新型非铠装阻燃A类电缆的设计与改进

新型非铠装阻燃A类电缆的设计与改进

薛虹

江苏东峰电缆有限公司 214000

摘  要：针对现有非铠装阻燃A类电缆生产工艺复杂、成本高、阻燃性能不足等问题，本文提出了一种新型非铠装阻燃A类电缆结构，并对其制造工艺进行了优化。该新型电缆采用新型阻燃材料和结构设计，简化了生产流程，降低了生产成本，同时提升了阻燃性能。通过实验验证，新型电缆在阻燃性能、机械性能和电气性能方面均优于传统电缆，具有更强的竞争力和应用价值。

关键词：非铠装电缆；阻燃A类；结构设计；制造工艺；性能验证

引言

    随着电力需求不断增长，电缆作为电力传输的重要载体，其安全性和可靠性显得尤为重要。非铠装电缆因其安装便捷、节省空间等优点，在建筑、工业等领域得到广泛应用。然而，传统的非铠装阻燃A类电缆存在着生产工艺流程繁琐、制造成本高、阻燃性能差等问题，难以满足日益严格的安全标准要求，需要对非铠装阻燃A类电缆的设计与改进。

1存在问题分析

1.1生产工艺流程繁琐

   传统非铠装阻燃A类电缆的生产工艺流程繁琐，主要体现在其多层结构和复杂工序上。为了达到阻燃和绝缘的要求，电缆通常需要经过导体绞合、绝缘层挤出、屏蔽层缠绕、护套挤出等多道工序，以屏蔽层缠绕为例，为了防止电磁干扰，传统的非铠装电缆需要在绝缘层外包裹一层金属屏蔽层，这需要专门的缠绕设备和操作人员，增加了生产成本和时间。

多层结构的生产需要精确的尺寸控制和层间粘合，以确保电缆的整体性能和可靠性，这需要对生产设备进行严格的调试和维护，并对操作人员进行专业培训，增加了生产的难度和风险。传统电缆的材料选择和工艺参数往往需要经过反复试验和调整，才能找到最佳的组合，以满足阻燃、绝缘、耐候、抗拉等各种性能指标，增加了研发成本，也延长了产品上市的时间。

1.2制造成本高

    传统非铠装阻燃A类电缆的制造成本居高不下，主要原因在于传统的阻燃材料价格较高，且生产工艺复杂。传统的阻燃材料往往需要添加大量的阻燃剂，例如卤系阻燃剂，其价格较高，而且可能产生有害气体，对环境造成污染。此外，为了达到A类阻燃标准，电缆需要采用多层结构，例如添加阻燃层、屏蔽层等，增加了材料成本和加工成本。另一方面，复杂的生产工艺也导致了制造成本的增加，传统电缆的生产需要经过多道工序，例如导体绞合、绝缘层挤出、屏蔽层缠绕、护套挤出等，每道工序都需要专门的设备和人员，增加了人工成本和设备折旧成本，同时，复杂的工艺流程也增加了生产时间和生产风险，进而增加了生产成本。

1.3阻燃性能差

    传统非铠装阻燃A类电缆的阻燃性能主要依赖于护套材料，然而，护套材料的阻燃性能往往难以达到A类标准，会导致电缆在火灾发生时容易造成火势蔓延，存在安全隐患。传统护套材料通常采用聚氯乙烯（PVC）等材料，虽然具有良好的绝缘性能和耐候性能，但其阻燃性能相对较差，为了达到A类阻燃标准，需要添加大量的阻燃剂，例如卤系阻燃剂，这些阻燃剂在燃烧时会释放出大量有害气体，对人体健康和环境造成危害。此外，传统护套材料的阻燃性能主要依靠其本身的燃烧特性，而对电缆内部导体和绝缘层的阻燃保护作用有限，当电缆发生火灾时，内部导体和绝缘层仍然可能发生燃烧，导致火势蔓延，甚至引发更大的火灾事故。

2新型非铠装阻燃A类电缆结构

    新型电缆结构采用新型环保阻燃材料，不仅具有优异的阻燃性能，还能有效降低生产成本。这种材料可能包括新型无卤阻燃剂、高阻燃性能的聚合物材料等，它们能有效抑制电缆燃烧，降低火灾风险，同时符合环保要求。电缆结构通过优化设计，减少了电缆层数，简化了生产流程，提高了生产效率，例如，可以将屏蔽层和护套层整合为一体，或采用新型的阻燃绝缘材料，直接替代传统的屏蔽层和护套层，从而简化生产流程，降低生产成本。电缆结构在导体外层增加隔氧层，有效阻隔氧气进入，提高了电缆的阻燃性能，隔氧层可以采用高密度阻燃材料，例如膨胀型阻燃材料，在高温下能够膨胀形成隔氧层，阻止氧气进入，有效抑制燃烧。

