1、概念

　　電線的導體材料一般是銅和鋁,除此以外的材料主要是絕緣材料。原來電線電纜的絕緣材料以聚氯乙烯為主,但是聚氯乙烯含有鹵素,電線電纜發生事故燃燒會釋放出有毒的煙霧,嚴重地污染環境,而且妨礙了消防人員的救火和疏散人員。環保型電線電纜是指采用"綠色"絕緣材料的電線電纜。這些"綠色"絕緣材料燃燒時不產生有害物質、阻燃劑不含鹵素,日常運行過程中不排放有毒氣體。另外,不使用含有害重金屬的添加劑，不添加普通PVC需要的增塑劑，其中很多致癌、致畸。因此環保型電線應為不采用含有對環境有害物質的"綠色"電線。

　　2、環保型電線電纜的發展現狀

　　2.1國外的發展現狀

　　發達國家一直非常重視低煙無鹵阻燃電線電纜及相關材料的研發和推廣使用,特別是在高層建筑、地鐵、車站、機場、電站和商場等相對封閉或人員集中的重要建筑和設施內。近年來發達國家又在電氣、電子設備中限制鉛、鎘等重金屬和聚溴聯苯(PBB),聚溴聯苯醚(PBDE)等溴化物的使用,發達國家的電子電器業巨頭紛紛制定了其各自的"綠色計劃",從而禁止或限制使用對人體和環境有害的重金屬和鹵素,并且進行了大量的研發工作,已推出了許多系列"綠色"電子電器用電線電纜。一些國家,如瑞士、德國等,強烈反對PVC的應用,并且已經制定了嚴格的法律,限制并將最終取消PVC的應用。

　　2.2國內發展現狀

　　我國的低煙無鹵阻燃電線電纜及相關材料的開發和使用滯后發達國家十年左右。直到2000年以后才逐漸擺脫了完全依賴進口的情況。現在國產低煙無鹵阻燃電線電纜及相關材料性能已經符合國家和國際相關標準，但是人們的環保安全意識還需要提升，產品還需要大力推廣。

　　3、環保型電線電纜的環保特點

　　環保型電線電纜與普通電纜相比,有如下特點:

　　有害物質含量要求：目前所謂的普通環保型電線電纜是指鉛、鎘、汞、六價鉻、多溴聯苯及多溴聯苯醚的含量在歐盟RoHS規定的范圍內的電纜。并且電線電纜中不得含有環境激素,不可污染土壤及水源。阻燃性能，環保型阻燃電線電纜的阻燃性能較好,在遇到火焰及火源,能夠阻止火焰快速蔓延和擴散,將其控制在有限的區域內,將損失降到最低。高級環保阻燃電線（南纜電線）：是指無鹵環保阻燃電線，不僅完全符合普通環保阻燃電線要求，而且不含鹵素,燃燒后不會產生有害氣體及腐蝕性氣體。根據環保的要求,阻燃型電線保證在不降低阻燃等級的前提下，在燃燒時釋放的氣體具有低煙特性、無鹵、低毒特點。火災時,為確保所有人員都有逃生機會,可視距離不得低于15m,某些環保型電線電纜燃燒發煙時的可視距離可達到97m,而一般電纜僅為5～8m。通常用火燒電纜絕緣層,高級環保型導線發出的是白色的煙,主要是水蒸氣，并且發煙量很少。

　　4、耐溫等級高，載流量增加

　　耐溫等級提高,載流量增加。一般普通PVC導線耐溫等級為70℃,而環保導線的耐溫為105℃,125℃,150℃,比普通電纜高出30℃～60℃。經過有關測試,同等規格截面的環保導線比普通導線載流量可以提高30％～50％以上，增加交聯度甚至可以達到80%以上。無鹵環保型導線通常為交聯型產品，最近幾年,線纜行業普遍采用輻照交聯的工藝,通過特定的核技術高能電子輻照加工,將聚烯烴類材料的分子結構由原來的線型結構轉變成網狀結構，這種工藝可以提高線纜的運行溫度及短路時抗瞬間高載流量的能力，大大提高耐溫等級。雖然高級環保阻燃電線成本增加，但是考慮到載流量的增加，高級環保電線性價比更高，也就是說同樣的載流量，高級環保阻燃電線成本價格更低。

