CN112288258B - 一种芳纶粘胶织物电弧防护性能atpv值的评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种芳纶粘胶织物电弧防护性能ATPV值的评价方法，包括如下步骤：构建芳纶粘胶织物电弧防护性能ATPV值的评估指标体系，选取不同配比及克重的芳纶粘胶织物，根据评估指标体系测试织物相关影响因素的性能参数，测试织物的ATPV值，利用SPSS相关性分析和主成分分析确定主要影响因素，建立ATPV值与主影响因素的多元回归方程，并对多元回归方程进行验证。本发明的有益效果为：本发明提供了一种有效的评价芳纶粘胶织物ATPV值的评价方法；织物的基础性能评价其电弧防护性ATPV值的方法合理利用了实验室的现有设备，解决了防电弧织物防护性能直接评价费用高、测试周期长等问题。
Description
技术领域
本发明涉及芳纶粘胶织物电弧防护性能技术领域，尤其涉及一种芳纶粘胶织物电弧防护性能ATPV值的评价方法。
背景技术
电弧事故对电力工作人员的人身安全和设备安全有巨大的影响。据统计，电弧爆燃事故每天发生5-10次。电弧产生的瞬间释放的高强度热量是严重爆燃事故的4倍以上，其伴随的高温、冲击波及有毒气体能让电弧服瞬间燃烧，使工作人员的身体完全暴露，受到大面积的烧伤甚至丧命，给个人、家庭、企业及社会都造成巨大的精神痛苦及经济损失。目前，评判电弧防护等级有两种标准，分别为电弧热防护性能(ATPV值)和材料破裂阈能(EBT值)，取二者较小者作为电弧服的防电弧性能。
在电弧防护性能测试方面，美国和欧洲等国制定了防电弧纺织材料测试标准ASTMF1959/F1959M、NFPA 70E、IEEE1854、IEC61482等，加拿大和西班牙建立了电弧防护性能测试实验室，其中加拿大Kinectrics是国际上最权威的电弧防护性能检测机构之一。但是国内没有专业的测试标准和测试机构，不能快速准确地知晓防电弧面料的防护性能。为了解决防电弧服电弧防护性能直接评价费用高、测试周期长等问题，有必要从数学的角度，结合织物的基本物理性能，探究织物的基本物理性能对其防护性能的影响，建立一种芳纶/粘胶织物ATPV值的评价方法，科学的评价以芳纶/粘胶为主成分的织物的ATPV值，为我国电力行业防电弧服的开发提供参考依据，因此，亟待一种改进的技术来解决现有技术中所存在的这一问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种芳纶粘胶织物电弧防护性能ATPV值的评价方法，利用织物容易测试的基础物理性能，可以简便快速的知晓织物的ATPV值，结果清晰明了，从而有效指导芳纶粘胶防电弧织物的选择，所需要的试验设备和试验环境容易实现。
本发明是通过如下措施实现的：一种芳纶粘胶织物电弧防护性能ATPV值的评价方法，其中，包括以下步骤：
步骤一：构建芳纶粘胶织物电弧防护性能ATPV值的评估指标体系；
步骤二：选取4种不同原料配比及4种不同克重的16种以芳纶粘胶为主成分的织物，4种混纺比分别为93/0/5/2、70/23/5/2、46/47/5/2、23/70/5/2，4种克重分别为180g/m2、210g/m2、240g/m2、270g/m2；
步骤三：根据上述构建的ATPV值评估指标体系测试选取的16种织物的各个性能参数，其参数包括透气性、TPP、损毁长度、断裂强力及撕破强力；
步骤四：用高电流测试设备测试所选织物的ATPV值；
步骤五：利用SPSS软件相关性分析和主成分分析确定主要影响因素；
步骤六：用SPSS软件建立ATPV值与主影响因素的多元回归方程，为Y＝2.168-0.003x1+0.01x2-0.001x3-0.015x4-0.009x5；
步骤七：根据步骤六的多元回归方程，得出每一种以芳纶粘胶为主成分的织物的性能参数后，代入方程计算就可以判别其ATPV值。
作为本发明提供的一种芳纶粘胶织物电弧防护性能ATPV值的评价方法进一步优化方案，所述步骤三中透气性能是用数字式织物透气性能测定仪测试织物的透气率。
作为本发明提供的一种芳纶粘胶织物电弧防护性能ATPV值的评价方法进一步优化方案，所述步骤三中TPP是将织物剪成边长为15厘米的正方形，用热防护TPP性能测试仪测试面料的TPP值。
作为本发明提供的一种芳纶粘胶织物电弧防护性能ATPV值的评价方法进一步优化方案，所述步骤三中损毁长度是将织物剪成长300毫米、宽89毫米的长方形，用垂直法阻燃性能测试仪测试织物的损毁长度。
作为本发明提供的一种芳纶粘胶织物电弧防护性能ATPV值的评价方法进一步优化方案，所述步骤三中断裂强力是将织物剪成长20厘米、宽5厘米的长方形，用多功能电子织物强力机测试织物的经向断裂强力及纬向断裂强力。
