电线电缆阻燃性能

电线电缆阻燃性能（共7篇）

电线电缆阻燃性能 篇1

摘要：随着我国加速社会经济发展的步伐, 人们的生活水平显著提高, 人们的环保意识也不断增强, 无卤低烟阻燃电缆在高层建筑, 发电厂, 核电站, 铁路等公共场所的重要部门得到了广泛的应用。当火灾发生燃烧电缆时, 无卤低烟阻燃电缆在燃烧时不释放有毒有害具有腐蚀性的气体, 而且透光性能好, 在很大程度上给救援人员提供了帮助, 能够切实有效的减少人员伤亡和经济损失。所以, 本文针对性的研究了无卤低烟阻燃电缆的阻燃原理以及无卤低烟阻燃电缆的结构性能, 并提出了一些系统化的改进无卤低烟阻燃电缆的建议, 希望可以促进我国无卤低烟阻燃电缆研究的发展。

关键词：无卤低烟阻燃电缆,阻燃原理,结构,性能

在上个世纪70年代国外已经重视无卤低烟阻燃电缆对于防止火灾蔓延方向的研究, 并且取得了很大的进展, , 但是由于技术发展的限制, 传统的阻燃电缆的保护层材料的选择主要是使用阻燃聚氯乙烯、氯磺化聚乙烯等含卤素材料来防止火灾的蔓延。然而这些阻燃电缆属于易燃材料, 同时材料在燃烧中会释放出大量的有毒有害烟物和腐蚀性的气体, 气体的透光差, 给火灾现场逃生和救援工作制造了很多困难, 而且毒性气体容易使人窒息, 严重危及人的生命财产安全。随着科学技术的发展, 发达国家开始进行无卤低烟阻燃电缆的研究以及生产应用, 并且有了突破性的的进展, 无卤低烟阻燃电缆得以在各个领域广泛的应用, 随着我国开始重点建设高层建筑, 发电厂, 核电站, 铁路等重要公共基础设施, 对我国无卤低烟阻燃电缆的性能提出了更高的要求。所以近年来我国不断重视无卤低烟阻燃电缆的研究和实际应用性能的开发, 产品已经在国家重点建设项目的作为重要的防火材料得以广泛的使用。

1 无卤低烟阻燃电缆的阻燃原理

低烟无卤电缆材料材质的选择主要是交联聚乙烯绝缘, 阻燃交联聚烯烃, 乙烯丙烯橡胶, 阻燃乙烯丙烯橡胶, 硅橡胶等;外层保护套普遍使用低烟无卤热固性或热塑性聚烯烃材料。低烟无卤电缆所使用的绝缘护套的材料材料选择, 目前普遍使用的水合金属氧化物作为阻燃剂填料, 材料的阻燃原理是材料中的水合金属氧化物的结晶水的热量被释放后, 吸收了大量的热量, 从而阻止聚合材料的温度升高, 来达到阻燃的目的;同时, 水蒸汽的脱水分解反应可以稀释燃烧产生大量的可燃性气体, 达到阻燃目的。用作水合金属氧化物的无卤素阻燃剂散发出的结晶水的温度范围必须确保在该聚合物的成型温度和分解温度的混合特性之间, 以便具有阻燃效果, 当前我国应用的阻燃剂材料通常用于的Al (OH) 3和Mg (OH) 2, .除此之外, 为了增强阻燃效果和降低的阻燃填料的添加量, 所以在阻燃剂的选择上普遍使用的是磷系阻燃剂。磷系阻燃剂在受热后发生脱水反应, 可以把空气中分离形成的易燃聚合物的表面构成一层聚合物膜, 起到阻燃的目的;而促使形成脱水炭化聚合物非易燃的保护层, 起到阻燃的效果。然而, 添加的磷系阻燃剂会使烟雾量增加, 所以抑烟剂 (通常钼化合物) 是必须添加的。

2 无卤低烟阻燃电缆结构性能研究

2.1 无卤低烟阻燃电缆材料性能分析

根据阻燃电缆燃烧过程中产生的气体释放量和出烟量可以讲无卤低烟阻燃电缆可分为普通型阻燃电缆, 低烟低卤阻燃电缆和无卤低烟阻燃电缆三种。无卤低烟阻燃电缆也叫做AP电缆。AP电缆的材料选择是应用不含卤素的聚烯烃, 在电缆燃烧的过程中阻燃效果良好, 发烟量也比较低, 同时腐蚀性也不强。用于制造电缆保护外层, 填充物, 隔离层等的有机材料选择, 都不使用含卤素的材料, 在电缆发生燃烧时不会产生大量的烟雾和具有腐蚀性的气体。

2.2 无卤低烟阻燃电缆阻燃性能分析

电缆在燃烧过程中可以减缓火焰的传播速度。对于材料的检验通常用氧指数来进行评估, 燃烧过程的高分子材料首先在高温条件下发生热熔融, 然后开始软化, 然后进一步分解在更高温度环境中, 混合气体的分解和空气中的氧气相互混合, 由于点火或者引火导致发生火灾, 火灾或发生自然熄火时所处于的临界氧气浓度, 作为材料易燃性的指标, 通常被称为氧指数, 符号表示为OI, 数值越大, 越不易燃烧。阻燃绝缘材料的氧指数通常是在26至30之间, 电缆护套的阻燃材料通常是氧指数会高于30, 甚至达到45或更多。

2.3 无卤低烟阻燃电缆机械性能和电气性能分析

低烟无卤电缆被用在不发生火灾的情况下与普通电缆的性能是相同的, 所以无卤低烟阻燃电缆必须具有相应的机械性能和电气性能, 才能够达到无卤低烟阻燃的使用标准。因为低烟无卤材料的基础材料是聚烯烃, 通过加入阻燃剂填料, 增强材料的阻燃性能, 加入填充材料不可避免地降低了材料的机械和加工性能。除此之外, 低烟无卤阻燃特性和阻燃因素本身是相互制约的, 所以低烟无卤材料虽然具有良好的机械性能和电气性能, 相互限制。目前无卤低烟阻燃电缆机械性能和电气性能状态:无卤低烟阻燃材料机械和电气性能比普通材料略低;但是随着我国不断重视对无卤低烟阻燃电缆的研究, 无卤低烟阻燃电缆的各项性能指标将会有很大程度的提高, 以达到普通材料的性能标准, 由中国自主研发的低烟无卤阻燃绝缘材料和护套材料 (包括热塑性塑料和热固性材料) 可以满足IEC标准及达到国际上同类产品的要求水平, 证明我国的无卤低烟阻燃电缆研究开发工作发展迅速。

