摘要：近年来随着工业技术的发展，人们在生产生活中对电线电缆产品的安全性与环保性有了更高的要求。本文着重对新型低烟无卤阻燃耐火电线电缆的应用作一分析阐述，期望可以为相关的研究人员提供建设性意见。
关键词：低烟无卤；电线电缆；阻燃；耐火
传统电线电缆在发生火灾时会释放出大量的烟雾和有害气体，这些烟雾和有害气体具有很强的刺激性，很容易造成人员伤亡。分析原因主要是因为传统电缆的绝缘层材料是含卤聚合物和含卤阻燃剂混合而成，含有大量的卤聚合物和卤阻燃剂，极易释放出有害气体和烟尘，安全性较低。因此，研究低烟无卤新材料，并将其应用到电线电缆中显得十分急迫和必要，具有很强的现实意义。
一、低烟无卤电缆电线优势分析
低烟无卤电缆电线主要包括阻燃低烟无卤电缆电线、耐火低烟无卤电缆电线，低烟无卤阻燃耐火控制电缆电线常见类型有WDZN-KYJY 、WDZN-KYJYP2、WDZN-KYJY22 、WDZN-KYJYP23等。低烟无卤阻燃耐火交联电力电缆电线常见类型有WDZN-YJV、WDZN-YJV22等。而低烟无卤阻燃耐火电缆电线常见类型有WDZ-BY、WDZN-BY等。低烟无卤电缆电线在人员密集区域应用十分广泛，比如机场、火车站、办公建筑等场所，除了应用耐火电缆电线外，还需要考虑无毒性。因此，总的来看，低烟无卤电缆电线在我国电线电缆行业中一直呈现增长趋势，其具有的阻燃性能能够保证发生火灾时阻止腐蚀性气体逸出。其优势具体体现在以下几方面：①抗张强度大于一般PVC电缆电线，实际研究发现PVC电缆电线抗张强度为1.05kgf/mm2，而低烟无卤电缆电线抗张强度为1.2kgf/mm2；②具有良好的柔软度，硬板一般为80-90；③具有非移性，主要是因为其材料中不加入可塑剂；④燃烧过程中只会产生少量的白色烟雾，而不会产生有毒性的黑烟；⑤体积电阻率较高，常规PVC体积电阻率一般为1012-1015Ω/cm3，而低烟无卤电缆电线的体积电阻率＞1016Ω/cm3；⑦耐高压特性较高，常规PVC电缆电线的耐高压特性＞10kv，而低烟无卤电缆电线的耐高压特性＞15kv；⑧弹性和粘性较好。
二、阻燃耐火电缆结构及设计要求
1、阻燃耐火电缆结构
阻燃耐火电缆保护层材料可以选用Mg（OH）2或者AL（OH）3的聚烯烃，绝缘层的材料可以选用XLPE型交联聚乙烯。另外，为了充分起到保护耐火层结构的目的，需要在圆铜导体上搭接绕包云母带。新型低烟无卤阻燃耐火电线电缆结构由内至外依次为铜导体→云母带耐火层→绝缘层→阻燃包带成缆→隔氧层→阻燃外保护层[1]。
2、阻燃耐火电缆设计要求
阻燃耐火电缆设计主要包括导体、耐火云母带、绝缘层及外护层四方面的内容。①导体设计：依据国标T3956-2008中的相关规范，新型低烟无卤阻燃耐火电缆电线导体需要采用圆形绞合铜导体结构，在温度20℃时导体的最大电阻为18.2Ω/km。实际设计过程中，需要计算导体的单丝直径，公式为：d≥，公式中的K1表示导体系数，取1.03，K2表示综合系数，取1.02，K3表示成缆系数，取1.02，ρ20表示在20℃时导体的电阻率为18.2Ω/km，n表示单线根数。计算导体的单丝直径后，继续应用公式Dc=d计算导体的紧压轮廓直径，公式中的Dc表示导体的紧压轮廓直径，d表示导体的单丝直径，n表示单线根数，表示延伸系数，表示紧压系数；②耐火云母带：所说的耐火性是指电线电缆在规定的实验条件和时间内，虽然在火焰中燃烧，但其仍然可以保证正常的运行特性。阻燃耐火电缆耐火层的结构以云母带和MgO矿物绝缘材料为主，但实际应用中发现，矿物绝缘耐火电缆电线制造工艺过于复杂，因而现阶段阻燃耐火电缆耐火层的结构以云母为主。