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扁型电缆的阻燃机能测试步骤有哪些？

所属分类：企业新闻颁布功夫：2025-07-12 15:33:32

扁型电缆的阻燃机能测试是评估其在火警前提下抑造火焰舒展、削减有毒烟雾和侵蚀性气体开释的关键环节，尤其合用于构筑、轨路交通、新能源等对安全要求严格的场景。测试需结合资料个性分析、尺度测试步骤和现实工况仿照，以下是具体测试框架：

一、阻燃机能的主题影响成分

1. 资料类型与配方

绝缘层资料：

聚氯乙烯（PVC）：含氯元素，阻燃性较好（氧指数≥27%），但点火时开释大量HCl气体（侵蚀性强，需增长CaCO?中和）。
交联聚乙烯（XLPE）：氧指数仅17%-19%，需增长阻燃剂（如氢氧化铝、溴系阻燃剂）提升阻燃性（氧指数可达25%-30%）。
低烟无卤（LSZH）资料：以聚烯烃为基材，增长氢氧化镁（Mg(OH)?）或氢氧化铝（Al(OH)?），点火时烟密度低（≤50 Ds），但氧指数仅20%-22%。
硅橡胶：天然阻燃（氧指数≥35%），但成本高（是PVC的3-5倍），且需增长补强剂（如白炭黑）提高机械强度。

护套资料：

氯丁橡胶（CR）：含氯元素，阻韧异（氧指数≥30%），但点火时开释HCl气体（需共同抑烟剂如MoO?）。
热塑性弹性体（TPE）：如TPU（聚氨酯），需增长磷系阻燃剂（如红磷）提升阻燃性（氧指数可达25%-28%）。
氟塑料（PTFE/FEP）：天然阻燃（氧指数≥95%），但成本极高（是PVC的10倍以上），且硬度大（需增长增塑剂）。

2. 阻燃剂类型与增长量

无机阻燃剂：

氢氧化铝（Al(OH)?）：分化温度180-200°C，吸热量1.2 kJ/g，需增长≥60%能力达到V-0级（UL 94），但会降低资料机械机能（断裂伸长率降落30%-50%）。
氢氧化镁（Mg(OH)?）：分化温度300-330°C，吸热量1.8 kJ/g，耐高温性优于Al(OH)?，但需增长≥50%能力达到V-0级。

有机阻燃剂：

溴系阻燃剂（如十溴二苯醚）：增长5%-10%即可使氧指数提升至30%-35%，但点火时开释二噁英（需共同Sb?O?协同阻燃）。
磷系阻燃剂（如磷酸三苯酯）：增长10%-15%可使氧指数提升至25%-28%，且烟密度低（≤30 Ds），但耐水性差（需改性处置）。

3. 电缆结构与设计

护套厚度：增长护套厚度（如从1.0mm增至1.5mm）可耽搁火焰舒展功夫（如从10秒增至20秒）。
隔氧层：在绝缘层与护套间增长云母带（厚度0.1-0.2mm）可断绝氧气，使火焰舒展快率降低50%-70%。
金属屏蔽层：铜丝编织屏蔽（覆盖率≥80%）可反射热量，使电缆表表温度降低20-30°C。

二、阻燃机能测试步骤

1. 垂直点火测试（UL 94 V级）

主张：评估资料在垂直状态下的点火快率和自熄能力，合用于幼尺寸样品（如绝缘层或护套试片）。
尺度：

UL 94：Standard for Tests for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances.
IEC 60695-11-10：Fire hazard testing – Part 11-10: Test flames – 50 W horizontal and vertical flame test methods.