2.4 无卤低烟阻燃电缆性能评价

在发生火灾的情况下, 低烟无卤电缆不仅具有阻燃性能, 而且电缆在燃烧中也同时具有低烟雾量和燃烧产生的气体是无害的 (毒性较低和非腐蚀性无害气体) , 所以国际电工委员会 (IEC) 和其他拥有无卤低烟阻燃电缆先进研发技术的发达国家对于无卤低烟阻燃电缆性能评价已经开发一个专业的评估方法来评估和测试无卤低烟阻燃电缆性能标准, 以确保其功能可以达到实际应用中正常运作的水平。

3 结语

随着我国社会经济的迅速发展, 人们的越来越重视环境保护和生活环境的安全, 所以提高无卤低烟阻燃电缆使用量能够满足人们对于环保和环境安全的需求, 市场前景将十分广阔, 但由于低烟无卤电缆具有良好的阻燃效果, 必须加入过度的阻燃剂材料, 这在很大程度影响了机械性能和电气性能。因此, 在加强对于阻燃机理研究的基础上, 重视开了新型阻燃性的研发工作, 以减少阻燃剂对无卤低烟阻燃电缆性能的影响, 提高电缆的阻燃效果, 增强电缆机械和电气性能。

参考文献

[1]史翔, 段雪.阻燃剂的发展在塑料中的应用.塑料, 2008, 31 (3) :11-15.

[2]蒋陆肆, 周开颜等.阻燃耐火系列电线电缆[A].2009海峡两岸机械科技论坛文集[C].2009.

电线电缆阻燃性能 篇2

近年来,随着城市地铁、高速铁路、高速公路的迅速发展,漏泄同轴电缆的运用也越来越广泛,需求量与日俱增。由于漏泄同轴电缆主要应用于地铁、高铁、高大建筑物、城市轻轨等环境中,这些环境一般要求电缆具备一定防火灾能力,因此应用于上述环境的漏泄同轴电缆一般应选择阻燃漏泄同轴

目前评价阻燃漏泄同轴电缆燃烧性能的试验一般有三个,即依据IEC 60332标准测定单根电缆垂直燃烧的试验;依据IEC 60754标准测定电缆燃烧时释放气体的pH值、电导率和卤酸气体的含量的试验;依据IEC 61034标准测定电缆燃烧时的烟密度的试验[1,2]。由于火灾中约有80%的死亡是因吸入火灾中产生的有害气体被毒死,或因吸入弥漫烟气窒息,或因烟雾看不见出口路径而丧失逃生机会,因此电缆燃烧时产生的烟密度大小与火灾中人员的救助、疏散和能否近距离灭火密切相关,这使得电缆的烟密度试验尤为重要。

1 烟密度试验简介

电缆的烟密度试验主要是测定电缆在特定条件下燃烧时产生的最小透光率,并以此比较或判断电缆是否符合相关标准的要求。由于我国线缆烟密度标准GB/T 17651—1998等同于国际标准IEC61034—1997,而IEC 61034标准已于2005年更新,因此目前国内外电缆行业普遍遵循IEC 61034—2005《电缆或光缆在特定条件下燃烧的烟密度测定》,标准中规定电缆燃烧时的最小透光率≥60%。本文将以1-5/8"辐射型阻燃漏泄同轴电缆为例,对影响其烟密度性能的因素进行分析,通过改变电缆的结构以期改进电缆的烟密度性能[3,4,5]。

2 电缆烟密度性能的改进

2.1 传统结构电缆的烟密度性能

2012年1月,我们委托国家电线电缆质量监督检验中心对传统结构的1-5/8"辐射型阻燃漏泄同轴电缆进行三项燃烧性能的试验,即单根电缆垂直燃烧试验,电缆燃烧时释放气体的pH值、电导率和卤酸气体的含量试验和烟密度试验。该电缆结构如图1所示,从外到内依次为护套、外导体、绝缘、内导体,外导体表面开有槽孔。试验结果表明,该电缆的各项指标均良好,只有烟密度试验不合格。为了证实该电缆的烟密度试验结果,又将同一电缆样品送往四川鑫电电缆有限公司进行现场烟密度试验,所获试验结果与前者基本相同。观察试验后的电缆样品,发现靠近火焰一面的电缆外护套被烧焦后脱落,外导体上的槽孔和纵包的缝隙裸露在外,剥开外导体发现发泡聚乙烯绝缘层有部分被烧空。

虽然传统结构的辐射型阻燃漏泄同轴电缆护套采用低烟无卤阻燃聚烯烃材料,使电缆具备一定的阻燃性能,但在烟密度试验中需经历长达40min的燃烧,位于酒精盘正上方(即靠近火焰一面)的电缆外护套会被烧焦进而脱落,在高温作用下发泡聚乙烯绝缘层迅速软化并从槽孔流出而进一步燃烧。聚乙烯燃烧时会产生大量的烟,导致电缆燃烧时透光率下降,未能通过烟密度试验。

