯(lián)后的聚稀烴材料的耐溫等級(jí)高，老化溫度高，所以延長(zhǎng)了電纜在使用過(guò)程中循環(huán)發(fā)熱的使用壽命。 
    4、環(huán)保、安全：由于電纜所采用的材料都是無(wú)鹵環(huán)保材料，所以電纜的燃燒特性符合環(huán)保要求。
    5、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定： 傳統(tǒng)的溫水交聯(lián)電纜的質(zhì)量受水溫度、擠制工藝、交聯(lián)添加劑等因素的影響，質(zhì)量不穩(wěn)定，而輻照交聯(lián)電纜的質(zhì)量取決于電子束的輻照劑量，輻照劑量是由計(jì)算機(jī)控制，少了人為的因素，所以質(zhì)量穩(wěn)定。 
     輻照交聯(lián)低煙無(wú)鹵阻然電線電纜具有難以著火并具有阻止或延緩火焰蔓延的能力，過(guò)載能力強(qiáng)，而且，一旦著火，它具有無(wú)鹵、低煙、無(wú)毒、無(wú)腐蝕等特性，適用于如高層建筑、賓館、醫(yī)院、地鐵、核電站、隧道、發(fā)電廠、礦山、石油、化工等 
     輻照交聯(lián)低煙無(wú)鹵耐火電線電纜除滿足輻照低煙無(wú)鹵阻燃電纜的特性外，它還能在火災(zāi)條件下滿足線路供電的能力，過(guò)載能力強(qiáng)。主要用于火災(zāi)報(bào)警、消防設(shè)備、排煙設(shè)備、以及緊急通道運(yùn)輸、照明等應(yīng)急設(shè)施的供電線路中需要耐火的場(chǎng)合。

     輻照交聯(lián)低煙無(wú)鹵電纜的阻燃等級(jí) 
     根據(jù)GB/T18380.3-2002規(guī)定的試驗(yàn)條件,輻照低煙無(wú)鹵電纜的阻燃等級(jí)分為A、B、C、D四個(gè)等級(jí) 
表1

 四、產(chǎn)品結(jié)構(gòu):

五、輻照交聯(lián)低煙無(wú)鹵電纜產(chǎn)品表示方法

  (1) 輻照交聯(lián)低煙無(wú)鹵電纜的型號(hào)由燃燒特性代號(hào)和電纜型號(hào)兩部分組成

     （2）輻照低煙無(wú)鹵電線電纜的允許工作溫度可以為90℃、105℃、125℃、135℃等，表示時(shí)在型號(hào)后面加上溫度等級(jí)105℃、125℃、135℃、90℃可以省略。 
     （3）產(chǎn)品用型號(hào)、額定電壓、芯數(shù)、標(biāo)稱截面和本標(biāo)準(zhǔn)號(hào)表示。 
例如： 
     額定電壓600/1000V輻照交聯(lián)聚乙烯絕緣聚稀烴護(hù)套阻燃B類低煙無(wú)鹵電纜，3芯，240mm2
     表示為WDZB-YJ（F）Y  600/1000V  3*240  Q/TEC16.06-2005。 
     額定電壓600/1000V 輻照交聯(lián)聚乙烯絕緣聚稀烴護(hù)套阻燃B類耐火低煙無(wú)鹵電纜，3芯240mm2
     表示為 WDZBN-YJ（F）Y   600/1000V  3*240 Q/TEC16.06-2005。 
     額定電壓450/750V輻照交聯(lián)聚乙烯絕緣聚稀烴護(hù)套阻燃B類低煙無(wú)鹵控制電纜，7芯，1.5mm2
     表示為:WDZB-KYJ（F）Y    450/750V  7*1.5  Q/TEC16.06-2005。

六、電纜的型號(hào)及名稱

生產(chǎn)范圍：

七、使用特性 
    1.電力電纜的額定電壓U0/U為0.6/1KV。控制電纜的額定電壓U0/U為450/750V，電線電纜的額定電壓U0/U為U0/U及以下。 
    2. 電纜長(zhǎng)期允許工作溫度不超過(guò)135℃ 
    3.安裝時(shí)環(huán)境溫度不宜低于0℃。 
    4．電纜安裝時(shí)的zui小彎曲半徑: 
       a.控制電纜：無(wú)鎧裝層的電纜應(yīng)不小于電纜外徑的6倍，有鎧裝或銅帶屏蔽結(jié)構(gòu)的電纜應(yīng)不小于電纜外徑的12倍。 
       b、電力電纜的zui小彎曲半徑見(jiàn)表3

