目前，由于一些民用及工业建筑的输配电线路用电负荷的不断增加，加上高层建筑相对空间较小，致使在敷设安装过程中电缆的非金属含量已经超过标准ＧＢ／Ｔ１９６６６—２００５《阻燃及耐火电缆通则》中成束阻燃Ａ类的要求，亟待有阻燃等级更高的新型产品出现和应用。同时，对该类电缆还提出了在发生火灾的情况下电缆燃烧时不能释放出窒息性气体，且应满足一定的烟密度（透光率）要求。为了满足市场的这种需求，许多电缆厂家都推出相关产品，笔者根据长期积累生产、检验过程中的经验也研制了一种超Ａ类无卤低烟阻燃电缆。

　　１超Ａ类无卤低烟阻燃电缆要求

　　相对于标准ＧＢ／Ｔ１９６６６—２００５中阻燃规定，该超Ａ类无卤低烟阻燃电缆（代号ＷＤＺＡ＋，其中Ｗ表示无卤，Ｄ表示低烟，ＺＡ＋表示超Ａ类）的非金属含量由成束阻燃Ａ类（ＺＡ）的７Ｌ／ｍ提高到１４Ｌ／ｍ、供火时间由成束阻燃Ａ类的４０ｍｉｎ提高到８０ｍｉｎ，而阻燃要求仍为炭化高度不应超过距喷嘴底边向上２．５ｍ，停止供火后试样的有焰燃烧时间不应超过１ｈ。可见，该超Ａ类无卤低烟阻燃电缆安全等级更高，为用户提供了更加经济、方便的选择。同时，该电缆应满足标准ＧＢ／Ｔ１９６６６—２００５中无卤低烟规定（即ｐＨ加权值≥４．３、电导率加权值≤１０μＳ／ｍｍ、最小透光率≥６０％），绿色环保。另外，相对于传统耐火电缆耐火性能试验温度７５０～８００℃，该电缆可承受９５０℃的高温燃烧，提高了电缆的耐火性能。

　　２超Ａ类无卤低烟阻燃电缆设计

　　２．１电缆整体结构设计

　　通常０．６／１ｋＶ规格低压电力电缆结构组成部分主要包括导体、绝缘、填充、包带、铠装、护套等，３．６／６ｋＶ～２６／３５ｋＶ规格中压电力电缆在低压电力电缆结构基础上，仅增加了导体半导电屏蔽层、绝缘半导电屏蔽层以及铜带屏蔽层。在非阻燃普通电缆中，除了电缆导体为金属材质之外，其他部分均为有机物或者是无机可燃物，这部分材料在电缆中占比较大，例如：电缆线芯绝缘为聚氯乙烯、交联聚乙烯或者乙丙橡胶类材质，电缆外护套绝大部分为聚氯乙烯或聚乙烯，填充材料为聚丙烯填充绳。根据该超Ａ类无卤低烟阻燃电缆的阻燃性能要求，电缆中的非金属含量要求为１４Ｌ／ｍ，由此可认为电缆中仅导体是不燃的金属材料，而其他结构部分均是非金属无机物和有机物材料，通常在火灾条件下无机物和有机物材料是极易着火的，这使电缆很难通过超Ａ类阻燃电缆的成束阻燃试验。为提高主要采用无机物和有机物材料电缆的阻燃性能，使之能够达到超Ａ类阻燃性能的要求，通过多次反复试验，该电缆采用了如下阻燃结构设计：无机矿物质防火泥隔离层（矿物质绝缘防火层）、无卤低烟阻燃纤维带绕包层、氧指数为３５左右的聚氯乙烯或无卤低烟阻燃聚烯烃隔氧层和外护层。图１示出了０．６／１ｋＶ非铠装５等芯超Ａ类无卤低烟阻燃电缆的结构。电缆隔氧层可起到保护绝缘线芯和增加无机矿物质防火泥的附着力的作用，在电缆隔氧层外增加的矿物质防火泥隔离层不仅能有效增加非金属的含量，而且因矿物质防火泥属于阻燃材料，还可同时增强电缆阻燃性能。

　　２．２矿物质防火材料选用

　　在超Ａ类无卤低烟阻燃电缆材料选用时，隔离层所用的矿物质防火材料选择最为关键。经过多次试验，选用的矿物质防火材料具有以下特点：挤出时为泥状，在发生火灾时，矿物质防火泥层可以形成一层致密的结壳状的隔离层，在一定时间内避免了因电缆绝缘层被火焰烧坏而导致导体间短路，保证了电力的传输。该矿物质防火泥层的配方设计主要考虑以下几个方面：ａ．主要阻燃材料为氢氧化镁或氢氧化铝粉末。ｂ．黏合剂选用含结晶水硅酸盐，其水溶液俗称水玻璃，在高温下强度下降很小，硬化后形成二氧化硅网状骨架。当采用氢氧化镁或氢氧化钠铝粉末和一定比例的水玻璃配制矿物质防火泥层时，耐热温度可得到很大提高。ｃ．加入的水硅酸盐含量以将氢氧化镁和氢氧化铝材料进行混合成泥状为宜。水硅酸盐含量不宜过高，否则会导致防火阻燃填充物不易干燥，而且防火泥不容易挤出成型。

