IEC标准XLPE绝缘低烟零卤素阻燃中压电源线

设计与合规基础
本产品严格按照国际电工委员会（IEC）标准体系进行设计、制造和测试,确保所有性能方面均符合先进的国际水平.

核心标准
- IEC 60502-2:2014+AMD1:2024 CSV:“额定电压从 1 kV 到 30 kV 的挤压绝缘电源线及其配件 – 第 2 部分:额定电压从 6 kV 到 30 kV 的电源线”.这是规定电缆结构、尺寸和测试要求的核心标准,适用于电压从 6 kV 到 30 kV 的固定安装挤压固体介电电力电缆.
- IEC 60228:“绝缘电缆导体”.指定导体的直流电阻要求.
- IEC 60754-1/-2:“对电缆材料燃烧过程中产生的气体进行测试 – 测定卤酸气体含量和酸度”.指定无卤性能要求.
- IEC 61034-1/-2:“在规定条件下测量电缆燃烧的烟雾密度”.指定低烟性能要求.
- IEC 60332-1-2 / IEC 60332-3:“火灾条件下对电气和光纤电缆的测试”.指定阻燃性能要求（单根电缆上的垂直火焰测试和成束电缆上的垂直火焰测试）.

第三版 IEC 60502-2:2014 取代了 2005 年第二版.主要技术修订包括简化铅护套和套护套厚度的计算程序、增加确定导体温度的方法、修改常规电压测试程序、增加套护套的电气测试以及修改非金属护套（包括半导体层）的要求.2024年发布的修正案（AMD1:2024)进一步补充了最新的技术要求.

特别说明:本标准适用于配电网络或工业设施等固定设施,但不适用于架空线路、采矿业、核电站（收容区及其附近地区）、潜艇或船上应用等特殊安装和服务条件.

电缆结构和材料
低烟零卤阻燃中压电力电缆采用导体屏蔽+XLPE绝缘+绝缘屏蔽三层共挤工艺,有效消除气隙,保证极低的局部放电.典型的产品结构如下:

典型的建筑层
1.导体:退火绞合铜（单芯或多芯）,符合IEC 60228 2级绞合导体要求.功能:电能传输.
2.导体屏:挤压半导体化合物.功能:均匀电场分布,防止导体与绝缘层之间出现气隙.
3.绝缘层:交联聚乙烯（XLPE）.功能:芯电绝缘层.
4.绝缘屏:挤压半导体化合物.功能:均匀绝缘层外的电场分布.
5.金属屏风:铜带或铜线包装.功能:承载故障电流,屏蔽电磁干扰.
6.填充和粘合:聚丙烯填料和无纺布带.功能:保持电缆圆度并提供缓冲保护.
7.内覆盖物（床上用品）:聚烯烃（PVC 或 PE 可选）.功能:隔离装甲层与绝缘屏的机械摩擦.
8.装甲层:钢带装甲（双钢带包裹）或钢丝装甲.功能:增强机械保护,承受径向压力和轴向张力.
9.外护套:无卤低烟阻燃聚烯烃（LSZH）.功能:消防安全、环保、机械防护.

芯绝缘材料XLPE具有非常高的介电强度和热机械性能.外护套为低烟零卤阻燃聚烯烃材料,不含卤素,燃烧时烟密度低,不释放HCl等有毒腐蚀性气体.

主要技术参数
4.1 额定电压等级
该产品的标准额定电压等级涵盖以下范围:
- 3.6/6 (7.2) kV
- 6/6 (7.2) kV
- 6/10 (12) kV
- 8.7/10 (12) kV
- 8.7/15 (17.5) kV
- 12/20 (24) kV
- 18/20 (24) kV
- 18/30 (36) kV
- 21/35 (40.5) kV
- 26/35 (40.5) kV
这些是最常见的类型和导体横截面覆盖范围.用户可以根据GB/T 12706系列等国家标准,根据电源系统的额定电压进行选择.最大工作电压可达额定电压的1.2至1.5倍.

4.2 工作温度
- 最大连续允许工作温度:90 °C
- 短路期间最高导体温度（最大 5 秒）:250 °C
- 最低环境工作温度:-20 °C；安装温度不应低于0 °C

XLPE绝缘将标准PVC绝缘的正常工作温度从70 °C提高到90 °C,同时将短路承受温度从160 °C提高到250 °C,显着提高了电缆的载流能力和系统可靠性.

