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根據(jù)GB/T 18015.1—2017《數(shù)字通信用對(duì)絞或星絞多芯對(duì)稱電纜第1部分：總規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，裸銅線的性能應(yīng)符合TR型軟銅圓銅線的要求。因此，選用含銅量為99.95%及以上的電工無(wú)氧銅進(jìn)行拉制。考慮到十字填充骨架為阻燃材料，對(duì)產(chǎn)品衰減會(huì)產(chǎn)生一定的影響，故導(dǎo)體規(guī)格采用23AWG的線規(guī)作為本工作中心導(dǎo)體尺寸。絕緣材料采用相對(duì)介電常數(shù)為2.3的高密度聚乙烯。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，以及理論計(jì)算公式，結(jié)合以往普通非屏蔽6類數(shù)字通信電纜的絕緣尺寸，導(dǎo)體采用23AWG線規(guī)的設(shè)計(jì)，絕緣外徑設(shè)定值控制在0.98～1.04mm之間。

在非屏蔽6類纜的非金屬材料中，除了絕緣料和護(hù)套料外，還有中心填充用的十字骨架。為減少非阻材料的占比，滿足B1級(jí)阻燃要求，填充骨架采用阻燃型材料。

市場(chǎng)上用于阻燃骨架的材料一般有氟塑料、阻燃聚乙烯和無(wú)鹵阻燃聚烯烴幾種。但是，氟塑料不但價(jià)格高，而且電導(dǎo)率大于10μS·mm-1，且pH小于4.3；同樣，阻燃聚乙烯采用溴類阻燃劑，其電導(dǎo)率和pH也是超標(biāo)的，且燃燒時(shí)發(fā)煙量大，故阻燃骨架選用無(wú)鹵阻燃聚烯烴類材料。

考慮到無(wú)鹵阻燃聚烯烴類成本、常規(guī)聚烯烴類的骨架成本，以及阻燃骨架對(duì)電纜燃燒性能的影響，試驗(yàn)考察了骨架寬度分別為3.5，4.0mm時(shí)對(duì)電纜燃燒性能的影響，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 不同骨架尺寸試驗(yàn)方案測(cè)試結(jié)果

由表1可知，骨架寬度分別為3.5，4.0mm時(shí)，火焰蔓延高度和燃燒增長(zhǎng)指數(shù)性能結(jié)果差異性不大。

從普通聚乙烯材料更換為無(wú)鹵阻燃聚烯烴后，其材料的相對(duì)介電常數(shù)由2.3升至4.2，電纜衰減增大。為了降低骨架的高介電常數(shù)對(duì)電纜衰減的影響，結(jié)合不同骨架尺寸對(duì)電纜燃燒性能影響的結(jié)果，本工作采用3.5mm寬度的骨架進(jìn)行衰減性能試驗(yàn)，與YD/T 1019—2023《數(shù)字通信用聚烯烴絕緣水平對(duì)絞電纜》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行對(duì)比，其結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 衰減典型頻點(diǎn)測(cè)試值

由表2可知，衰減實(shí)測(cè)值符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

非金屬材料阻燃性能的衡量指標(biāo)一般采用氧指數(shù)作為主要手段。本工作為B1級(jí)阻燃電纜，具有高阻燃特性。因此，采用普通阻燃護(hù)套料明顯不可?。粌煞N不同等級(jí)的非屏蔽6類數(shù)字通信對(duì)稱電纜材料的結(jié)果比對(duì)見(jiàn)表3。

表3 兩種無(wú)鹵阻燃級(jí)護(hù)套材料阻燃特性比較

除了護(hù)套材料的選用，護(hù)套厚度的大小對(duì)電纜阻燃性能也有很大的影響。考慮到電纜成本、外徑大小，以及松緊度等因素，護(hù)套厚度根據(jù)電纜外徑不大于6.6mm進(jìn)行設(shè)定。根據(jù)上述設(shè)計(jì)要點(diǎn)，通過(guò)綜合考慮，在螺桿、模套、阻燃骨架和護(hù)套厚度尺寸相同條件下，采用了氧指數(shù)分別為38%，43%，45%等3種護(hù)套材料進(jìn)行樣品試制并測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 不同氧指數(shù)護(hù)套試驗(yàn)方案測(cè)試結(jié)果