　　３超Ａ类无卤低烟阻燃电缆生产

　　３．１生产工艺流程

　　０．６／１ｋＶ规格超Ａ类无卤低烟阻燃电缆的生产工艺流程为：导体绞合→绝缘挤出→绝缘线芯成缆＋包带绕包→挤出矿物质防火泥＋包带绕包→金属铠装→外护套挤出。３．６／６ｋＶ～２６／３５ｋＶ规格超Ａ类无卤低烟阻燃电缆的生产工艺流程为：导体绞合→内屏蔽＋绝缘＋外屏蔽三层共挤→铜带屏蔽绕包→绝缘线芯成缆＋包带绕包→挤出矿物质防火泥＋包带绕包→金属铠装→外护套挤出。

　　３．２导体

　　超Ａ类无卤低烟阻燃电缆导体采用型线绞合形式，符合标准ＧＢ／Ｔ３９５６—２００８中第２类铜芯圆形导体的规定，型线由圆形导体经多道次拉拔而成，经同心式绞合紧压后形成圆形导体［１］。型线紧压绞合圆形导体具有圆整度高、填充系数高、型线导体之间缝隙小、导体外径小等优点。型线绞合圆形导体相比普通圆形紧压绞合导体，由于导体表面更加圆整，形状畸变很小，能够起到均化电场的作用，增强电缆绝缘的电气特性；同时采用型线同心紧压绞合形式，使得导体外径更小，在一定程度上可以节约电缆各部分的原材料用量，降低生产成本。

　　３．３绝缘层

　　０．６／１ｋＶ规格超Ａ类无卤低烟阻燃电缆绝缘层采用交联聚乙烯（ＸＬＰＥ），绝缘层标称厚度符合ＧＢ／Ｔ１２７０６．１—２００８标准规定，最薄处不小于（９０％标称厚度－０．１ｍｍ）。同时，绝缘层的机械、物理性能及电气性能应符合ＧＢ／Ｔ１２７０６．１—２００８标准规定。３．６／６ｋＶ～２６／３５ｋＶ规格超Ａ类无卤低烟阻燃电缆为了达到电气性能要求，导体外通常挤包有导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层，采用三层共挤一次挤出成型，保证了绝缘层和屏蔽层的完整性。绝缘最薄点厚度和绝缘同心度符合标准ＧＢ／Ｔ１２７０６．２—２００８和ＧＢ／Ｔ１２７０６．３—２００８要求，导体屏蔽层和绝缘屏蔽层采用半导电材料，绝缘层采用ＸＬＰＥ。在绝缘屏蔽层外由铜带重叠绕包而成的金属屏蔽层能屏蔽电场干扰，也能保障故障电流通过。

　　３．４成缆与填充

　　绝缘线芯按照右向同心绞合方式进行绞合，绞合节距为绝缘线芯外径的３５～４０倍。为了保证电缆的弯曲性能，绝缘线芯之间的空隙不进行填充。绝缘线芯绞合完成后直接用１～２层无卤低烟阻燃带进行绕包。

　　３．５隔氧层

　　隔氧层采用无卤低烟阻燃聚烯烃材料，形状呈锯齿形（如图１所示），锯齿齿数可根据成缆后的外径进行调整，以确保矿物质防火泥隔离层可附着在其上为宜。隔氧层厚度可以参照标准ＧＢ／Ｔ１２７０６—２００８中对隔离套厚度的规定。

　　３．６矿物质防火泥隔离层

　　矿物质防火泥用灌浆机挤出形式挤包在隔氧层上。由于防火泥挤出时为泥状，随着防火泥的不断挤出，防火泥不容易附着在线芯表面，易脱落，因此在线芯从灌浆机挤出后，需立即用１层或２层无卤低烟阻燃带进行绕包，以保证防火泥不会脱落，同时保证电缆的圆整度。防火泥隔离层挤出厚度应根据电缆线芯直径调整，控制在２～５ｍｍ范围内。

　　３．７护套护套选用无卤低烟阻燃聚烯烃材料。护套应紧密挤包在防火泥隔离层或金属铠装层（可选）上，表面光滑、色泽均匀、无细小颗粒，护套剖面无气孔或杂质。护套标称厚度假设值依据标准ＧＢ／Ｔ１２７０６—２００８中附录进行计算，防火泥隔离层的厚度不进行假设值计算。护套厚度应符合ＧＢ／Ｔ１２７０６—２００８标准规定，非铠装型电缆护套厚度最薄处应不小于（８５％标称厚度－０．１ｍｍ），铠装型电缆护套厚度最薄处应不小于（８０％标称厚度－０．２ｍｍ）。护套挤出后应经火花检验，火花电压应符合标准ＧＢ／Ｔ３０４８．１０—２００７规定。

　　４结束语

　　超Ａ类无卤低烟阻燃电缆从结构上区别于常规电缆，增加了隔氧层和防火泥层，使得电缆具有优异的阻燃性能，并且远远超出了目前标准ＧＢ／Ｔ１９６６６—２００５规定的成束阻燃Ａ类标准值，能够满足对消防要求更高的场合使用。同时，由于电缆具有无卤和低烟两种特性，即使在发生火灾时，电缆不会释放出有毒有害气体，使之可以用于人员密集的场所，可减少对人员的危害。超Ａ类无卤低烟阻燃电缆的出现，也是适应市场的需要，对一些消防线路要求较高的场所，Ａ类阻燃电缆已经不能完全满足使用的需要，迫切需要一种优于Ａ类阻燃电缆的新型阻燃电缆，超Ａ类阻燃电缆弥补了其他电缆在阻燃性能上的空白，丰富了阻燃电缆的产品种类。

　　［参考文献］

　　［１］倪艳荣，王卫东，赵源．无卤低烟高阻燃中压耐火电缆结构设计与关键工艺控制［Ｊ］．河南机电高等专科学校学报，２０１８（１）：９－１１．

　　作者：赵要