测试步骤：

样品筹备：

截取长度125±5mm、宽度13±0.5mm的哑铃型试样（从电缆护套或绝缘层冲切）。
试样表表平坦，无划痕或气泡。

点火前提：

使用本生灯（火焰高度20±2mm，蓝色内焰10±1mm）。
将试样垂直固定，火焰施加于试样下端中心（距离10±0.5mm）。
施加火焰10秒后移开，纪录点火功夫（t?）和火焰舒展距离（L?）。
沉复测试第二次（总测试功夫≤60秒）。

评级尺度：

V-0级：两次点火总功夫≤10秒，且无滴落物引燃下方棉花。
V-1级：两次点火总功夫≤30秒，且无滴落物引燃下方棉花。
V-2级：两次点火总功夫≤30秒，但滴落物引燃下方棉花。

案例：

某构筑电缆（PVC护套）通过UL 94 V-0测试，点火功夫仅2秒，无滴落物。
某新能源电池电缆（XLPE+氢氧化铝护套）未达V-0级（点火功夫15秒），需增长阻燃剂增长量至65%。

2. 成束点火测试（IEC 60332-3）

主张：仿照电缆在成束敷设（如电缆桥架）时的火焰舒展情况，合用于大尺寸电缆（如扁型电缆）。
尺度：

IEC 60332-3-24：Tests on electric and optical fibre cables under fire conditions – Part 3-24: Test for vertical flame spread of vertically-mounted bunched wires or cables – Category C.
GB/T 18380.34：Tests on electric and optical cables under fire conditions – Part 34: Test for vertical flame spread of vertically-mounted bunched wires or cables – Category A.

测试步骤：

样品筹备：

截取长度3.5±0.1m的扁型电缆试样，成束分列（间距为电缆直径的1倍）。
固定于金属梯架（宽度200mm，高度1000mm）。

点火前提：

使用丙烷点火器（火焰温度800±50°C，供气量650±30 L/min）。
火焰施加于电缆下端中心，持续60±2秒。

了局判定：

Category A（第一流）：火焰舒展至梯架顶部的功夫≥60分钟。
Category B：火焰舒展至梯架顶部的功夫≥30分钟。
Category C：火焰舒展距离≤2.5m（合用于通常构筑电缆）。
Category D：火焰舒展距离≤2.5m（合用于低风险场景）。

案例：

某轨路交通电缆（LSZH护套+云母带隔氧层）通过IEC 60332-3-24 Category A测试，火焰舒展功夫为75分钟。
某工业节造电缆（PVC护套）仅达Category C（火焰舒展距离2.0m），需改用阻燃护套。

3. 烟密度测试（IEC 61034）

主张：评估电缆点火时开释烟雾的浓度，合用于密关空间（如地铁隧路、船舶舱室）。
尺度：

IEC 61034-2：Measurement of smoke density of cables burning under defined conditions – Part 2: Test procedure and requirements.
ASTM E662：Standard Test Method for Specific Optical Density of Smokes Generated by Solid Materials.

测试步骤：

样品筹备：

截取长度1±0.05m的扁型电缆试样，总质量1±0.1g（按单元长度质量折算）。
将试样置于密关烟箱（体积27±1 m?）内。

点火前提：

使用乙醇火焰（火焰高度20±2mm）点燃试样，持续4分钟。
点火后关关火焰，纪录烟箱内透光率变动（每15秒一次，持续20分钟）。

了局推算：

最幼透光率（Tmin）：点火过程中最低透光率（如Tmin=80%暗示烟密度低）。
烟密度等级（Ds）：

案例：

某船舶电缆（LSZH护套）烟密度测试了局为Ds=35（Tmin=85%），满足IEC 61034-2要求。
某通常PVC电缆烟密度测试了局为Ds=120（Tmin=10%），未达标需改用LSZH资料。

4. 有毒气体开释测试（IEC 60754）

主张：检测电缆点火时开释的HCl、CO蹬仔毒气体浓度，合用于人员密集场所（如商场、医院）。
尺度：

IEC 60754-1：Test on gases evolved during combustion of materials from cables – Part 1: Determination of the amount of halogen acid gas.
IEC 60754-2：Test on gases evolved during combustion of materials from cables – Part 2: Determination of acidity (by pH measurement) and conductivity.