作为本发明提供的一种芳纶粘胶织物电弧防护性能ATPV值的评价方法进一步优化方案，所述步骤三中撕破强力：将织物剪成长20厘米、宽5厘米的长方形，用多功能电子织物强力机测试织物的经向撕破强力及纬向撕破强力。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明利用织物容易测试的基础物理性能，可以简便快速的知晓织物的ATPV值，结果清晰明了，从而有效指导芳纶粘胶防电弧织物的选择；本发明所需要的试验设备和试验环境容易实现，利用织物基础物理性能评价ATPV值的方法合理利用了实验室的现有设备，不需要额外开发新的设备。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明的芳纶粘胶织物电弧防护性能ATPV值的评价方法流程示意图。
图2为本发明构建的芳纶粘胶织物电弧防护性能ATPV值的评估指标体系。
图3为本发明芳纶粘胶织物各个影响因素的主成分系数图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。当然，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种技术方案：一种芳纶粘胶织物电弧防护性能ATPV值的评价方法，包括以下步骤：
步骤一：构建芳纶粘胶织物电弧防护性能ATPV值的评估指标体系；
步骤二：选取4种不同原料配比及4种不同克重的16种以芳纶粘胶为主成分的织物，4种混纺比分别为93/0/5/2、70/23/5/2、46/47/5/2、23/70/5/2，4种克重分别为180g/m2、210g/m2、240g/m2、270g/m2；
步骤三：构建的ATPV值评估指标体系测试选取的16种织物的各个性能参数；
透气性能：用YG(B)461E数字式织物透气性能测定仪测试织物的透气率，透气率为100-200mm/s的有56％，201-300mm/s的有19％，301-400mm/s的有6％，401-500mm/s的有19％；
TPP：将织物剪成边长为15厘米的正方形，用热防护TPP性能测试仪测试织物的TPP值，TPP值为400-500kW·s/m2的有12.5％，501-600kW·s/m2的有50％，601-700kW·s/m2的有31％，701-800kW·s/m2的有6.5％；
损毁长度：将织物剪成长300毫米、宽89毫米的长方形，用YG815型垂直法阻燃性能测试仪测试织物的损毁长度，经向损毁长度为0-10mm的有12.5％，11-20mm的有19％，21-30mm的有25％，31-40mm的有37.5％，41-50mm的有6％，纬向损毁长度为0-10mm的有19％，11-20mm的有37.5％，21-30mm的有18.5％，31-40mm的有19％，41-50mm的有6％；
断裂强力：将织物剪成长20厘米、宽5厘米的长方形，用YG026PC型多功能电子织物强力机测试织物的经向断裂强力及纬向断裂强力，经向断裂强力为600-1000N的有37.5％，1001-1500N的有44％，1501-2000N的有12.5％，2001-2500N的有6％，纬向断裂强力为500-800N的有56％，801-1100N的有31.5％，1101-1400N的有12.5％；
撕破强力：将织物剪成长20厘米、宽5厘米的长方形，用YG026PC型多功能电子织物强力机测试织物的经向撕破强力及纬向撕破强力，经向撕破强力为0-100N的有50％，101-200N的有37.5％，201-300N的有12.5％，纬向撕破强力为0-50N的有56％，51-100N的有31.5％，101-150N的有12.5％。
步骤四：按照ASTM F 1959—2012《服装面料电弧热防护性能值测试方法》，用加拿大Kinectrics电弧安全防护测试中心的Kinectrics高电流测试设备测试所选织物的ATPV值,ATPV值为5-6Cal/cm2的有25％，6.1-7Cal/cm2的有44％，7.1-8Cal/cm2的有18.5％，8.1-9Cal/cm2的有12.5％。；
步骤五：利用SPSS软件相关性分析和主成分分析确定主要影响因素；
相关性系数如下：
主成分分析如图3所示：
由相关性分析可知，各影响因素与ATPV值都有一定的相关性，根据主成分分析可知，断裂强力和撕破强力之间具有很强的正相关性，因此选取透气率、TPP、经向损毁长度、纬向损毁长度以及纬向撕破强力为主要影响因素。
步骤六：用SPSS软件建立ATPV值与透气率、TPP、经向损毁长度、纬向损毁长度以及纬向撕破强力的多元回归方程；
Y＝2.168-0.003x1+0.01x2-0.001x3-0.015x4-0.009x5
多元回归方程的判断系数R2为86.7％，x1为透气率，x2为TPP，x3为经向损毁长度，x4为纬向损毁长度，x5为纬向撕破强力；
步骤七：根据上述多元回归方程，测得芳纶/粘胶织物的透气率、TPP、经向损毁长度、纬向损毁长度以及纬向撕破强力，就可以计算出该织物的ATPV值。