2.2 首次改进后电缆的烟密度性能

为了提高传统结构的1-5/8"辐射型阻燃漏泄同轴电缆的烟密度性能,我们于2012年4月对其结构进行了首次改进。首次改进后辐射型阻燃漏泄同轴电缆结构如图2所示,从外到内依次为护套、云母带绕包层、外导体、云母带绕包层、绝缘、内导体,之后委托国家电线电缆质量监督检验中心对该电缆样品进行了烟密度试验。试验结果表明,虽然该电缆燃烧时的最小透光率有所提高,但烟密度试验仍未通过。为了证实首次改进后辐射型阻燃漏泄同轴电缆的烟密度试验结果,又将同一电缆样品送往四川鑫电电缆有限公司进行现场烟密度试验,所获试验结果与前者基本相同。观察试验后的电缆样品,发现靠近火焰一面的电缆外护套被烧焦后脱落,云母带绕包层完整但有轻微缝隙,依次剥开云母带绕包层、外导体、云母带绕包层,发现发泡聚乙烯绝缘层有部分被烧空。

可见,虽然首次改进后的辐射型阻燃漏泄同轴电缆采用了耐火的云母带对外导体和绝缘进行保护,但云母带绕包层仍有缝隙,在高温作用下,软化的绝缘层仍有部分从纵包的缝隙中流出,最终使得首次改进后的辐射型阻燃漏泄同轴电缆燃烧时的最小透光率虽有所提高,但仍不能达到标准要求。

2.3 二次改进后电缆的烟密度性能

为了提高首次改进后辐射型阻燃漏泄同轴电缆的烟密度性能,我们于2012年6月对辐射型阻燃漏泄同轴电缆的结构进行了二次改进。二次改进后的辐射型阻燃漏泄同轴电缆结构如图3所示,从外到内依次为护套、玻纤带绕包层、内护套、外导体、绝缘、内导体。我们委托国家电线电缆质量监督检验中心对该电缆样品进行了烟密度试验。试验结果表明,该电缆燃烧时的最小透光率大幅提高,达到71%,通过了烟密度试验,最小透光率的测试结果如图4所示。为了证实二次改进后的辐射型阻燃漏泄同轴电缆的烟密度试验结果,又将同一电缆样品送往四川鑫电电缆有限公司进行现场烟密度试验,所获试验结果与前者基本相同,该电缆燃烧时的最小透光率达到72%,同样通过了烟密度试验。观察试验后的电缆样品,发现靠近火焰一面的电缆外护套被烧焦后脱落,玻纤带绕包层完整,剥开玻纤带绕包层,正对着火焰方向的内护套部位被高温碳化成粉状但仍完整,依次剥开内护套、外导体,发现发泡聚乙烯绝缘层有部分被烧空。表1示出了国家电线电缆质量监督检验中心对传统结构、首次改进和二次改进的辐射型阻燃漏泄同轴电缆的烟密度试验结果。

可见,二次改进后的辐射型阻燃漏泄同轴电缆采用了双护套结构,双护套的中间采用玻纤带绕包层,该结构使得电缆在燃烧试验时,虽然外护套仍会被烧焦、脱落,但在玻纤带绕包层的保护下,靠近火焰一面的内护套仍会碳化甚至变成粉状,但却未脱落,仍然保持一个整体,将绝缘层密封在内护套之内,即使在高温作用下绝缘层发生软化,因其与氧气隔绝故不能燃烧,不会增大发烟量。由于消除了发泡聚乙烯绝缘层的影响,二次改进后的辐射型阻燃漏泄同轴电缆燃烧时的发烟量仅取决于低烟无卤阻燃护套层,因此电缆燃烧时的最小透光率就大大提高了,可顺利通过烟密度试验。

3 结束语

漏泄同轴电缆结构的特殊性使得电缆的烟密度性能改进较为困难。本文以1-5/8"辐射型阻燃漏泄同轴电缆为例,通过改变电缆的结构改进了电缆的烟密度性能,可见电缆的结构设计对其烟密度性能有较大的影响。通过多次烟密度试验验证,辐射型阻燃漏泄同轴电缆外护套应采用氧指数较高(一般应大于35)的低烟无卤阻燃聚烯烃护套料,紧挨着外护套的保护层宜采用玻纤带绕包层,且整个电缆结构应考虑隔绝易燃物,尤其是发烟量大的易燃物,这可提高阻燃漏泄同轴电缆燃烧时的最小透光率,即电缆的烟密度性能。

摘要：介绍了阻燃漏泄同轴电缆的烟密度试验,以1-5/8"辐射型阻燃漏泄同轴电缆为例,对影响其烟密度性能的因素进行分析。通过改变电缆的结构并经过多次烟密度试验验证,阻燃漏泄同轴电缆外护套应采用氧指数较高(一般应大于35)的低烟无卤阻燃聚烯烃护套料,紧挨着外护套的保护层宜采用玻纤带绕包,且整个电缆结构应考虑隔绝易燃物,尤其是发烟量大的易燃物,这可提高阻燃漏泄同轴电缆燃烧时的最小透光率,即电缆的烟密度性能。

关键词：漏泄同轴电缆,阻燃,烟密度试验,透光率

参考文献

[1]刘宁,龚国祥.低烟无卤电(光)缆烟密度试验的考核指标与测试方法[J].电线电缆,2010(5):39-41.

[2]李明珠,王申.材料及线缆烟密度测量方法比较[J].电线电缆,2011(4):28-30.

[3]乔恩.电压驻波比图像在RF电缆制造中的应用[J].光纤与电缆及其应用技术,2009(6):14-17.

[4]乔恩.50Ω物理发泡聚乙烯绝缘皱纹铝管外导体射频同轴电缆的研制[J].电线电缆,2009(3):16-19.