　　5、環保型電線電纜的安全性

　　電線電纜引燃后會產生滾滾濃煙和大量的有毒氣體。在以往發生的火災中,煙霧的彌漫使逃生的人辨不清方向而驚慌失措,而延長在火災現場中滯留的時間。另外,在火災中不幸遇難者大部分是因吸入了有毒氣體而窒息死亡,可以說有毒氣體是火災中的頭號殺手。發達國家在上個世紀80年代已研制出無鹵低煙電纜,并大力推薦使用這種無害電線電纜,以取代和逐步廢棄使用有毒的PV C電線電纜。這就是說,含鹵的電纜在火中釋放出的毒性是非?？膳碌?，如果把在30分鐘可致人死亡的氣體濃度的毒性指數判定為1的話,那么聚氯乙烯的毒性指數為15.01,無鹵聚烯烴的毒性指數為0.7 9。人在聚氯乙烯的煙霧中只能存活2分鐘,而換成無鹵材料,人在其煙霧中的存活就能延長到40分鐘,大大增加了火災時的逃生時間。另外根據有關材料表明,阻燃聚氯乙烯電纜燃燒時所放出的煙的透光率在15%以下,即人在此濃度煙里,其裸眼視距為2m左右。所以在火災中,強烈彌漫的濃煙使受害者暈頭轉向而辨不清方向,延長在火中滯留的時間,從而導致煙和有毒氣體的進一步吸人而窒息死亡。

　　在大量試驗中發現以聚烯烴為基料、以水合金屬化合物Al(OH)3或M g(OH)3為阻燃劑的材料燃燒時釋放出的氣體的煙密度和鹵酸氣體揮發量可以達到IEC標準的要求。Al(OH)3或Mg(OH)2是一種無機氫氧化物,其具有優良的阻燃性,還具有低毒、抑煙、低腐蝕的特點,抑煙性佳,因為抑煙和阻燃同樣重要。

　　從新疆克拉瑪依劇場到河南焦作一家錄像廳著火共燒死370人。這些火災中最危害的因素是有毒氣體及煙霧,而無鹵低煙阻燃型環保電線電纜解決了上述問題。無鹵低煙阻燃環保型電線電纜已被許多人員聚集較多的封閉場所和中、高層建筑業使用。廣東南纜電纜生產的南纜電線已經成功應用于廣州地鐵、廣州塔、揭陽潮汕機場、廣州香格里拉大酒店、深圳地鐵等各行各業需要高安全的場所。

　　2004年開始研制低煙無鹵阻燃材料，這種材料的優點是低煙、無毒，被明火燃燒時，產生金屬氧化物和水蒸氣。低煙無鹵阻燃聚烯烴是以無鹵聚烯烴為基體，將被EVA（乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）活化了的大量氫氧化鎂或氫氧化鋁捏合在聚乙烯基體中，利用氫氧化物燃燒受熱時，分解成金屬氧化物和水，實現阻燃的目的。其反應式如下：

　　Mg（OH）2→MgO+H2O吸熱

　　2Al（OH）3→Al 2O3+3H2O吸熱

　　低煙無鹵阻燃聚烯烴是采用吸熱和金屬氧化物隔氧的方法來阻燃的，其阻燃機理：一是電線電纜燃燒時，表面氫氧化物發生分解反應，該反應是吸熱反應，吸收周圍空氣中的大量熱量，降低了電線電纜表面的溫度；二是生成的水分子，也吸收了電線電纜表面的大量熱量，同時水蒸氣也隔絕了氧氣；三是產生的金屬氧化物結殼，阻止了氧氣與有機物的再一次接觸。

　　6、環保電線使用壽命

　　熱老化評定的基本原理

　　幾十年來,根據國際上對電線電纜用高分子材料的試驗研究和運行經驗,得出這樣的結論,即電線電纜在一定工作溫度范圍內,熱壽命的化學反應,大多數情況符合下面的經驗公式

　　lnS=a+bT(1)

　　式中S--產品在溫度T條件下工作的壽命(h)T--工作溫度(K)a,b--待定系數

　　此公式已應用了幾十年,很多情況下驗證有效,在設定的工作溫度下,通過試驗和推導,可計算出待定系數a和b,利用式(1)可算出壽命S,若S的數值大于期望值,也就滿足了設計壽命要求。

　　檢驗中心對國內外幾種交聯聚乙烯(或交聯聚烯烴)絕緣線芯進行了長期熱老化試驗,結果是推算的壽命在運行溫度為90℃評定均在40～60y(年)范圍內，在室溫或者50℃以下運行壽命超過百年。

　　本文數據參考了以下文獻：《淺談環保型電線電纜》（科技創新導報），《試論電緣電纜防火在建筑中的重要性》（China Academic Journal Electronic Publishing House），阻燃低煙無鹵電線電纜在建筑工程中的應用(電纜電線)，《低壓交聯聚乙烯電纜熱老化試驗及壽命評定》（電纜電線），《單根船用電纜載流量》（電氣裝備用電纜）等文獻，在此一并致謝！