CN113358984B - 一种腈氯纶防电弧面料atpv值防护等级的评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种腈氯纶防电弧面料ATPV值防护等级的评价方法，包括如下步骤：构建腈氯纶防电弧面料防护性能ATPV值的评估指标体系，选取不同纤维原料混纺的腈氯纶防电弧面料，根据评估指标体系测试面料相关影响因素的性能参数，测试面料的ATPV值，利用SPSS软件相关性分析确定ATPV值与各影响因素之间的关联程度，建立ATPV值防护等级的评价方法，确定ATPV值不同防护等级下，各影响因素的取值范围，并对此评价方法进行验证。本发明的益效果为：利用面料基础性能直接评价ATPV值防护等级的方法合理利用了实验室的现有设备，方法简洁明了，操作方便，直接快速判断腈氯纶防电弧面料ATPV值防护等级。
Description
技术领域
本发明涉及腈氯纶防电弧面料ATPV值防护等级的评价方法技术领域，具体涉及一种腈氯纶防电弧面料ATPV值防护等级的评价方法。
背景技术
随着社会经济和电力行业的飞速发展，电力工作人员的队伍日益壮大，而电弧爆燃事故的发生频率也持续增加，严重威胁电力工作人员的人身安全和设备安全。电弧通过高热、冲击波、强紫外作用形成极大的破坏力，危害社会公共设备安全和作业人员生命安全。在各类电力事故中，电弧爆燃事故居于首位，其产生的高强度热量是其他爆炸事故的4倍以上。90％的电弧事故都发生于低电压环境中，由于人们对低电压工作环境的轻视，电弧事故往往能造成严重的人员伤亡。据统计，电弧事故造成脸部、手臂以及手部伤害概率最大，并且烧伤面积越大，年龄越大，存活几率越低。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，不能快速准确地评判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，建立腈氯纶防电弧面料ATPV值防护等级的直观评价方法，方便行业外人员快速、科学的评价以腈氯纶为主成份的防电弧面料的ATPV值防护等级，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腈氯纶防电弧面料ATPV值防护等级的评价方法。
为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种腈氯纶防电弧面料ATPV值防护等级的评价方法，包括以下步骤：
步骤一：构建腈氯纶防电弧面料防护性能ATPV值的评估指标体系；
步骤二：选取十种不同的以腈氯纶为主成份混纺的防电弧面料，分别为腈氯纶/阻燃粘胶/芳纶1414/锦纶的比例为36/34/10/20、腈氯纶/芳纶1313/芳纶1414/导电纤维的比例为58/25/15/2、腈氯纶/芳纶1313/芳纶1414/导电纤维的比例为58/25/15/2、腈氯纶/芳纶1313/芳纶1414/导电纤维的比例为65/28/5/2、腈氯纶/芳纶1313/芳纶1414/导电纤维的比例为65/28/5/2、腈氯纶/芳纶1414/芳纶1313的比例为42/23/35、腈氯纶/芳纶1414/芳纶1313的比例为42/23/35、腈氯纶/天丝/芳纶1414的比例为48/37/15、腈氯纶/天丝/芳纶1414的比例为48/37/15、腈氯纶/棉/芳纶1414/导电纤维的比例为53/40/5/2的混纺面料；
步骤三：根据上述构建的ATPV值评估指标体系测试选取的10种面料的各个性能参数，其参数包括厚度、克重、透气性能、透湿性能、损毁长度、TPP、断裂强力及撕破强力；
步骤四：用高电流测试设备测试所选面料的ATPV值；
步骤五：利用SPSS软件相关性分析确定ATPV值与各影响因素之间的关联程度；
步骤六：建立ATPV值防护等级的评价方法，确定ATPV值不同防护等级下，各影响因素的取值范围；
步骤七：根据步骤六的评价方法，这样可以在知晓每一种以腈氯纶为主成分的织物的性能参数值后，只需要根据该评价方法就可以快速判别其ATPV值防护等级。
优选地，所述步骤三中厚度：用织物厚度仪测试面料的厚度。
优选地，所述步骤三中克重：将面料剪成面积为100平方厘米的圆形，用织物面料克重仪测试面料的克重。
优选地，所述步骤三中透气性能：用数字式织物透气性能测定仪测试织物的透气率。
优选地，所述步骤三中透湿性能：用水蒸气透过率测试仪测试织物的透湿量。
优选地，所述步骤三中损毁长度：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。
优选地，所述步骤三中TPP：将织物剪成边长为15厘米的正方形，用热防护TPP性能测试仪测试面料的TPP值。
优选地，所述步骤三中断裂强力：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断裂强力及纬向断裂强力。