电线电缆阻燃性能 篇3

在火灾中电线电缆常常扮演火源和导火线的角色, 使火灾起火迅速、火势迅猛, 极易扩大蔓延, 损坏电子仪器和控制设备, 甚至导致事故发生地消防控制系统无法正常运转, 产生大量烟雾和毒气, 严重影响消防救援和现场人员的撤离, 造成了巨大的经济损失和人身伤亡。因此控制和减少电线电缆火灾的发生已成为保障社会公共安全的一个重大问题。

1 阻燃型电线电缆的燃烧性能分析

1.1 阻燃性能分析

最为常见的聚合物阻燃机理主要包括以下三种: (1) 气相阻燃机理。阻燃剂受热产生捕获促进燃烧反应链增长的自由基, 对燃烧过程中发挥链增长效果的自由基进行抑制, 从而起到阻燃的效果, 如在聚合物制作过程中添加一定比例的含卤阻燃剂; (2) 凝聚相阻燃机理。使固相状态下的聚合物尽量不发生热分解, 进而减少可燃气体的释放, 如在聚合物制作过程中添加一定比例的磷化合物; (3) 中断热交换机理。将热量及时抽离聚合物, 中断其进一步分解。事实上, 阻燃是一个相当复杂的过程, 在建立某种阻燃体系的过程中, 通常需要应用多种阻燃机理予以实现。另外, 电线电缆的阻燃还可借助其他多种方法来实现, 如截面结构设计、铠装电缆设计以及隔氧层电缆设计。

1.2 耐火性能分析

所谓耐火性指的是, 在火源作用下保持线路完整性的能力。那些较为重要的公共场合, 通常对电力输送提出了更高的要求, 要求在一定的火势下、一定的时间内, 电线电缆能够正常地、持续地输送电力或者相关信号。相较普通电缆而言, 耐火电缆的不同之处在于增加了耐火层 (位于导体、绝缘二者之间) 。当电线电缆被点燃, 表层有机材料全部烧毁时, 若想使电线电缆仍旧正常发挥作用, 则需要保证其耐火层的完整性和有效性。

耐火电线电缆的耐火层通常采用耐火云母这种材料制作而成, 现阶段, 最常见的耐火云母带主要包括以下三种:白云母带、金云母带、氟金合成云母带。在耐火云母带的诸多制作材料中, 云母纸是关键材料, 不仅发挥着电绝缘的作用, 而且发挥着耐火的作用。在电气绝缘领域, 云母是一种公认的优质材料, 但值得一提的是, 云母纸由于强度不足, 不可作为耐火层的唯一材料, 需要使用粘合剂将其和玻璃丝布粘合在一起, 共同构成云母带。

1.3 无卤、低毒性能分析

含卤阻燃材料在燃烧时, 将会释放出较多的有害气体, 有鉴于此, 人们对阻燃型电线电缆提出了更高的要求:一方面要具有良好的阻燃性能、耐火性能, 另一方面要减少自身燃烧时有害气体的释放量。

无卤电线电缆指的是, 在制作的过程中, 采用无卤聚合物材料, 并添加一定比例的无卤阻燃剂。聚烯烃便是一种较为常用的无卤材料, 其本身具有可燃性, 所以, 在制作绝缘材料时, 需要在其中添加一定比例的无卤阻燃剂, 如此一来, 所制得的电线电缆即便着火也不会释放有害气体。

1.4 低烟性能分析

电线电缆着火发烟问题已经受到了人们的普遍关注, 其危害表现在以下三个方面:一是阻碍视线, 使人们难以及时找到逃生出口;二是毒性烟雾会使人们中毒, 危及人们的生命;三是妨碍救援工作的顺利开展。

为保证聚合物材料的低烟性能符合要求, 一般通过添加助剂的方法予以解决, 如Al (OH) 3、Mg (OH) 2以及红磷等, 上述助剂不仅具有一定的阻燃效果, 而且具有抑制发烟的效果, 获得了人们的普遍认可。目前, 效果最佳的抑烟剂当属钼类化合物, 如三氧化钼。在PVC绝缘层中, 适当融入钼、锌化合物, 能使其具有良好的低烟性能。

2 阻燃型电线电缆燃烧性能的检测

阻燃型电线电缆燃烧性能的检测主要包括以下五大方面:阻燃性能;耐火性能;低卤无卤性能;低烟性能;低毒性能。

2.1 阻燃性能的检测

在阻燃性能检测方面, 单根垂直燃烧法是一种最为常用的检测方法, 能够实现对单根电线或单根电缆实际阻燃性能的准确检测。单根铜芯绝缘细电线或者电缆垂直燃烧试验方法也是评价单根电线电缆的实际阻燃性能的一种常规试验方法。试验过程中, 部分小规格导体有一定的几率在供火期间被熔化, 针对这种情况, 应采用单根铜芯绝缘细电线或电缆垂直燃烧的试验方法。一般指直径为0.4-0.8mm实心铜导体和截面积为0.1-0.5mm2绞合铜导体电线电缆。在建筑中, 电线电缆往往成束敷设, 所以, 对束状电线电缆所具有的阻燃性进行研究更具实用价值。束状电线电缆燃烧试验属于一种大规模的试验方法, 由于和实际使用情况较为贴合, 所以, 能够较为客观地反映出成束电缆所具备的阻燃能力。

塑料燃烧性能氧指数试验方法指的是, 对塑料在空气中燃烧的整个过程进行模拟, 通过对氮气以及氧气间浓度改变的检测而得出使物质保持不间断燃烧所需要的一个最小极限的氧浓度。一般电线电缆生产厂用这种方法来检测、评价绝缘材料以及护套材料的实际阻燃性能。

2.2 耐火性能的检测

将电线电缆置于一定温度的火焰下, 并保持一定的供火时间, 如果其功能性保持良好, 那么可判定其耐火性能满足标准, 这就是所谓的耐火性能的检测试验。

为了深入了解电线电缆所具备的真正耐火性能, 人们常常采用更为严格、更为科学的方法对其进行检测, 如将电线电缆置于模拟条件下的火灾现场, 然后施加火焰加冲击 (或者喷水) 等更高一级的试验条件。

2.3 低卤无卤性能的检测

相当部分绝缘层是以卤化聚合物为主要材料制作而成的, 一旦燃烧, 其卤酸气体的释放量将会达到一个很高的值, 甚至超过5mg/g。对电线电缆低卤性能进行检测、评价时, 往往通过测定卤酸气体总量的试验方法予以实现。

如今, 随着材料生产技术水平的不断提升, 无卤电线电缆获得了广泛应用。传统的化学滴定方法存在严重的缺陷, 即精度偏低, 无法适用于卤酸气体总量在5mg/g以下的情况, 因此, 常采用测量p H值以及电导率的方法来测定气体的实际酸度, 进而实现对电线电缆无卤性能的准确评价, 在卤酸气体总量偏小时 (5mg/g以下) , 取得了良好的应用效果。

