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对我国耐火电缆现状的分析

2017-10-30 09:27:04本网

  耐火电缆需要解决的几个问题。

  耐火电缆是指在规定试验条件下,试样在火焰中被燃烧,在一定时间内仍能保持正常运行的电缆。与通常的阻燃电缆的区别在于发生火灾时,可继续通电。

  根据结构,耐火电缆分为二类:一类是典型的矿物绝缘,金属护套结构的耐火电缆。该电缆缆芯由一根或多根铜导体,其间置入氧化镁组成,外用铜管做护套。其特点:防火性能优良,制造工艺复杂,价格较贵,一般用在特殊场所;另一类是普通耐火电缆。该电缆绝缘由聚氯乙烯(PVC)、交联聚乙烯(XLPE)组成,护套使用聚氯乙烯或低烟、低(无)卤阻燃材料,并在导体和绝缘之间增加了耐火层(云母带),以增强火焰作用下的绝缘性。其特点:制造工艺简单,价格低廉,是应用较广的耐火电缆;低烟、低(无)卤耐火电缆,是在交联耐火电缆的基础上研制的,其结构与普通耐火电缆相同,只是护套和绝缘层采用低烟低卤或低烟无卤材料代替聚氯乙烯等高分子材料。其特点:发烟量低,少许甚至无卤酸气体释放,避免火灾时因卤酸气体腐蚀造成贵重设备的二次损失,价格较高,一般用在地铁、隧道、电梯等重要场所。

  1标准现状目前各国采用的试验方法大致分为两种:一种是以IEC 331为代表的方法。如我国GB/T12666.6、英国BS67都属于这一种。但BS67在IEC331的基础上增加了喷水和机械冲击试验,试验条件更严格。另一种是ISA1034为代表的试验方法。

  IEC60331:1994电缆试验耐火特性试验标准规定,火焰温度750°C,作用3h,电缆在额定电压下能维持正常运行。

  日本消防厅1973年颁布,1978年修订的第7号公告规定,电缆耐火试验标准采用ISA 1034建筑构成部分的耐火试验方法,电缆需安装在燃烧试验炉内,按火灾标准升温曲线加热0.5h(最高温度达840°C),电缆在额定电压下能维持正常运行。

  BS6387―1991在火焰作用下需保持电路完整性的电缆性能要求中规定,试验装置近似于IEC331.本标准包括三个燃烧特性,即单独的耐火特性,有水时的耐火特性以及有机械冲击的耐火特性。单独的耐火特性试验是分别在650°C火焰下燃烧3h,相应地将电缆划分为A、B、C类。在950°C的火焰下能维持20mm短时间燃烧的电缆划分为S类。在本试验中,电缆被悬挂在火焰上面,并使其通电,若电路在试验完成之前发生短路,则该试验失败。

  有水时的耐火特性是用一根固定在支撑金属板上的电缆试样来完成的。本试验采用四点式燃烧器,火焰温度650°C,电缆通电并被燃烧15min,随后用喷壶喷水,再燃烧15mm,再用喷壶喷水。满足本试验要求的电缆,划分为W类。

  有机械冲击的耐火特性是将电缆固定在垂直平面的阻燃板上,阻燃板的水平进口偏离垂直方向90%借助于四点式燃烧器在阻燃板的底部提供火焰,火焰温度分别为65 c、75.、950°C,相应的将电缆划分为X、Y、Z.在燃烧15min期间,对试样进行冲击。例如,BSWZ类电缆表明是:B通过750°C,20min试验;W通过有水时的耐火试验;Z――通过95°C,15min带机械冲击的试验。

  331制定的。不同的是耐火特性按试验温度划分为A(950.(:1间为1.5h,电缆在额定电压下能维持正常运行。

  对于低烟、低(无)卤耐火电缆,除依据标准GB/T 12666.6检验耐火特性外,还要依据GB/T17651.12检验烟密度、GB/T17650.12检验卤酸气体总量和释出气体酸度(值、电导率)详见表1.上述仅是耐火特性的试验方法,目前还没有产品的国标或行标,仍在执行企业标准阶段。

  6387规定的试验条件最严ISA134条件较易,而GB/T 12666.6介于两者之间,其中A类试验条件也是相当苛刻的。

  表1低烟、低(无)卤耐火电级的检验指标项目国家标准技术指标国际标准备注耐火特性90min内3A溶丝不熔断设备等同方法有差别烟密度透光率>60%等同卤酸气体总量等同释出气体pH值酸度电导率等同2技术现状及生产能力众所周知,耐火电线电缆的质量优劣主要取决于云母带质量的好坏。云母带是由云母纸、玻璃纤维布和粘合剂制成的,其中云母纸是关键材料。目前绝缘用的云母纸有白云母、金云母和合成云母三类。白云母的长期工作温度为350°C,不能用于耐火电缆;金云母的长期工作温度为600°C650°C,短期可达800°C,适合生产B类耐火电缆;而合成云母的长期工作温度为1°C,短期可达1200X,是生产A类耐火电缆的理想材料。