优选地，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：本发明提供了一种有效的评价腈氯纶防电弧面料ATPV值防护等级的的新方法，利用织物容易测试的基础物理性能，可以简便快速的评价腈氯纶防电弧面料ATPV值的防护等级，结果清晰明了，从而有效指导腈氯纶防电弧织物的选择；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直观评价ATPV值防护等级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，本发明首次提出了用面料的基础性能来预测电弧防护性能ATPV值的解决方案，评判出的结果可以直接用于电弧防护面料的设计与应用，节省了高额的测试费用，并能快速指导生产。
附图说明
图1为本发明腈氯纶防电弧面料ATPV值防护等级的评价方法流程示意图。
图2为本发明腈氯纶防电弧面料ATPV值防护等级的评价方法的评估指标体系图。
图3为本发明腈氯纶防电弧面料ATPV值与各个影响因素关联程度的雷达示意图。
图4为本发明腈氯纶防电弧面料ATPV值防护等级评价示意图。
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。
请参看图1，图2，发明提供一种技术方案：一种腈氯纶防电弧面料ATPV值防护等级的评价方法，包括以下步骤：
步骤一：构建腈氯纶防电弧面料防护性能ATPV值的评估指标体系；
步骤二：选取十种不同的以腈氯纶为主成份混纺的防电弧面料，分别为腈氯纶/阻燃粘胶/芳纶1414/锦纶的比例为36/34/10/20、腈氯纶/芳纶1313/芳纶1414/导电纤维的比例为58/25/15/2、腈氯纶/芳纶1313/芳纶1414/导电纤维的比例为58/25/15/2、腈氯纶/芳纶1313/芳纶1414/导电纤维的比例为65/28/5/2、腈氯纶/芳纶1313/芳纶1414/导电纤维的比例为65/28/5/2、腈氯纶/芳纶1414/芳纶1313的比例为42/23/35、腈氯纶/芳纶1414/芳纶1313的比例为42/23/35、腈氯纶/天丝/芳纶1414的比例为48/37/15、腈氯纶/天丝/芳纶1414的比例为48/37/15、腈氯纶/棉/芳纶1414/导电纤维的比例为53/40/5/2的混纺面料；
步骤三：根据上述构建的ATPV值评估指标体系测试选取的10种面料的各个性能参数；
厚度：用织物厚度仪测试面料的厚度，厚度为0.34-0.4mm的有40％，0.41-0.45mm的有40％，0.46-0.5mm的有10％，0.51-0.65mm的有10％；
克重：将面料剪成面积为100平方厘米的圆形，用织物面料克重仪测试面料的克重，克重为170-200g/m2的有20％，克重为201-240g/m2的有30％，克重为241-270g/m2的有40％，克重为271-300g/m2的有10％；
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10-100mm/s的有40％，101-200mm/s的有20％，201-300mm/s的有40％；
透湿性能：将面料剪成直径为74mm的圆形，用水蒸气透过率测试仪测试织物的透湿量，透湿量为1600-1700g/m2·24h的有20％，1701-1750g/m2·24h的有10％，1751-1800g/m2·24h的有60％，1801-1850g/m2·24h的有10％；
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50-70mm的有60％，71-90mm的有20％，91-110mm的有20％；纬向损毁长度为40-60mm的有30％，61-80mm的有40％，81-100mm的有10％，101-120mm的有20％；
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400-450kW·s/m2的有10％，451-500kW·s/m2的有20％，501-550kW·s/m2的有40％，551-600kW·s/m2的有30％；
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700-900N的有40％，901-1100N的有40％，1101-1300N的有20％；纬向断裂强力为500-700N的有40％，701-900N的有50％，901-1100N的有10％；
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20-40N的有60％，41-60N的有20％，61-80N的有20％，纬向撕破强力为20-40N的有50％，41-60N的有40％，61-80N的有10％。
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5-7Cal/cm2的有10％，7.1-9Cal/cm2的有30％，9.1-11Cal/cm2的有40％，11.1-19Cal/cm2的有20％。
步骤五：利用SPSS软件相关性分析确定ATPV值与各影响因素之间的关联程度，相关系数在0-0.2之间记为一级影响因素，在0.21-0.3之间记为二级影响因素，在0.31-0.5之间记为三级影响因素，在0.51-0.7之间记为四级影响因素，在0.71-1之间记为五级影响因素，如图3所示；
步骤六：建立ATPV值防护等级的评价方法，确定ATPV值不同防护等级下，各影响因素的取值范围，根据各性能测试数据，确定相应防护等级下的数值中间值，并依此确定各防护等级取值区间，如图4所示；