2.4 低烟性能的检测

对电线电缆燃烧性能进行评价时, 发烟性属于一个十分关键的评价指标, 具有十分重要的现实意义。对电线电缆低烟性能进行检测时, 需要将其置于特定的燃烧条件下, 然后对燃烧的烟密度进行测定。

2.5 低毒性能的检测

对电线电缆的低毒性能进行评价时, 通常采用以下两种方法: (1) 动物试验法。将小白鼠置于规定的条件下, 使其保持动态吸入烟气的状态, 然后分析其中毒特征; (2) 化学分析法。该类方法中最常用、最知名的当属“毒性指数测定法”, 其原理是“基于某种气体的实际浓度同此气体30min致死浓度的比值作为该气体的毒性因子”。该方法在可比性方面表现出了一定的优越性, 因而获得了业内人士的普遍认可和采用。

3 结束语

总之, 随着社会经济水平的不断提高, 人们对建筑物的防火性能提出了更高的要求, 相信在人们的不断努力下, 我国阻燃型电线电缆的制造及应用水平将会更上一个台阶, 从而减少由此带来的火灾事故, 最大程度保证人们的生命财产安全, 从而为我国社会的可持续发展奠定坚实的基础。

摘要：当前电能和信息是社会的两大支柱, 无论是电能还是信息的传输, 都离不开电线电缆。而随着电线电缆在电力系统、高层建筑、工矿企业、城乡配电和通讯网络中的广泛应用, 因电线电缆引发的火灾事故也时有发生。因此, 控制和减少电线电缆火灾的发生对保障四化建设的顺利进行具有重要的现实意义, 同时也已成为保障社会公共安全的一个重大问题。

关键词：电线电缆,燃烧性能,质量检测,热交换机理,燃烧条件,预防为主,经济合理

参考文献

[1]赵应彬.电力电缆故障探测的新方法[J].中国西部科技, 2006 (34) .

电线电缆阻燃性能 篇4

随着国民经济的快速、稳步增长,城市建设的飞速发展,大批建造了各种功能的建筑物,由此发生火灾的几率相应增多。在人口相对比较密集的易发生火灾的场合,应采用高阻燃防火型电力电缆以满足使用要求。

由于常见的高阻燃防火型电力电缆绝缘只采用无机复合绝缘材料云母带重叠绕包,云母带上面的云母粉容易脱落导致绝缘性能和防火性能下降,采用挤出填充型硅橡胶填充缆芯的空隙,这个工序需要专用的硅橡胶挤出设备才能进行,金属层采用纵包氩弧焊接铜带,成本较高,因此本公司展开了新型高阻燃防火型电力电缆的研制。

本公司设计的新型高阻燃防火型电力电缆的结构如图1所示。该电缆的导体采用了GB/T 3956—2008规定的第1种或第2种紧压导体结构,导体表面应光滑,无毛刺。绝缘采用了无机复合绝缘材料合成云母带重叠绕包三层,重叠率≥50%,并在合成云母带外面重叠绕包两层陶瓷化硅橡胶复合带,以保护绝缘层防止云母带云母粉脱落,以及进一步加强电缆的防火性能。为保证高阻燃防火性能,该防火电缆采用了挤出型高阻燃隔氧层材料进行填充,该类隔氧层材料燃烧后能够结壳。缆芯外面重叠绕包两层陶瓷化硅橡胶复合带和一层玻璃纤维带作为防火电缆的防火层。铠装层采用间隙绕包两层镀锌钢带,以保证防火电缆的抗侧压性能,同时也起到了增强防火性能的作用。外护套采用高阻燃低烟无卤聚烯烃材料,以保护缆芯,同时提高防火电缆的阻燃和防火性能。

2 防火电缆的防火性能测试方法和指标

经检验,本公司设计的新型高阻燃防火电缆防火性能完全可以与常见的高阻燃防火型电缆相媲美,且比常见的防火电缆更节省成本,以3×25mm２高阻燃防火电缆为例,可以节省成本近40%。本公司按照BS 6387耐火性能CWZ级测试标准对研制的新型高阻燃防火型电力电缆的防火性能进行测试。该防火电缆的防火性能指标为:a.单纯供火的耐火特性试验C类(火焰温度为950 ℃,供火时间180min,施加电压1kV)供火期间3A的熔断器不能熔断;b.带喷水的耐火特性试验W类(火焰温度为650 ℃,供火时间15min,随后供火加喷水15min,施加电压1kV)供火和喷水期间3A的熔断器不能熔断;c.带冲击的耐火特性试验Z类(火焰温度为950 ℃,供火时间15min,冲击间隔30s,施加电压1kV)供火和机械冲击期间3A的熔断器不能熔断。该防火电缆的防火性能经过国家电线电缆质量监督检验中心检测完全符合BS 6387CWZ级别要求。

电线电缆阻燃性能 篇5

关键词：建筑,电气,阻燃和耐火电缆,使用,分析

一、引言

阻燃和耐火电缆作为电气产品中的一种，是建筑构造的不了缺少的部分。它被运用的范围极为宽广。近年来，由于建筑建造运用的电力负荷过大，使得很多由于电缆燃烧造成的火灾，频繁发生。因此，给建筑工人以及建筑企业造成了巨大的负面影响和损失。使得建筑工作人员损失伤亡过多，影响了工人的工作效率，也影响了建筑企业的发展。电气引起的火灾所造成的威慑力，使得建筑企业不得不引起对建筑构造中电缆选用方面的重视。电气中阻燃和耐火电缆有着遏制电气造成火灾的巨大的作用。但是很多工作人员对电缆的材料组成以及对电缆的使用方面并不了解。从而使得在电缆的使用时缺乏专业化、合理化的操作。合理的使用阻燃和防火电缆首先要了解影响其发生火灾而燃烧的因素，进而根据阻燃和耐火电缆所具有的特性，进行合理、有效的安装及使用阻燃和耐火电缆。