测试步骤：

样品筹备：

截取长度500±10mm的扁型电缆试样，总质量1±0.1g。
将试样置于管式炉（温度800±10°C）内。

气体网络：

通入氮气（流量50±5 mL/min），网络点火气体（功夫30分钟）。
将气体通入0.1 mol/L NaOH溶液（体积100 mL）吸收HCl。

了局分析：

丈量吸收液pH值（合格尺度：pH≥4.3）和电导率（合格尺度：≤10 μS/mm）。
使用滴定法测定NaOH溶液中Cl?浓度，推算HCl开释量（mg/g）。
合格尺度：HCl开释量≤5 mg/g（IEC 60754-1）。
HCl开释量：
pH值与电导率：

案例：

某数据中心电缆（LSZH护套）HCl开释量为0.2 mg/g，pH=6.5，电导率=2 μS/mm，满足IEC 60754-1/2要求。
某通常PVC电缆HCl开释量为15 mg/g，pH=2.1，电导率=50 μS/mm，未达标需改用LSZH资料。

三、国际测试尺度对比

尺度编号	尺度名称	测试项目	合用场景
UL 94	Standard for Flammability of Plastic Materials	垂直点火（V-0/V-1/V-2）	幼尺寸资料认证（如北美市�。�
IEC 60332-3	Test for vertical flame spread of bunched cables	成束点火（Category A/B/C/D）	大尺寸电缆认证（如欧洲市�。�
IEC 61034	Measurement of smoke density of cables	烟密度测试（Ds）	密关空间电缆认证（如地铁、船舶）
IEC 60754	Test on gases evolved during combustion of cables	有毒气体开释（HCl、pH、电导率）	人员密集场所电缆认证（如商�。�
GB/T 18380	Tests on electric cables under fire conditions	中国国度尺度（等效IEC 60332）	中国市场认证

四、阻燃机能优化战术

资料改性：

在PVC中增长CaCO?（10%-15%）中和HCl，降低侵蚀性气体开释。
在XLPE中增长纳米蒙脱土（2%-5%）提高阻燃性和机械强度（断裂伸长率提升20%-30%）。

结构设计优化：

选取双层护套（内层LSZH+表层阻燃TPU）两全低烟和耐油性。
增长隔氧层厚度（从0.1mm增至0.2mm）使火焰舒展功夫耽搁30%-50%。

工艺节造：

优化挤出温度（如LSZH护套挤出温度节造在180-200°C）预防资料分化。
节造冷却快率（如水冷快率≤3°C/s）削减内应力，预防开裂。

五、典型利用案例

利用场景	电缆结构	阻燃要求	测试了局
地铁隧路	铜导体+XLPE绝缘+LSZH护套+铜丝屏蔽	IEC 60332-3-24 Category A, IEC 61034 Ds≤50	火焰舒展功夫80分钟，Ds=40
新能源汽车电池	镀锡铜导体+硅橡胶绝缘+陶瓷化硅橡胶护套	UL 94 V-0, 1200°C 15分钟不点火	点火功夫1秒，1200°C下维持齐全15分钟
数据中心	铝导体+低烟无卤聚烯烃绝缘+阻燃TPU护套	IEC 60754 HCl≤5 mg/g, IEC 61034 Ds≤50	HCl=0.1 mg/g，Ds=30

总结

扁型电缆的阻燃机能测试需从资料选择、测试步骤和尺度合规三方面综合考量：

资料是基础：优先选择阻韧异的资料（如地铁用LSZH护套，新能源用陶瓷化硅橡胶）。
测试需全面：结合垂直点火（UL 94）、成束点火（IEC 60332-3）、烟密度（IEC 61034）和有毒气体（IEC 60754）测试。
尺度需匹配：凭据利用场景选择对应尺度（如轨路交通用IEC 60332-3-24，北美用UL 94）。
优化需迭代：通过资料改性、结构设计和工艺节造持续提升阻燃机能（如某地铁电缆通过增长隔氧层厚度使火焰舒展功夫耽搁40%）。

现实利用建议：

研发阶段：沉点测试垂直点火和烟密度，急剧筛选资料。
产品认证：按行业尺度实现齐全测试周期（如IEC 60332-3-24需60分钟点火测试）。
关键项目：对人员安全要求高的场景（如医院、商�。�，需结合有毒气体测试验证安全性。

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