3新型非铠装阻燃A类电缆制造工艺

3.1导体绕包

    高纯度铜丝或铝丝具有良好的导电性能，能够有效降低电能损耗，提高电缆的传输效率。同时，高纯度材料也具有更高的强度和延展性，能够承受更大的拉力，避免在安装和使用过程中因拉伸而断裂。导体绕包处理则进一步提升了导体的抗拉强度和抗疲劳性能。绕包工艺将导体进行螺旋状包裹，形成紧密的结构，增加了导体的抗拉强度，并有效防止导体在反复弯曲或拉伸过程中发生断裂，此外，导体绕包处理还能有效减少导体之间的空隙，降低电磁干扰，提高电缆的抗干扰能力。

3.2内护套

    新型非铠装阻燃A类电缆结构中的内护套，是连接导体和外层保护层的关键组件，承担着绝缘和阻燃双重功能。内护套采用新型阻燃材料，具有良好的绝缘性能，能够有效防止导体与外层护套之间发生短路，确保电缆的安全运行，新型材料的绝缘性能优于传统材料，可以承受更高的电压，并具有更好的耐潮湿、耐腐蚀等性能，延长了电缆的使用寿命。内护套的阻燃性能是保证电缆安全的重要环节，新型材料具有优异的阻燃性能，能够有效阻止火焰蔓延，防止火势扩大，与传统的PVC材料相比，新型材料在燃烧时不会产生大量的有害气体，更加环保安全。内护套与其他结构，例如齿套和隔氧层，协同作用，共同构建起电缆的阻燃体系，内护套的阻燃性能为外层结构提供了保护，防止火灾蔓延到整个电缆，同时，内护套的绝缘性能也确保了电缆在高温环境下仍能保持良好的导电性能。新型材料的应用不仅提升了内护套的性能，也降低了生产成本，新型材料的加工性能优良，可以简化生产流程，提高生产效率，降低生产成本。

3.3齿套

    齿套采用阻燃性能优异的材料，能够有效阻止火焰蔓延，防止火势扩大。齿形结构的设计则进一步提升了齿套的阻燃性能。齿形结构能够有效增加材料的表面积，与空气接触面积更大，在燃烧时能够吸收更多的热量，降低材料的燃烧速度，同时，齿形结构还能有效阻隔氧气进入，抑制燃烧。齿形结构的设计还能有效提升电缆的抗拉强度，齿形结构能够有效增加材料的强度，并能够有效地将拉力分散到整个结构，避免应力集中，提高电缆的抗拉强度。齿套与内护套、隔氧层等结构协同作用，共同构成了电缆的阻燃体系。齿套的阻燃性能为内护套和导体提供了保护，防止火势蔓延到整个电缆，同时，齿套的抗拉强度也增强了电缆的整体抗拉强度，确保电缆在安装和使用过程中能够承受更大的拉力。

3.4隔氧层

    隔氧层采用高密度阻燃材料，具有良好的阻燃性能，能够有效阻止火焰蔓延，防止火势扩大。材料密度高，能够有效阻隔氧气进入，降低燃烧速度，材料本身具有阻燃特性，能够有效抑制燃烧，能够承受高温，在火灾发生时不会轻易熔化或变形，保持阻隔氧气的功能。隔氧层能够有效阻隔氧气进入电缆内部，从而切断燃烧所需的必要条件，当电缆发生火灾时，隔氧层能够有效阻止氧气进入，抑制燃烧，防止火势蔓延到整个电缆，保障安全。隔氧层与其他结构，例如内护套、齿套等协同作用，共同构建起电缆的阻燃体系。隔氧层在阻隔氧气方面发挥着重要作用，而内护套和齿套则提供了额外的阻燃保护，共同确保电缆在火灾发生时能够有效控制火势，保障人身和财产安全。

4结束语

    本文针对传统非铠装阻燃A类电缆存在的生产工艺繁琐、制造成本高、阻燃性能差等问题，提出了一种新型结构设计，并对其制造工艺进行了改进。新型电缆有效简化生产流程，降低成本，并提升了阻燃性能，具有更强的阻燃能力，能够更好地保障安全。

参考文献：

[1]李启,石垒,王洪祥,等.低烟无卤阻燃A级电缆结构的试验验证[J].光纤与电缆及其应用技术,2020,(06):39-40.DOI:10.19467/j.cnki.1006-1908.2020.06.010.

[2]柯宗海.交联聚烯烃绝缘A类阻燃电缆结构设计[J].电线电缆,2012,(02):14-16+34.DOI:10.16105/j.cnki.dxdl.2012.02.004.