二、影响建筑构造中使用的电缆发生火灾、持续燃烧的因素

(1)在建筑的构造中所运用的电力的电缆所进行的燃烧的承载负荷比通信所用的电缆的承载负荷额度过高。在通信电缆的构造中，有很多间隙，使得所接触的空气过多进而氧气过多，从而使得火势增大。云母所构成的电缆绝缘层不会在短时间内发生燃烧，使得电缆在发生危机的情况下还有着一定的运行时间。

(2)电缆在水平摆放的情况下所造成的火势比较小，甚至不会延伸到其他地方。反之，电缆被垂直摆放的情况下，火势就会很快的延伸到其他地方。

(3)在火灾发生时，建筑在构造中所运用的电缆的数目以及排列对火势都有着巨大的影响。挨着的两根电缆的距离与所运用的电缆的直径大致相同时，火势最为强烈。电缆如果是在比较紧密的状态喜爱会阻碍火势的延伸。

三、阻燃和耐火电缆的使用位置和安装方式

1. 阻燃和耐火电缆在建筑施工时的常用位置

(1)建筑墙身的内侧或者外侧、地板以及房屋天花板的下边或者边。

(2)建筑中所用的砖、石头的空间地方、用来通风的系统里侧、或者管道里边。

(3)木质材料的面板或者大理石以及岩石材料的面板的上面或者下面。

(4)在建筑构造中所运用的架子进行电缆固定或者导线、分支线等等的管道里将电缆传入。

2. 阻燃和耐火电缆的安装方式

(1)将相同型号的、相同的尺度的阻燃和耐火电缆捆绑紧密或者稀疏安装在一个位置。

(2)将不同尺度和类型的电缆放在一起进行掺杂的安装。

(3)将电缆一根根的单独安装。

(4)将电缆垂直状态安装或者是水平状态安装。

四、在建筑的构造中阻燃和耐火电缆的使用分析

1. 要找准阻燃和耐火电缆的使用位置

对于在安装在不同位置的阻燃和耐火电缆，对电缆的耐火度、所产生的烟量的要求因地而异。因此在建筑构造的过程中应挑选有着相关的性能以及对电缆应该安装在哪个位置的详细说明的阻燃和耐火电缆。对于不同型号的电缆、不同尺度的电缆要进行合理的分类，并根据其独有的特性进行相应的安装，使其的特性符合建筑构造中所要运用的电力的负荷、以及电气之间的配额。阻燃和耐火电缆在建筑的电缆线槽以及其他的电缆管道里成束的敷设时被使用，无论这条线路所供应的是多少的负荷。当数量比较多的电缆被敷设在同一个管道里，电缆被燃烧后，会释放出很大的热量，如果电缆所放出的热量与吸收的热量相同，则要继续燃烧，如果放出的热量大于吸收的热量时，则燃烧的火势会增大。在建筑不同的位置采用不同特性的阻燃和耐火电缆，如果利用不当，电缆可能在发生火灾时被破损从而影响建筑施工的开展与进行。但在一定的条件下，由于阻燃的电缆所具有的特性，能使火灾范围缩小。因此在选用的同时，还要注意不同阻燃和耐火电缆的阻燃层次。

2. 要全面的理解所使用的阻燃和耐火电缆

从一定的程度上来说，阻燃特性的电缆和耐火特性的电缆是具有不同性质的。一般情况下，具有阻燃特性的电缆是一种在平常的情况下不会延伸燃烧范围的电缆，它的阻燃方面的功能与它的耐火方面的功能是不能画等号的。具有阻燃特性电缆本身不会燃烧，如果存在外在的火势下也许会被燃，但是如果没有外在的火势，它具有阻止火焰延伸的性能。具有阻燃性能的电缆如果没有金属管的外在防护是不具有耐火特性的。然而具有耐火特性的电缆只能承载具有单一的温度的火势的性能。即便是有机构成的具有耐火特性的电缆，如果没有一定的安全防护决策，也是无法在一个很长的时间段内达到火势的蔓延、设备的破损等这些具有破坏性质的因素所要的条件。因此只有使得将具有阻燃特性的电缆和具有耐火特性电缆结合在一起，才能满足建筑工程在施工时所运用的电力负荷，保证其不自燃、不蔓延燃烧，进而建立安全的消防设施。因此，在建筑的构造过程中，一定要全面的了解阻燃和耐火电缆的构成，明白其所具有的特性，进行深刻的、全面的、准确的了解之后，才能更加精确的利用阻燃和耐火电缆，设计出设和建筑特性的阻燃和耐火电缆，达到建筑建造中所要求的标准。

3. 根据阻燃和耐火电缆所要达到的特性进行设计、使用阻燃和耐火电缆是具有两种不同的特性的电缆有机结合而成的。建筑企业在进行建筑构造的过程中，所选用的电缆要想达到防止火灾的功能，一定要根据电缆所具有的特性即本身所具备的材料的性质与功能，结合建筑构造过程中火灾的形势与延伸所造成的危害性，以及由于火灾所产生的烟雾的稀薄或者浓厚程度，将这些因素结合起来，根据建筑工程的特点与规划，进行合理的设计，从而减少或者杜绝由于电气造成的火灾所带来的损失和伤亡，使得阻燃和耐火电缆促进建筑的施工，使得建筑工人在工作的过程中安心工作，使得建筑工程的质量达到所要求的标准，进而提升工作效率，增进企业建筑构造的经营成果。因此，建筑企业进行电缆的选用方面要加大对专业人才的任用，使得在利用阻燃和耐火电缆时，能够合理的、精确的、有效的、规范化的进行实施。并使得所选用以及所设计出来的阻燃和耐火电缆符合建筑构造的特性，以及建筑在构造中所使用的电力负荷额度，使得所设计出的建筑构造中所使用的阻燃和耐火电缆达到最大效用。进而，促进安全施工的同时达到建筑的质量水准。