由表4可知，氧指數(shù)為45%的護(hù)套料具有更好的阻燃性能，不僅在火焰蔓延高度有較好的阻止效果，燃燒熱增長(zhǎng)速率指數(shù)也滿足GB 31247—2014《電纜及光纜燃燒性能分級(jí)》技術(shù)要求。由表4還可以看出，熱釋放速率、燃燒熱增長(zhǎng)速率指數(shù)隨氧指數(shù)變化的趨勢(shì)不一致，是由于非屏蔽結(jié)構(gòu)電纜對(duì)于該燃燒熱增長(zhǎng)速率有一定的不穩(wěn)定因素，如護(hù)套料的阻燃與結(jié)殼穩(wěn)定性、電纜捆綁時(shí)的松緊度等，故不一定與氧指數(shù)變化趨勢(shì)一致。

表4結(jié)果表明，與低氧指數(shù)普通低煙無(wú)鹵護(hù)套料相比，高氧指數(shù)的低煙無(wú)鹵護(hù)套料明顯適用于本工作產(chǎn)品，如果再結(jié)合護(hù)套料結(jié)殼性能和結(jié)構(gòu)尺寸方面的優(yōu)化，相信會(huì)起到更優(yōu)的效果。

B1級(jí)數(shù)字通信電纜制造過(guò)程中的工序質(zhì)量控制與普通數(shù)字通信對(duì)稱電纜一樣，在此不作具體表述；但對(duì)于阻燃型非屏蔽數(shù)字通信電纜來(lái)說(shuō)，除了絕緣尺寸及對(duì)絞合成纜節(jié)距的設(shè)計(jì)需要滿足傳輸性能外，在相關(guān)材料機(jī)械物理滿足相關(guān)要求的情況下，關(guān)鍵的是護(hù)套相關(guān)工藝的控制，特別是護(hù)套厚度、擠出均勻性，以及牽引速率等對(duì)阻燃性能有很大影響。

滿足成束燃燒性能的高阻燃無(wú)鹵聚烯烴材料的價(jià)格比普通低煙無(wú)鹵材料高近一倍甚至一倍以上。因此，在選擇材料與護(hù)套厚度等方面須進(jìn)行綜合考慮。如果厚度設(shè)計(jì)過(guò)大，線纜外徑也隨之增大，且電纜硬度也會(huì)偏硬，不利于布線施工；如果設(shè)計(jì)厚度偏薄，燃燒結(jié)殼過(guò)程中會(huì)引起結(jié)殼層裂開(kāi)，從而導(dǎo)致內(nèi)部聚乙烯等可燃物流出而造成燃燒試驗(yàn)的失敗。因此，從綜合角度出發(fā)，護(hù)套厚度及擠出均勻性與材料應(yīng)進(jìn)行選型匹配，既考慮電纜外徑，亦控制電纜的制造成本。

高阻燃的低煙無(wú)鹵料配方具有阻燃劑高填充量、流動(dòng)性差，以及配方中潤(rùn)滑劑的添加比例與擠出螺桿匹配性等問(wèn)題，容易引起擠出過(guò)程的不均勻性，使得護(hù)套厚度縱向不均勻；另外，如果選用的擠出機(jī)螺桿不合適，會(huì)導(dǎo)致對(duì)材料的剪切力過(guò)大，造成溫度升高過(guò)快，以致無(wú)機(jī)阻燃劑分解，在護(hù)套中產(chǎn)生氣孔，嚴(yán)重影響護(hù)套的阻燃性能。

由此可見(jiàn)，材料的阻燃等級(jí)越高，其熔融指數(shù)就越差，加工難度也越高。為消除材料分解對(duì)阻燃結(jié)果的影響，可采用更低壓縮比的專用螺桿。建議螺桿的長(zhǎng)徑比為1：25，壓縮比為（1.1~1.2）：1，在減小剪切力的同時(shí)也可提高生產(chǎn)效率。因此，除了應(yīng)該注意螺桿壓縮比，還需要根據(jù)各材料廠家的材料特性進(jìn)行匹配。