4.3 弯曲半径（符合 IEC 60502-2/GB/T 12706)
- 单芯铠装电缆:≥ 15 × 电缆总直径（D）
- 多芯铠装电缆:≥ 12 × 电缆总直径（D）

4.4 关键电气性能
- 20 °C 处的直流导体电阻:符合 IEC 60228 要求.
- 功率频率电压测试:2.5 kV/5分钟,无故障.
- 部分放电测试:在 1.73 U₀ 时,未检测到超过声明灵敏度的放电.
- 4小时工频耐压:3.5 U₀/5分钟,绝缘无击穿.

4.5 机械性能
绝缘:
- 老化前的拉伸强度:≥ 12.5 N/mm².老化后(110 ± 2 °C / 240 小时）:变化 ≤ ±30%.
- 老化前断裂伸长率:≥ 200%.
鞘:
- 老化前的拉伸强度:≥ 12.5 N/mm².老化后:≥ 10.0 N/mm².
- 老化前断裂伸长率:≥ 300%. 老化后:变化≤±30%.
热收缩试验(80 ± 2 °C / 5 加热循环）:护套收缩率<3%.

低烟零卤素阻燃性能（核心功能）
这些特性使该产品有别于标准 XLPE 电缆,并代表了其在为人口稠密地区提供消防安全保障方面的核心价值.

5.1 阻燃性能（IEC 60332系列）
束流电缆火焰试验（IEC 60332-3):样品的烧焦程度不超过燃烧器底部边缘上方 2.5 米.
阻燃性能分为A类、B类、C类等不同等级,用户可以根据安装密度和环境要求选择合适的阻燃产品等级.低烟零卤阻燃电缆还可以补充耐油、抗紫外线、抗白蚁和防腐蚀等附加性能.

5.2 低烟性能（IEC 61034)
电缆燃烧过程中的烟雾密度测量（透光率）:最小透光率≥60%. 一些高端产品（例如超A级阻燃剂）可以达到≥70%.
火灾期间足够的透光率对于人员的安全疏散至关重要.传统的PVC电缆燃烧时会产生大量黑烟,几分钟内能见度就会降低到1米以下,严重阻碍逃生.

5.3 无卤 / 低腐蚀性性能（IEC 60754)
- pH 值（加权）:≥ 4.3
- 电导率（加权）:≤ 10 μS/mm
- 单个卤素含量（F、Cl、Br、I）: ≤ 2 mg/g
- 四种卤素的总含量:≤ 5 mg/g
上述指标中,pH值≥4.3表示燃烧气体酸性不强,电导率≤10μS/mm表示气体腐蚀性非常低,总卤素≤5mg/g确保护套材料不含氯或溴等卤素.传统的PVC电缆氯含量超过30%,燃烧过程中释放的HCl气体会腐蚀设备并严重损害人体呼吸道.

5.4 阻燃性能比较
PVC 护套普通电缆与本产品（XLPE + LSZH）:
- 阻燃等级:无阻燃或低阻燃,与 A/B/C 级相比
- 燃烧透光率:≤ 20%,黑烟浓密 vs.≥ 60%,透光率良好
- 燃烧气体腐蚀性:强酸（HCl）,腐蚀设备 vs.弱酸/中性,设备安全
- 有毒气体释放:剧毒二恶英、氯气与微量无毒气体
- 人员安全:确保严重威胁与安全疏散

产品型号名称
6.1 常见的国内模型示例
该产品的国内型号名称通常遵循以下规则:
- 类型前缀:
  - WDZ / WDZA / WDZB / WDZC — 无卤低烟阻燃剂（A/B/C 级）
  - WDZN — 无卤低烟阻燃防火
  - NH — 防火
绝缘代码:YJ — 交联聚乙烯绝缘材料（XLPE）
- 护套代码:
  - Y — 聚乙烯护套
  - E — 聚烯烃护套（低烟零卤素）
- 装甲代码:
  - 22 — 钢带装甲 + PVC 外护套
  - 23 — 钢带装甲 + PE 外护套
  - 32/33 — 钢丝装甲（细/粗钢丝）