五、结束语

随着经济的发展，科学技术的日益发达，建筑工程在建造中所运用的阻燃和耐火电缆也有了很大的改进。阻燃和耐火电缆在建筑构造中所运用的范围日益宽广。

随着建筑工程的建造规模越来越庞大化，电缆作为电气产品的一种，被使用的次数也是越来越多，越来越复杂化。由于建筑在建造的过程中，用电负荷量过大，使得电气所造成的火灾频繁发生。因此，建筑建造者一定要利用好阻燃和耐火电缆，减少电气火灾的发生，使得建筑建造的工作人员工做安全化增大，减少因为电气引起的火灾的损失。由于工作人员对电缆的认识程度不深，所以使得在建筑施工的过程中，无法进行准确的、有效的指导与管理工作。因此，在建筑的建造中一定要加强对阻燃和耐火电缆的认识，进行正确的、健全的设计和使用阻燃和耐火电缆。

参考文献

[1]程荣贵,黄新波.负载自匹配电缆故障检测路径仪的设计与实现[J].电测与仪表,2007(03).

[2]郑秀玉,李晓明,丁坚勇.电力电缆故障定位综述[J].电气应用,2009(22).

电线电缆阻燃性能 篇6

(1) GB50311-2007《综合布线系统工程设计规范》

正文第八条“防火”中，要求综合布线工程设计选用的电缆、光缆应选用相应等级的防火线缆。在条文说明中规定，在通风空间内(如吊顶内及高架地板下等)采用敞开方式敷设缆线时，可选用CMP级(光缆为OFNP或OFCP)或B1级。

(2) GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》

将机房分为A, B, C三个等级，规定：A级，应采用CMP级电缆，OFNP或OFCP级光缆。B级，宜采用CMP级电缆，OFNP或OFCP级光缆。

(3）《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008

正文23.2.3关于机房、电信间设计的规定中第7条规定：除采用CMP等级阻燃线缆外，活动地板下引至各设备的线缆，应敷设在封闭式金属线槽中。

随着新标准的不断出台, CMP阻燃线缆得到了更为广泛的认识和了解, 应用也越来越多。

CMP线缆典型应用案例介绍

·沈阳市政府办公楼、国家图书馆·上海世博会中国馆、日本馆

·广州白云机场、重庆江北机场·深圳联通新大楼、浙江网通大楼等等

CMP级数据通信线缆的优越性

·低发烟性

美国保险商实验室进行的大规模模拟燃烧试验结果表明，CMP级线缆发烟量最低，平均烟密度为0.15，一旦发生火灾，CMP线缆最能保证人们逃生的视线，而且避免因烟雾窒息，保证顺利撤离。

·高阻燃性

同样的实验证明，CMP是最难燃烧的一种通信电缆。强制燃烧，CMP线缆蔓延距离最小。易燃的线缆会引发其他设备的燃烧，是二次火灾的元凶。CMP线缆不会燃烧，能给人们最长的逃生时间，保障生命安全。

·低燃烧毒性

强制使CMP和其他缆线燃烧，所释放气体的毒性大致相同但CMP很难燃烧，而其他缆线在火灾初期的低温情况下(250-350℃) 会产生刺激性气体，不利于人们的安全。

·顺应全球环保节能方针

可开放式布线，安装时不使用金属线槽，节省材料;使用施工方便，提高可视性，有利于线缆更新和维护;有利于电缆散热，防止桥架内温度过高，提高空调使用效率。

国内首家CMP阻燃通信电缆生产厂——大金通信科技（宁波）有限公司

大金通信科技(宁波)有限公司是大金集团在华设立的独资企业，是国内第一家使用FEP氟树脂生产CMP线缆的企业，可满足国内高水平建筑安全防火的需要。

大金氟化工 (中国) 有限公司www.daikinchem.com.cn

北京分公司上海分公司广州分公司

电话:010-85182874电话:021-53514920电话:020-38219798

电线电缆阻燃性能 篇7

前几年,新疆克拉玛依剧场着火,烧死300多人,河南焦作一家录像厅着火烧死70多人。这些火灾中最主要的危害因素就是有大量有毒气体和烟雾。作为传统的阻燃电缆、低卤低烟阻燃电缆,都广泛地采用含卤聚合物和含卤阻燃剂组合而成的混合物。尽管这些电缆具有良好的阻燃性能,但一旦发生火灾,电缆燃烧后会产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性的气体,这不仅妨碍救火工作和人员疏散,并会腐蚀仪器和设备。尤其对于众多人员聚集的封闭场所,如地铁、旅馆、展览大厅和舰船等,及装备有昂贵电子仪器设备的场合,这问题就显得特别重要。

对于普通的无卤低烟阻燃电缆,由于在其绝缘或护套中渗入大量的Al(OH)3、Mg(OH)2阻燃无机材料,虽不产生含卤的有害气体,但阻燃等级停留在C类或B类,很难达到A类,且因大量无机材料的渗入,使其机电性能及加工性能都变得较差,研制含有隔氧层的阻燃电缆就是在这种背景下产生的。

为了使无卤低烟阻燃电缆的阻燃性能更加可靠,围绕电缆燃烧三要素(温度、可燃物和氧气)的燃烧机理分析,提出了一种电缆隔氧层的新结构,即在电缆绝缘层与护套层之间,增加一层由特殊的隔氧材料组成隔氧层。当电缆遇明火燃烧时,隔氧材料能析出大量水分以降低环境温度,并形成一个不熔不燃的氧化铝硬壳,以隔绝绝缘有机物与外界空气的接触,最终使电缆达到自熄的目的,从而大大提高了阻燃的级别,可达A级阻燃水平。其次采用隔氧层结构的电缆其绝缘可采用普通型的绝缘材料,即避免了因加入无机的阻燃剂、消烟剂而引起的不良的影响。这就是试制交联聚乙烯绝缘无卤低烟护套隔氧层阻燃电力电缆的设计思路。

