一区二区福利导航在线 防火电线电缆防火技术现状

摘要：目前在欧美等发达国家及国内一些重点工程如地下铁路、核电站均使用无卤阻燃电力电缆。无卤阻燃电统顾名思义其材料不含任何卤素，如聚乙烯、交联聚乙烯等均属聚烯烃类。由于烃类中不含有卤根，故嫩烧时火焰明亮，烟气毒性小，毒性指数仅为0.97。但其氧指数较低仅为I8，故易燃而不能自熄。

在高层及超高层建筑中，电缆往往密集敷设在电缆通道内，一旦火灾发生，火将顺着电缆延燃而蔓延到其他部位和其他楼层，使火势扩大，从而造成重大经济损失并且严重威胁人们生命安全。从消防部门统计的火灾数据来看，城市火灾中，有2/3以上是由于电器装备故障或电缆负荷过载引起电缆燃烧蔓延造成的。另一部分电缆火灾发生在发电厂、邮电通信系统及大型工矿企业，这些部门电缆使用量集中，而且一般采用密集敷设在电缆沟内，一旦火灾发生将顺着电缆燃烧在电缆沟蔓延，其燃烧距离可达数千米、其结果不但烧毁电缆，而且造成大面积停电，工厂停产。如1994年4月广东省汕头市邮电局发生的火灾，正是由于通信装备故障引起电缆燃烧蔓延到其他部位，造成所有通信设备被烧毁，整个城市通信瘫痪，其直接经济损失达10亿元人民币。为防止电缆火灾的发生、发展，减少电缆火灾造成的经济损失，人们开始重视研究、开发电缆的防火保护技术，各种电缆防火保护措施应运而生，近二十年来陆续出现了电缆防火涂料，电缆槽盒、阻撰包带、阻燃电缆、耐火电缆及其配套用的防火封堵材料等。为推广其应用建设部相继发布的GE 5217-94《电力工程电缆设计规范》和GB/T50311-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》已将以上电缆防火保护技术作为电统的防火保护措施列人该规范。由于这些电缆防火保护技术对阻止火焰的蔓延作用明显，因而受到了消防监督部门和使用单位的青睐，并性实际工程中得到了广泛应用。下面主要介绍阻燃电缆及耐火电缆、电缆防火涂料、电缆槽盒、阻燃包带等四类电缆防火保护产品。
1、阻燃电线电缆、耐火电线电缆1.1阻然电线电缆、耐火电线电缆的基本特I胜

阻燃电线电缆:具有规定的阻燃性能(包括延燃性、材料发烟性、材料烟气毒性)的电缆。耐火电线电缆:具有规定的耐火性能泡括耐火特性、材料发烟性、材料烟气毒性〕的电缆。

阻燃电线电统是以阻燃塑料或阻燃橡胶作为绝缘层和护套、并添加填充料制成。阻燃塑料电缆由于绝缘材料的不同可分为聚氯乙烯电线电缆、聚乙烯电线电缆及交联聚氯乙烯电线电缆。耐火电线电缆是以阻燃塑料或阻燃橡胶作绝缘层并用双层云母带按1/2搭接缠绕金属导体的每一相、使相与相之间在外部火焰强度作用下仍能继续维持供电而不形成短路。在各类阻燃及耐火电缆产品中、目前我国产量**，应用最多的是塑料绝缘阻燃、耐火电缆，这类电缆是以阻燃塑料作为绝缘层和护套层、如在绝缘层和护套层之间加上添加填充料则制成阻燃电缆;如用双层云母带按一定的搭接方式缠绕导体的每一相，使相与相之间在外部火焰作用下不形成短路，则制成耐火电缆。

塑料绝缘阻燃电缆按塑料材料的类别不同可分为聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套阻燃电缆聚氯乙烯绝缘聚乙烯护套阻燃电缆、聚乙烯绝缘聚乙烯护套阻燃电缆、交联聚氯乙烯绝缘聚氮乙烯护套电缆及交联聚氯乙烯绝缘聚乙烯护套阻燃电缆;塑料绝缘耐火电缆按塑料材料的类别不同同样分为上述几类耐火电缆。

1.2阻燃聚氛乙烯电缆及阻燃聚烯烃类电缆的阻燃机理

众所周知，目前国内用量**塑料绝缘阻燃电缆均为含氯阻燃电缆，它是以氯作为阻燃剂使电缆达到阻燃的目的。含氯阻燃电缆的阻燃机理如下:

当外部火焰作用电缆外护套温度达到450℃时，以聚氯乙烯为基材的护套在高温下经软化、熔融、裂解、气化等，出现两种低分子组分:RH和HC1, RH同热空气中的氧发生下列反应:

从上述反应式中不难看02和HO●交替出现同RH有机物反应并放出大量的热，所以只要RH有机物存在、只要HO●不减，燃烧现象必定不断延续。上述反应只是含氯电缆能够燃烧的一面，但它还有抑制燃烧，阻止延燃的另一面即活性经基(HO●同HC1(氯化氢)的反应:

不难看出HC1同HO●反应后，生成游离的氯离子和水蒸气，而游离的氯离子相互结合又生成氯气，由于生成物本身不燃而且在燃烧反应中能稀释热空气中的氧和活性经基的浓度。因此，聚氯乙烯电缆能不能阻燃、完全取决于上述二方面反应是那个起主导作用，即取决于单位时间HO●的增加量是正还是负，当H0●>O时就燃烧，大得越多，燃烧就越剧烈，反之亦然。

为了抑制HO●的增加量，一般在普通聚氯乙烯料中添加含卤量大的十澳联苯醚或氯化石蜡等作为阻燃剂，可以将普通聚氯乙烯的氧指数值提高到32%以上，这样增强了聚氯乙烯为基材电缆的阻燃能力。卤素的存在，虽然使有机材料的燃烧得到了抑制，但是聚氯乙烯中的分解物氯化氢，不断同活性经基(HO●)反应，使燃烧受阻而产生大量的烟和有毒气体，阻燃剂的量越大，燃烧时的发烟量就越大，产生的烟气毒性也越大。根据大量的实验数据得到，阻燃聚氯乙烯电缆其透光率均在10'%以下(按CB/T17651--1998)，其烟浓烈的程度，使人裸眼视力看不到两米内电缆燃烧着火，因此一旦火灾发生，使人看不见安全通道，而且浓烟中毒性气体更会使人窒息丧身。据有关资料介绍，聚氯乙烯的毒性指数15，人在毒性指数的气体浓度下2分钟即有死的可能，据美国资料统计，电缆着火燎烧在死亡的人员中有80%死于浓烟。目前由于聚氯乙烯阻嫩电缆或耐火电缆已广泛用于人员密集的场所一旦火灾发生，虽然聚氯乙烯电缆及耐火电缆其阻燃性能较好，但由于该材料在燃烧过程中产生大量的烟及氯化氢、氯气等有毒气体。因而严重威胁人们生命安全，因此无论从消防安全的角度，还是从环保的角度来看这类产品都应该逐步限制其使用。欧美等发达国家从9D年代初起，已限制阻燃聚氯乙烯电缆的使用，北京市供电局也于98年3月下文，明确规定用无卤阻燃电缆代替阻燃聚氯乙烯电缆，严禁使用聚氯乙烯电力电缆。

目前在欧美等发达国家及国内一些重点工程如地下铁路、核电站均使用无卤阻燃电力电缆。无卤阻燃电统顾名思义其材料不含任何卤素，如聚乙烯、交联聚乙烯等均属聚烯烃类。由于烃类中不含有卤根，故嫩烧时火焰明亮，烟气毒性小，毒性指数仅为0.97。但其氧指数较低仅为I8，故易燃而不能自熄。

为了使聚烯烃类的电缆达到阻燃效果，而又要保证其烟浓度、烟气毒性小的优点，一般采用释水降温法，即在聚烯烃中加人氢氧化铝或氢氧化镁。该材料制成的电缆在撼烧过程中，由于它们分解产生大量的水蒸气不但稀释了燃烧区热空气中的氧浓度，而且还带走大量的气化热，使燃烧材料表面的温度下降，从而抑制活性经基(HO●)的生成速率，最后导致火焰自熄，阻燃聚烯烃中的水是由混合在聚烯烃中的氢氧化铝或氢氧化镁受热分解得到的，其化学反应式如下:

1.3阻燃及耐火电缆的现状及展望

从上述阻燃聚氯乙烯和阻燃聚烯在燃烧过程中的反应机理不难看出，阻燃聚氯乙烯虽然阻燃性能较好，但由于在点然烧过程中产生大量的浓烟及HCl和CI2筹有毒气体，一旦火灾发生，将严重威胁人们生命安全，而阻燃聚烯烃不但有一定的阻燃性能而且浓度很小及没有产生大量的有毒气体，所以是应该引导其发展的产品。今后应逐步用阻燃聚烯烃类的电缆代替阻撼聚叙乙烯类电缆，特别是人员密集的场所.必须选用无卤阻燃电缆。

由于阻然聚氯乙烯料市场价每吨仅4.?万元，而阻燃聚烯烃料每吨市场价3万元，进口料可X4.5万元，所以目前国内大部分企业特别是小型企业均选用聚氯乙烯生产电缆，由于其价格较低，易于被用户接受，因而销量很大，所以这就给人们的生命安全又留下了潜在威胁，当然这与经济发展水平和相关的规范没有作明确规定有关，但从长远的观点来看，从发展的趋势来看。使用无卤电统是发展方向.因此建议我国相关的规范应限定阻燃聚氯乙烯类电缆的使用场所。人员密集的场所应规定选用阻燃聚烯烃类电缆。