值得一提的是，云母带是由大鳞片云母纸经甲基苯树脂粘合在两层无碱玻璃布之间，再经烘焙而成，耐火性能显著。但云母带不具有组合功能，主要作用仍然是耐火耐热，所以在实际应用过程中需要与具有阻燃性能的绝缘层和外护层配合使用。除此之外，还需要注意的一点是，云母带折弯过程中极易出现掉粉的情况，更为重要的是在高温环境下其电气性能会发生很大的变化，这也让云母带实际应用范围受到限制，现阶段主要应用于不超过1000v的低压耐火电缆电线中。③绝缘层：绝缘层材料要严格按照国标中规定选用XLPE型交联聚乙烯，也就是常说的热固性交联聚乙烯，其最大的优势是在熔融状态时可以紧紧挤包在导体上，且对导体和绝缘层不会产生影响和损害[2]；④外护层：如果在交联聚乙烯材料中加入足量的水合金属氧化物，比如常用的Al（OH）3、Mg（OH）2等，挤包外保护层结构，即便在燃烧状态下也不会产生大量的有毒气体和浓烟，实际研究发现只会产生少量的烟雾，且酸气含量在5％以下[3]。之所以可以产生这样的效果，其根本原因就在于交联聚乙烯材料在受热状态下会发生分解反应，进而产生大量的结晶水，变为水蒸气后可以吸收热量，且可以稀释气体的浓度，以此实现控制温度上升阻断继续燃烧的目的。除此之外，也可以在保护层中加以一定量的含磷阻燃剂，在高温条件下可以在表面形成致密的薄膜，起到阻断空气的目的，进而阻止进一步燃烧。
三、新型低烟无卤阻燃耐火电线电缆的燃烧性能及发展前景
1、新型低烟无卤阻燃耐火电线电缆的燃烧性能
新型低烟无卤阻燃耐火电线电缆的燃烧性能包括阻燃性能与低烟性能。如表1、2，这是新型低烟无卤阻燃耐火电线电缆的阻燃性能与低烟性能数据。
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2、新型低烟无卤阻燃耐火电线电缆的发展前景
就现阶段我国新型低烟无卤阻燃耐火电线电缆应用情况来看，其发展水平有很大的提升空间，新型低烟无卤阻燃耐火电线电缆已经成为线缆行业关注的焦点与未来的发展方向，我国现阶段对新型低烟无卤阻燃耐火电线电缆的需求量很大，但是主要依靠进口，价格比较昂贵，实际应用受到很大的限制，更为重要的是，随着我国经济的快速发展，对电缆电线的安全性能要求越来越高，需求量也越来越大。近年来我国出台了很多的利好政策，为电缆企业的更好、更快发展提供了内部发展环境，电线电缆企业可以直接获益的跨境光缆等通信干线网络建设及电力与运输通道建设等，同时随着近年来国家对能源汽车的高度重视，很大程度上带动了电动汽车线缆和充电桩线缆的发展，这均是新型低烟无卤阻燃耐火电线电缆的发展机遇。因此，在新的发展背景下，要进一步加大技术研究，完善和优化新型低烟无卤阻燃耐火电线电缆的燃烧性能，使其可以更好的应用到生产生活中。
结束语
新型低烟无卤阻燃耐火电线电缆的发展为电缆电线进一步发展开启了新方向和新思路，在设计过程中通过重点优化导体、耐火云母带、绝缘层及外护层四方面内容可以有效提升低烟无卤阻燃耐火方面的性能，是电线电缆行业值得大力研究和发展的新方向。
参考文献
[1]李冰晶.浅析低烟无卤技术在煤矿用电缆的应用[J].矿山工程,2019,07(03):249-254.
[2]马宝红,姜国发,张惠,等.紫外光LED交联技术在低烟无卤阻燃电线电缆的应用[J].化工管理,2018,498(27):187-188.
[3]韩长超.低烟无卤阻燃电缆护套工艺的探讨[J].黑龙江科学,2017,008(10):102-103.