由于本产品尚未有相应的国家标准,所以根据以下有关产品标准及其试验标准编制了企业标准,其中包括:GB 12706—2002《额定电压35kV及以下铜芯、铝芯塑料绝缘电力电缆》,GB/T18380—2001《电缆在火焰条件下的燃烧试验》,GB/T 17651—1998《电缆或光缆在特定条件下燃烧时烟密度测定》和GB/T17650—1998《电缆或光缆特定条件下燃烧时释出气体的试验方法》,GA 306—2001《阻燃及耐火电缆:塑料绝缘阻燃及耐火电缆分级和要求》。

2 产品的结构与材料的选择

电缆的绝缘采用硅烷交联聚乙烯(XLPE);护套采用河北中联高聚物有限公司生产的无卤低烟聚烯烃阻燃护套料;成缆后的缆芯外绕包一层隔氧层,它主要由含有Al(OH)3和Mg(OH)2并经特殊工艺加工处理的绕包带,当其受热后释放出结晶水并形成不熔不燃的硬壳,起着降温与隔离的作用;成缆时要绞入无尘岩棉阻燃填充绳,以便使缆芯圆整,它是由江苏新奇特电缆材料厂生产的无卤低烟矿物材料受热后也可分解出结晶水,降低温度、保护绝缘。试验证明:这种结构设计和材料选用完全能满足电缆阻燃性能要求,并已通过国家防火建筑材料质量监督检测中心的检测。

3 试制中出现的问题及解决的方法

3.1 成缆工艺

绝缘线芯成缆用的阻燃填充绳含有Al(OH)3和Mg(OH)2等成分,它的抗拉强度特别低,起初选用普通的并线模,结果填充绳经常断裂,而且表面发粘和起毛。经分析,其主要原因是其抗拉强度比较低,而且耐磨性差,再加上并线模的模孔直径较小,产生的摩擦阻力大等多种原因所造成的。若将填充绳的根数减少适当地减小绳的外径但这样会使缆芯不圆整。最终将模孔直径适当地增大,同时在成缆机的放线盘盘轴上安置抱闸,以便适当地给以一定的张力,这样既保证了缆芯的圆整,又避免了填充绳断裂、起毛和发粘。

3.2 护套的挤出工艺

1)挤出温度的选择由于热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃护套料加入了大量的水合金属氧化物氢氧化铝、氢氧化镁等无机材料,使其挤出工艺性能变得较差,其加工温度应控制在160～170℃之间。低于这温度将不能使物料完全塑化,挤出压力过大,难以挤制;高于这个温度会使其分解,一方面降低其阻燃性能,而另一方面会造成护套表面产生大量的气孔。其次,应特别注意的是:由于电缆护套料中含有众多的无机材料,在挤出过程中,挤压摩擦会引起发热(即摩擦生热),从而影响了挤出温度的控制。温度控制的影响因素众多,其中还包括挤出机螺杆结构及尺寸、螺杆的转速和冷却的方式等等。这就对挤出设备、挤出模具及其工艺提出了很高的要求。

2)挤出设备的选择众所周知,螺杆直径越大,挤出加工能力越大;长径比越大,有利于塑料混合和塑化,能减小漏流和逆流,提高挤出机生产能力。但长径比过大,同样会使塑料挤出压力增大,尤其会使含有大量无机材料的阻燃护套料引起摩擦生热严重,造成材料降解和分解,使其阻燃性能下降,材料挤出表面质量下降;而长径比过小,易引起材料混炼后的塑化不良,导致其性能的下降。因此最终选用了长径比为20的单纹螺杆挤出机。

3)冷却装置的选择由于阻燃聚烯烃护套料含有大量的无机填充料,在挤出过程中会产生大量的摩擦生热,这就要挤出机具有良好的冷却装置,为此,把原来的风冷系统改为水冷系统。

4)螺杆转速的选择对于阻燃聚烯烃护套而言,挤出螺杆的转速选择也是一个不能忽视的问题。通常在使用Υ90mm挤出机挤塑时,螺杆转速宜控制在20～22r/min。若螺杆转速过大,塑料会受到较大剪切应力,使物料摩擦生热增加,导致阻燃剂的分解、护套表面毛糙。

5)挤出模具的选择由于低烟无卤聚烯烃护套料中无机填充物高达150%(每100份的树脂中所含的份数量这就导致了其在挤出时熔融状态下熔体的强度、拉伸比和粘度等,均与普通型护套料存在着较大的差异,因此,挤出模具的选配也有所不同。根据理论分析和实际经验,通常阻燃聚烯烃护套料可适用于挤压式、半挤管式及挤管式模具。在使用挤压式模具时,由于其熔体粘度大,使机头中压力增大,挤出成品压得较密度,导致离模后电缆外径会有所膨胀而增大,因此,选用的模套内径应比成品电缆的标准直径小5%左右;采用半挤管式或挤管式模具,要注意其拉伸比应选为2.5～3.2,比普通护套料(拉伸比为6～7)要小得多。若拉伸比过大,则会引起护套表面质量下降,严重时会引起护套脱节或断裂;若拉伸比过小,护套表面更光滑,但影响生产速度。最终选用挤管式模具,模具尺寸的配合为:

4 产品的性能

交联聚乙烯绝缘无卤低烟护套隔氧层阻燃电力电缆经检测,各项性能指标均符合标准的要求,其中,阻燃性能达到成束燃烧试验的A类标准,炭化高度为1.5m,低于GA 306-2001标准中规定的不小于2.5m的要求;燃烧气体酸值(pH)合格;烟浓度指标中适光率达90%,比GA 306-2001标准规定的一级A类中要求的最小透光率为80%优良;烟气毒性指数按标准GA 132-1996检测为准安全级二级(ZA 2)。该产品研制成功,不仅有良好的经济效益而且具有良好的社会效益

参考文献

[1]GB 12706—2002,额定电压35kV及以下铜芯、铝芯塑料绝缘电力电缆[Z].

[2]GB/T 18380—2001,电缆在火焰条件下的燃烧试验[Z].

[3]GB/T 17651—1998,电缆或光缆在特定条件下燃烧时烟密度测定[Z].

[4]GB/T 17650—1998,电缆或光缆特定条件下燃烧时释出气体的试验方法[Z].