步骤七：根据步骤六的评价方法，这样可以在知晓每一种以腈氯纶为主成分的织物的性能参数值后，只需要根据该评价方法就可以快速判别其ATPV值防护等级。
实施例1：选取腈氯纶/芳纶1414/芳纶1313混纺比为42/23/35的混纺防电弧面料，测得该织物的纬向撕破强力为30.6N，厚度为0.38mm,克重为201.6g/m2，经向撕破强力30.6N，经向损毁长度为66mm，TPP值为472.788kW·s/m2，纬向损毁长度为66mm，透气性能为271.66mm/s，纬向断裂强力为557N，因此根据直观评价方法综合判定该面料为ATPV值一级防护面料，实际测得ATPV值为6.2Cal/cm2，与面料实际防护等级判断一致；
实施例2：选取腈氯纶/芳纶1313/芳纶1414/导电纤维混纺比为58/25/15/2的混纺防电弧面料，测得该织物的纬向撕破强力为52.1N，厚度为0.45mm,克重为238.7g/m2，经向撕破强力65.7N，经向损毁长度为83mm，TPP值为556.948kW·s/m2，纬向损毁长度为86mm，透气性能为69.3mm/s，纬向断裂强力为958N，因此根据直观评价方法综合判定该面料为ATPV值二级防护面料，实际测得ATPV值为9.4Cal/cm2，与面料实际防护等级判断一致；
实施例3：选取腈氯纶/芳纶1313/芳纶1414/导电纤维混纺比为65/28/5/2的混纺防电弧面料，测得该织物的纬向撕破强力为46.5N，厚度为0.45mm,克重为261.2g/m2，经向撕破强力64.7N，经向损毁长度为71mm，TPP值为567.308kW·s/m2，纬向损毁长度为58mm，透气性能为76.02mm/s，纬向断裂强力为757N，因此根据直观评价方法综合判定该面料为ATPV值二级防护面料，实际测得ATPV值为12Cal/cm2，与面料实际防护等级判断一致；
本发明提供了一种有效的评价腈氯纶防电弧面料ATPV值防护等级的新方法，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值防护等级，结果清晰明了，从而有效指导腈氯纶类防电弧织物的选择；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值防护等级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，任何在此基础上，对其中配方和工艺的局部变动，都应在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种腈氯纶防电弧面料ATPV值防护等级的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：构建腈氯纶防电弧面料防护性能ATPV值的评估指标体系；
步骤二：选取十种不同的以腈氯纶为主成份混纺的防电弧面料，分别为腈氯纶/阻燃粘胶/芳纶1414/锦纶的比例为36/34/10/20、腈氯纶/芳纶1313/芳纶1414/导电纤维的比例为58/25/15/2、腈氯纶/芳纶1313/芳纶1414/导电纤维的比例为58/25/15/2、腈氯纶/芳纶1313/芳纶1414/导电纤维的比例为65/28/5/2、腈氯纶/芳纶1313/芳纶1414/导电纤维的比例为65/28/5/2、腈氯纶/芳纶1414/芳纶1313的比例为42/23/35、腈氯纶/芳纶1414/芳纶1313的比例为42/23/35、腈氯纶/天丝/芳纶1414的比例为48/37/15、腈氯纶/天丝/芳纶1414的比例为48/37/15、腈氯纶/棉/芳纶1414/导电纤维的比例为53/40/5/2的混纺面料；
步骤三：根据上述构建的ATPV值评估指标体系测试选取的10种面料的各个性能参数，其参数包括厚度、克重、透气性能、透湿性能、损毁长度、TPP、断裂强力及撕破强力；
步骤四：用高电流测试设备测试所选面料的ATPV值；
步骤五：利用SPSS软件相关性分析确定ATPV值与各影响因素之间的关联程度；
步骤六：建立ATPV值防护等级的评价方法，确定ATPV值不同防护等级下，各影响因素的取值范围；
步骤七：根据步骤六的评价方法，在测试每一种以腈氯纶为主成份的织物的性能参数值后，根据该评价方法快速判别其ATPV值防护等级；
所述步骤三中厚度：用织物厚度仪测试面料的厚度；
所述步骤三中克重：将面料剪成面积为100平方厘米的圆形，用织物面料克重仪测试面料的克重；
所述步骤三中透气性能：用数字式织物透气性能测定仪测试织物的透气率；
所述步骤三中透湿性能：用水蒸气透过率测试仪测试织物的透湿量；
所述步骤三中损毁长度：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；
所述步骤三中TPP：将织物剪成边长为15厘米的正方形，用热防护TPP性能测试仪测试面料的TPP值；
所述步骤三中断裂强力：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断裂强力及纬向断裂强力；
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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