示例:WDZA-YJY23-8.7/15kV 3×240 毫米²
解释:
- WDZA:无卤低烟阻燃剂 A 级
YJ:XLPE绝缘
- Y23:聚乙烯护套+钢带装甲
- 8.7/15kV:额定电压
- 3×240 毫米²:3 个磁芯 × 240 毫米² 导体横截面

6.2 共同国际示范交叉引用
国际市场上常见的对应型号为N2XSEFGbY（IEC型）,其结构为:铜导体（Cu）/XLPE绝缘/铜带屏（CTS）/PVC内盖/镀锌钢扁丝铠装（SFWA）/PVC外护套,符合IEC 60502-2.接受基于样品的定制,低烟零卤素（LSHF/LSZH）外护套可作为优质选择.

应用领域
由于其良好的电气性能和顶级的消防安全特性,该产品广泛应用于各种高安全要求项目:

7.1 交通枢纽和公共设施
- 地铁和轨道交通:地铁线路设施必须使用低烟零卤阻燃电缆,以尽量减少电缆燃烧过程中产生的危害个人健康和火灾期间疏散的有害气体.地上线路还应最好使用低烟零卤阻燃电缆.
- 机场航站楼:人员密度高,消防安全水平高.
- 铁路隧道、公路隧道.

7.2 医疗保健和教育机构
- 医院:综合医院建筑规范要求应急系统的电源和控制电缆最好是无卤低烟阻燃型；清洁外科部门最好使用低烟零卤型.
- 学校、幼儿园.

7.3 商业和工业设施
- 超高层建筑、大型购物中心、酒店:电力电缆设计标准要求在人口稠密的地方使用XLPE等无卤绝缘电缆,不应选择PVC绝缘电缆.
- 地下变电站、发电厂.
- 数据中心:安装在隐蔽通风空间的配电线路最好使用低烟零卤阻燃电缆.
- 海上平台、化工厂:XLPE绝缘材料具有出色的抗化学腐蚀性能.
- 核电站、矿山（注:IEC 60502-2 不直接适用于核电站安全壳区域）.

7.4 消防设计中的关键考虑因素
在人口稠密的地方,火灾期间的疏散窗口非常短.传统的PVC护套电缆在燃烧过程中会释放大量浓浓的黑烟（含有炭黑颗粒,透光率一般低于20%)和剧毒的HCl（氯化氢）气体,导致几秒钟内能见度下降、呼吸道损伤和窒息.低烟零卤电缆可将透光率提高到60%及以上,而燃烧气体呈弱酸性/中性,为安全的人员疏散获得宝贵的逃生时间.它们还能有效保护警报器、排烟系统和公共广播系统等火灾应急设备免受腐蚀造成的故障.

补充说明
1.阻燃等级分类:根据GB/T 19666-2019,阻燃电缆分为A级、B级、C级、D级.A级阻燃性能最高,适用于人口稠密地区的干线安装；D级仅适用于外径≤12毫米或导体截面≤35毫米²的产品.该产品通常具有 A 级或 B 级阻燃性.
2.国际合作与标准采用:本产品不仅符合IEC标准,还可按照GB 12706、BS、DIN VDE、ASTM等不同国家或行业标准制造,灵活满足全球市场的需求.
3.特殊需求定制:可根据具体项目要求提供防火型（防火性能）、耐油型、抗紫外线型、抗白蚁型、防腐蚀型、纵向阻水型、A/B/C级阻燃、低烟零卤型等综合定制解决方案.
4.权威认证:知名厂商的产品已通过TÜV、CE、RoHS等国际权威认证及第三方阻燃测试报告,确保产品性能的真实性、可靠性和合规性.
5.参考标准:同等的国家采用标准是 GB/T 12706.2-2020“额定电压从 1 kV（Um=1.2 kV）到 35 kV（Um=40.5 kV）的挤压绝缘电力电缆和附件 – 第 2 部分:额定电压从 6 kV（Um=7.2 kV）到 30 kV（Um=36 kV）的电缆”和 GB/T 19666-2019“阻燃、耐火电线电缆或光纤电缆的一般规则”.