摘要：介绍了额定电压450/750V及以下无卤低烟阻燃耐寒软电缆的应用领域，详述了产品的关键技术，简述了产品的自主知识产权技术含量、产品的技术和生产现状，试制了样品线，检测了样品性能，通过了专家的投产鉴定，综合性能达到国内领先水平。
关键词：低烟无卤，阻燃，耐寒，电缆
0引言
随着全球工业化和人类经济活动的不断发展，能源的需求量也越来越大，用清洁能源代替传统能源成为大势所趋，其中风力发电技术成熟，集中度高，建设周期短，投资强度适中，在今后几年甚至相当长的时间内，风力发电都将是稳定高速发展的趋势。我国的风电虽起步较晚，但近些年无论是技术还是规模都已迈入世界风电利用第一梯队国家。
远东是国内第一家进入风电行业的电缆企业，在风电领域占据了绝大部分市场，生产交付的风电用线缆产品品种也比较多，包括风电用耐扭耐低温电缆、风电塔筒电缆、风电用耐扭耐低温控制电缆等。国际上最著名的风力发电厂商不仅要求电缆的使用性能，还要求电缆具有无卤低烟阻燃的特性。满足欧洲标准EN50525-3-21，型号为H07ZZ-F的额定电压450/750V(U0/U)及以下无卤低烟阻燃耐寒软电缆就具备了这个特性，所以该电缆具有十分诱人的市场前景。远东电缆有限公司基于在风电行业的市场占有情况以及风电发展趋势，决定开发此额定电压450/750V及以下无卤低烟阻燃耐寒软电缆产品。
1 产品的关键技术
本产品的关键技术是低烟无卤阻燃护套料的配方技术和挤出生产工艺。
1.1 低烟无卤阻燃护套料的配方技术
低烟无卤电缆料选用EVM作为基础的聚合物，添加大量的Mg(OH)2和Al(OH)3，和少量的小料等组成。EVM质软，具有优异的阻燃性和耐矿物油性能。Al(OH)3和Mg(OH)2，受热后释放结晶水，吸收大量热量，抑制聚合物温度上升，延缓热分解，阻止燃烧，脱水分解所产生的水蒸气能稀释可燃性气体，从而起到阻燃效果。故用EVM配合Al(OH)3和Mg(OH)2制成的电缆材料具有质软、耐油性能佳、阻燃性能优异且低烟无卤的特性。但对两者如何搭配使用鲜有报道。本研发团队按照这一线索系统的对两者间的协同效应做了大量试验，得出了有效完整的体系配比，如下表所示。
表1低烟无卤电缆护套料（橡胶型）性能指标
通过上面的两个表可以看出配方1低温下伸长率不合格，通过调节DOS(塑化剂）、TMPTMA （助交联剂）、BIBP(硫化剂）比例可以提高该性能指标，但是配方2的强度下降明显，通过调节乙华平橡胶和氢氧化镁的比例提高材料的强度，对比全性能测试结果，配方3满足产品的性能要求。同时还要比类似护套料成本低。
1.2 挤出低烟无卤阻燃护套工艺
试制额定电压450/750V及以下无卤低烟阻燃耐寒软电缆（H07ZZ-F 450/750V）为保证绝缘线芯与护套不粘连，按照结构设计需要在绝缘线芯成缆后绕包一层薄型低烟无卤阻燃带，然后使用国产65连硫机生产外护套。挤出低烟无卤电缆护套本是个常规工艺，本电缆使用的低烟无卤电缆护套料（橡胶型）是一种比较粘的材料，在65挤橡机上进行试制，在挤出过程中螺杆电流较大，不易挤出，同时为了得到较大的强度，闷管时间较长，压力较大，经过多次调整挤出工艺，最终确定，机身温度60℃，机头温度70℃，硫化整齐压力1.5Mpa，挤出速度30m/min。
2产品的技术和生产现状
从产品结构设计上，首先导体采用同向束丝、复绞方向相同结构，增加产品的柔软性能，采用自主研发柔软的EPR绝缘材料，绝缘成缆时根据不同的线芯选择不同的填充，在成缆线芯外面绕包一层薄型高阻带，减少护套的用料，增加圆整度，采用自主研发的EVM护套材料，护套层比较薄，这种结构既提高了电缆成品的阻燃性能，又使护套后电缆表面光滑平整，减少带痕。这种结构已经获得一项国家实用新型专利：智慧能源风电塔筒内用照明环保阻燃软电缆 (专利号：ZL 2016 2 0074670.2）。
在绝缘材料的研发上，从材料方面设计首先执行欧洲标准EN 50525-3-21的标准要求，包括绝缘材质、绝缘的厚度等。绝缘层的机械考核指标符合EN 50363-5-2005的标准要求。EN50525-3-21中要求绝缘材料要具有良好的机械性能、高电性能、耐寒等性能、无卤环保等。
在护套材料的研发上， EN50525-3-21中对于线缆产品而言，最难以通过的项目是同时满足成束燃烧C类试验与-40℃耐低温试验。而且，国内外市场中该种材料价格较高，为了降本，提高我司产品的竞争水平，我司决定自主研发该种材料。通过反复试验，最终自主研发出符合成束燃烧C类试验与-40℃耐低温试验的EVM护套料，其最终的氧指数≥35.0。以此种护套料设计、生产的本系列电缆具有优异的阻燃性能，完全符合EN50525-3-21中试验规定的成束燃烧C类试验要求与客户提出的-40℃耐低温冲击试验要求。
该额定电压450/750V及以下无卤低烟阻燃耐寒软电缆，其集结构新颖、材料和技术工艺创新、柔软性能好、耐寒（-40℃）、阻燃、无卤环保、烟密度小、安装敷设方便等优异特性于一身。项目的成功实施不仅打破了欧美市场垄断，同时对于发展具有核心自主知识产权的新能源风电产业，全面提升我国风力风电系统及相关配套产业的技术水平，对于抢占欧美市场、提高国际市场上的竞争力具有重要战略意义。
3样品试制与性能测试
远东电缆有限公司试制的额定电压450/750V及以下无卤低烟阻燃耐寒软电缆（H07ZZ-F 450/750V4G1.5）产品经国家电线电缆质量监督检验中心（江苏）检测，各项性能符合欧洲标准EN 50525-3-21的要求。
4 产品的投产鉴定
2017年6月，江苏省经济和信息化委员会对远东电缆有限公司开发的《额定电压450/750V及以下无卤低烟阻燃耐寒软电缆（H07ZZ-F 450/750V）》的投产进行了专家鉴定，获新产品新技术鉴定证书（苏经信鉴字[2017]186号），该产品采用自主研发的低烟无卤阻燃护套料，具有良好的电气性能、阻燃性能、耐寒等特性，主要用于移动服务，适合于火灾条件下需要低烟和无卤的环境中。此电缆可承受中等机械压力，用于工业和农业厂房机器，马达和一些运输机器，风力站及农业开采中。产品综合性能达到国内领先水平，产品经用户使用，反应良好，同意通过鉴定，可以批量生产。
论文作者:邹鹏飞
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/11/29
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