实施例1：选取芳纶1313/阻燃粘胶/芳纶1414/导电纤维配比为93/0/5/2，克重为240g/m2的混纺织物，测得该织物的透气率为290.4mm/s，TPP为668.034kW·s/m2,经向损毁长度为23mm，纬向损毁长度为24mm，纬向撕破强力为118.8N，将五个数值代入回归方程Y＝2.168-0.003x1+0.01x2-0.001x3-0.015x4-0.009x5，求出Y即ATPV值为6.5Cal/cm2，实际测得ATPV值为6.4Cal/cm2；
实施例2：选取芳纶1313/阻燃粘胶/芳纶1414/导电纤维配比为70/23/5/2，克重为240g/m2的混纺织物，测得该织物的透气率为279.2mm/s，TPP为662.97kW·s/m2,经向损毁长度为34mm，纬向损毁长度为24mm，纬向撕破强力为68.8N，将五个数值代入回归方程Y＝2.168-0.003x1+0.01x2-0.001x3-0.015x4-0.009x5，求出Y即ATPV值为6.9Cal/cm2，实际测得ATPV值为7.2Cal/cm2；
实施例3：选取芳纶1313/阻燃粘胶/芳纶1414/导电纤维配比为46/47/5/2，克重为180g/m2的混纺织物，测得该织物的透气率为434.1mm/s，TPP为524.979kW·s/m2,经向损毁长度为38mm，纬向损毁长度为18mm，纬向撕破强力为24.8N，将五个数值代入回归方程Y＝2.168-0.003x1+0.01x2-0.001x3-0.015x4-0.009x5，求出Y即ATPV值为5.5Cal/cm2，实际测得ATPV值为5.6Cal/cm2；
实施例4：选取芳纶1313/阻燃粘胶/芳纶1414/导电纤维配比为23/70/5/2，克重为270g/m2的混纺织物，测得该织物的透气率为140.6mm/s，TPP为590.841kW·s/m2,经向损毁长度为34mm，纬向损毁长度为32mm，纬向撕破强力为27.9N，将五个数值代入回归方程Y＝2.168-0.003x1+0.01x2-0.001x3-0.015x4-0.009x5，求出Y即ATPV值为6.8Cal/cm2，实际测得ATPV值为6.6Cal/cm2。
本发明提供了一种有效的评价芳纶/粘胶织物电弧防护性能ATPV值的新方法，利用织物容易测试的基础物理性能，可以简便快速的知晓织物的ATPV值，结果清晰明了，从而有效指导芳纶/粘胶防电弧织物的选择；本发明所需要的试验设备和试验环境容易实现，利用面料基础物理性能评价ATPV值的方法合理利用了实验室的现有设备，不需要额外开发新的设备。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种芳纶粘胶织物电弧防护性能ATPV值的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：构建芳纶粘胶织物电弧防护性能ATPV值的评估指标体系；
步骤二：选取4种不同原料配比及4种不同克重的16种以芳纶粘胶为主成分的织物，4种混纺比分别为93/0/5/2、70/23/5/2、46/47/5/2、23/70/5/2，4种克重分别为180g/m2、210g/m2、240g/m2、270g/m2；
步骤三：根据上述构建的ATPV值评估指标体系测试选取的16种织物的各个性能参数，其参数包括透气性、TPP、损毁长度、断裂强力及撕破强力；
步骤四：用高电流测试设备测试所选织物的ATPV值；
步骤五：利用SPSS软件相关性分析和主成分分析确定主要影响因素；
步骤六：用SPSS软件建立ATPV值与主影响因素的多元回归方程，为Y＝2.168-0.003x1+0.01x2-0.001x3-0.0l5x4-0.009x5；
步骤七：根据步骤六的多元回归方程，得出每一种以芳纶粘胶为主成分的织物的性能参数后，代入方程计算就可以判别其ATPV值。
2.根据权利要求1所述的芳纶粘胶织物电弧防护性能ATPV值的评价方法，其特征在于，所述步骤三中透气性能是用数字式织物透气性能测定仪测试织物的透气率。
3.根据权利要求1或2所述的芳纶粘胶织物电弧防护性能ATPV值的评价方法，其特征在于，所述步骤三中TPP是将织物剪成边长为15厘米的正方形，用热防护TPP性能测试仪测试面料的TPP值。
4.根据权利要求1-3任一项所述的芳纶粘胶织物电弧防护性能ATPV值的评价方法，其特征在于，所述步骤三中损毁长度是将织物剪成长300毫米、宽89毫米的长方形，用垂直法阻燃性能测试仪测试织物的损毁长度。
5.根据权利要求1-4任一项所述的芳纶粘胶织物电弧防护性能ATPV值的评价方法，其特征在于，所述步骤三中断裂强力是将织物剪成长20厘米、宽5厘米的长方形，用多功能电子织物强力机测试织物的经向断裂强力及纬向断裂强力。
6.根据权利要求1-5任一项所述的芳纶粘胶织物电弧防护性能ATPV值的评价方法，其特征在于，所述步骤三中撕破强力：将织物剪成长20厘米、宽5厘米的长方形，用多功能电子织物强力机测试织物的经向撕破强力及纬向撕破强力。
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