1.4检验标准

国际电工委员会和世界发达国家制定了一系列考核电缆阻燃性能和耐火性能的试验方法，参照IEC标准我国制定了国家标准GB/T126655-90《成束电线电缆然烧试验方法)及GB/T12665.ti-90(电线电缆耐火特性试验方法》。以上两项推荐性标准扫以寸电缆的阻燃性能及耐火特性的燃烧试验提出要求，而对电缆的电性能、力学性能及燃烧产生的烟浓度、烟气毒性的指标没有明确规定，因此无法对该类产品的质量进才予科学的检验和准确的评价，不能对产品质量进行综合评定。因而造成了产品质量参差不齐、劣质产品流人市场。给该两类产品的应用及消防监督部门的质量监督带来极大的困难，给国家和人民生命财产的安全留下隐患。为改变这种混乱状况，促进阻熊及耐火电线电缆产品的开发、研制、生产和应用，提高产品质量，公安部下达了《塑料绝缘阻燃及耐火电缆分级和要求》行业标准的制定任务，该标推汉寸塑料绝缘阻燃及耐火电缆的延燃性能、耐火性能、燃烧烟气浓度、燃烧烟气毒性、电性能、机械性能等提出了指标要求，并根据不同的结果对其进行分级，以供用户根据不同的使用场所选用，同时也便于监督部门对产品质量进行监督。预计该标准于2m年由公安部批准发布后正式实施。该标准的完成将为阻燃电缆及耐火电缆产品的质量监督提供可靠的依据，同时也为相关规范的修订奠定基础。

随着标准的制定实施，规范的出台，阻燃电缆及耐火电缆将有广阔的市场应用前景。
2、电缆防火槽盒

2.1、电缆防火槽盒的基本特性

电缆用防火槽盒是一种用于电缆防火保护的轻型封闭式槽盒，当槽盒沙卜部着火燃烧时能有效地阻止火焰保护电缆。电缆防火槽盒具有下面5个特点,(1)槽盒盒体材料具有不燃性或较高的难燃性;(2)槽盒结构基本能实现燃烧状态下能抑止外部氧气的补充，同时不会对电缆正常运行a寸造成热阻过大或环境温升过高;（3）曹盒的结构本身具有足够的机械强度，便于施工安装或拆卸:(4)槽盒的造价较低，特别是无机槽盒，有利于推广应用;(习不给维护增添麻烦和困难，具有较长的使用寿命。

电缆防火槽盒由于有上述五个方面的优点，目前已广泛地用于建筑、电力、石油化工、煤矿等行业。

2.2,电缆用防火槽盒的防火机理

电缆用防火槽盒分为有机、无机及复合式三类，有机防火电缆槽盒由不燃的玻璃布和有机阻燃树脂制成，不但具有较高的难燃性，而且还具有耐腐蚀、耐油、耐水、强度高、安装方便等优点，适合于高湿、盐雾、有化学气体、严寒和高热等恶劣环境条件下使用。无机防火电缆槽盒仍以玻璃纤维作增强材料，以氧化镁、氯化镁作胶凝材料。其**特点是成本了氏廉、耐火性好，但在强度、耐水性、耐候性等方面较有机电缆槽盒低。复合式电缆槽盒是在无机电缆槽盒和有机电缆槽盒的基础上发展起来，该槽盒在强度、耐水性、耐候性和耐久性方面比无机电缆槽盒有很大提高，而产品成本比有机电缆槽盒有较大的降低。

2.3、电缆用防火槽盒的现状及展望

用电缆防火槽盒对电缆进行防火保护是防或减少电缆火灾的有效措施之一。通过以上比较不难看出，在实际工程应用中可根据不同的环境、地点及条件，分别选用合适的无机电缆防火槽盒、有机电缆防火槽盒和复合式电缆槽盒。目前无机电缆槽盒因价格低，易于用户接受，因而占领了很大市场，但这给恶劣环境条件下的电缆防火保护留下隐患。当然这与经济发展水平和相关的规范没有明确规定什么环境条件选用什么类型的电缆槽盒有关，所以建议相关规范应尽快制定各种电缆防火槽盒的使用场所。我们相信随着相关法规标准的日趋完善和贯彻实施，电缆槽盒在电缆的防火保护中一定会发挥愈来愈大的作用。

2.4、检测标准

目前我国尚无用于检验电缆防火槽盒的国家或行业的产品标准，个别省市为了加强对本地生产的电缆防火槽盒的质量的监督管理，制订了相应的地方标准，检测的项目防火性能包括材料的燃烧性能，槽盒的耐火极限;无机类的材料然烧性能试验按CB/T5464不燃性试验方法进行，其指标不低于A级;有机类的材料按GB8624难燃性试验方法，其指标不低于B1级。无机和有机电缆防火槽盒的耐火特性试验，按GB9978进行，其指标不低于30inin。理化性能包括:外观、制造精度、耐水性、耐油性、导热系数、机械强度、变形挠度等七项。目前我国生产该类产品的企业较多，由于尚无统一的产品标准，因而无法又创亥类产品的总体质量进行科学检验和准确评价，产品质量参差不齐，造成劣质产品流人市场，给该类产品的应用及消防监督部门的监督管理带来极大困难。基于这种状况，笔名践人为咀需制定《电缆用防火槽盒通用技术条件》产品标准。文 /程道彬 冯军