D-電纜的外徑 

5、多芯電纜中性線導(dǎo)體標(biāo)稱截面見(jiàn)表4
表4

6、單芯電纜導(dǎo)電線芯為圓形，16mm2及以上者可以緊壓。多芯電纜線芯截面為35mm2及以下者，其線芯應(yīng)為圓形，線芯截面在50mm2及以上者為扇形、瓦形或半圓形。四芯電纜中第4芯（中性線芯）可為圓形或扇形。五芯電纜中性線可為圓形或瓦型6mm2及以下者允許由單根導(dǎo)體構(gòu)成，10mm2及以上者由多根單線組成。成型導(dǎo)體（扇形、瓦形或半圓形）應(yīng)當(dāng)緊壓。 

八、主要性能 
1、輻照低煙無(wú)鹵阻燃型 
1）、阻燃性能應(yīng)能通過(guò)GBGB18380的成束電纜燃燒試驗(yàn),試驗(yàn)后電纜燒焦或受影響部分達(dá)到的高度應(yīng)不超過(guò)火焰作用點(diǎn)以上2.5m.
2）、鹵酸氣體釋放量試驗(yàn)應(yīng)能通過(guò)GB/T17650.1-1998鹵酸氣體總量的測(cè)定∠5mg/g以及GB/T17650.2-19981用測(cè)量PH值和電導(dǎo)率來(lái)測(cè)定氣體的酸度  (1L水中PH≥4.3   電導(dǎo)率值應(yīng)不超過(guò)10us/mm)
3）、煙密度試驗(yàn)應(yīng)能通過(guò)GB/T17651.1.2-1998電纜或光纜在特定條件下燃燒的煙密度測(cè)定(透光率的zui小值≥60%) 
4）、導(dǎo)體直流電阻符合GB/T3956的規(guī)定 
5)工頻耐壓實(shí)驗(yàn)：電力電纜應(yīng)經(jīng)受3500V、5min不擊穿，控制電纜應(yīng)經(jīng)受3000V、5min不擊穿。電線電纜應(yīng)經(jīng)受2500V、5min不擊穿 
6）、應(yīng)經(jīng)受-15℃的低溫卷繞試驗(yàn)或低溫沖擊試驗(yàn).試驗(yàn)后試樣表面應(yīng)無(wú)目力可見(jiàn)的裂紋.
2、輻照低煙無(wú)鹵阻燃耐火型 
除滿足低煙無(wú)鹵燃型的性能以外，其耐火試驗(yàn)應(yīng)能通過(guò)GB/T19216-2003在火焰條件下電纜或光纜的線路完整性試驗(yàn)中的規(guī)定，在750℃  90min燃燒，2A熔絲不熔斷。

九、電纜的規(guī)格及參考數(shù)據(jù)見(jiàn)表5-12
表5 銅芯輻照交聯(lián)聚乙烯絕緣低煙無(wú)鹵阻燃電線電纜結(jié)構(gòu)參數(shù)
表6 軟銅芯輻照交聯(lián)聚乙烯絕緣低煙無(wú)鹵阻燃電線電纜結(jié)構(gòu)參數(shù)

表7 WDZ-KYJ（F）Y  輻照交聯(lián)聚乙烯絕緣聚烯烴護(hù)套低煙無(wú)鹵阻燃控制電纜
表8 WDZN-KYJ（F）Y 輻照交聯(lián)聚乙烯絕緣聚烯烴護(hù)套低煙無(wú)鹵阻燃耐火電力控制電纜

表9 WDZ-YJ（F）Y   輻照交聯(lián)聚乙烯絕緣聚烯烴護(hù)套低煙無(wú)鹵阻燃電力電纜
表10 WDZ-YJ（F）Y22 輻照交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚烯烴護(hù)套低煙無(wú)鹵電力電纜
表11 WDZN-YJ（F）Y   輻照交聯(lián)聚乙烯絕緣聚烯烴護(hù)套低煙無(wú)鹵阻燃耐火電力電纜
表12 WDZN-YJ（F）Y22   輻照交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚烯烴護(hù)套低煙無(wú)鹵阻燃耐火電力電纜

十、電線電纜結(jié)構(gòu)尺寸：
　 ?。ǎ保￤DZ-BYJ(F)或WL-BYJ(F)450/750銅芯輻照交聯(lián)低煙無(wú)鹵阻燃聚乙烯絕緣電線電纜

（２）WDZ-BYJ(F)EB或WL-BYJ(F)EB 300/500 銅芯輻照交聯(lián)低煙無(wú)鹵阻燃聚乙烯護(hù)套扁平型

（３）WDZ-BYJ(F)R或WL-BYJ(F)R 450/750 軟銅芯輻照交聯(lián)低煙無(wú)鹵阻燃聚乙烯絕緣電線電纜