  国外从20世纪50年代开始云母带的研究,并用于制造耐火电缆,但由于云母纸的制造技术和粘结剂的问题,生产的云母带较厚,黏结不牢固,容易分层断裂,制造的耐火电缆不太理想。自从瑞士首先开发出矿物绝缘耐火电缆后,由于其耐火特性好,具有防爆、防腐蚀等特点,广泛应用于交通、军事、电力、通讯和消防系统等重要场所。随着高层建筑的发展,电气引发的火灾逐年增加,对耐火电缆的需求量越来越大。由于矿物绝缘耐火电缆制造工艺复杂,成本高,从而限制了推广应用。从20世纪70年代起美、英等国重新开发具有耐高温绝缘性的合成云母带,用以生产耐火特性好,价格低廉的产品,目前已广泛应用。

  我国从20世纪80年代开始研制耐火电缆,而云母带大都靠进口。近年来,西安交通大学,上海电缆所先后对耐高温绝缘的合成云母带进行了研究,并取得一定成果,缓解了云母带的供求矛盾。从对国内、外产品的检验结果看,目前我国耐火电缆的生产技术水平已达到国外先进水平。但是,生产低烟、低(无)卤耐火电缆的护套和绝缘材料,目前仍依赖进口。

  从生产能力分析,近年来我们对全国I4个省、市的314家耐火电缆生产企业的产品进行过检验,例如:上海电缆厂,沈阳电缆厂,江苏新远东电缆有限公司,天津电缆总厂等产值都在亿元以上,生产能力相当可观。据有关报道,目前国内具有耐火电缆生产能力的企业1 000余家,有足够的生产能力满足市场的需要。

  从应用现状看,由于我国建筑规范和电力设计规范都没有对耐火电缆做出明确的规定,应用场所较少,只是少数重点工程,如:秦山核电站、上海地铁、黄浦江隧道、北京地铁等,选用了耐火电缆。目前对于电缆火灾问题普遍采用防火措施有两种:其一采用封堵材料将电缆井(沟)按一定距离隔开,防止火灾迅速蔓延;其二是普通电缆的护套外表面涂刷防火涂料,以提高护套的阻燃性。上述两种防火措施都是被动的,而且只能替代阻燃电缆,在火灾时延缓电缆燃烧速度,降低火灾损失,但不能替代耐火电缆在火焰作用下正常运行。有些场所,如:舰船、石油平台、消防系统、地铁、电梯等,火灾时必须保证能在一定时间内正常运行,以给人员疏散、物资转移的时间,只有这样才能真正降低电气火灾,减少损失。

  随着邮电、电力、交通、高层建筑、大型娱乐场所的蓬勃发展,近年来由电线电缆引发火灾事故时有发生,给国民经济造成巨大损失。电线电缆燃烧已成为电气火灾的第一诱因,应当引起消防部门的高度重视。

  3当前推广应用需要解决的几个问题标准滞后是阻碍耐火电缆推广应用的关键因素。耐火电缆种类繁多,规格各异。但无论哪一种耐火电缆,只是依据GB/T 12666.6标准检验耐火特性,缺少产品标准和分级标准。

  部分消防监督部门,没有把耐火电缆、阻燃电缆等防火电缆产品纳人消防产品管理范围。

  普通耐火电缆的价格比同结构的非耐火电缆高30 %,低烟、低(无)卤耐火电缆的价格比同结构的普通耐火电缆高20 %.而耐火电缆是一种防火、减灾的产品,由于宣传不够,市场对该产品的性能、用途以及优缺点缺乏认识。

  4几点建议耐火电缆的要求很高,制作难度较大,影响产品质量的因素很多。下面就如何提高产品质量,更好地推广应用谈几点建议。

  4.1耐火云母带的质置控制是关键>用于制造耐火电缆的云母带有两种:一种是金云母带,另一种是合成云母带。金云母的化学成分为KMg3(AlSi301Q)(0H)2,在800.(:以上才会释放结晶水,溶点接近1200°C.而合成云母的化学成分为KMg3(AlSi34)F2不含结晶水,熔点接近1375°C,耐火绝缘性合成云母优于金云母。目前国内云母带的生产厂近20家,产品价格相差甚远,质量参差不齐。进厂后一定要检验,并且要注意贮存,防止受潮降低绝缘性。如果一时没有完善的监测方法,在此,介绍一种简易方法,也可作初步鉴定。把云母带用手揉捏,如手感柔软,对折不分层,则说明粘结还可以。然后用酒精灯烧一下,云母带表面为白色粉末而不是黑色,则基本可用。

  2结构要合理所谓结构是指导体材料及形状、芯数、绝缘和护套等。导体材料宜选用直径1. mm以上的铜导体,且勿用铝线和小径铜线,原因是铝线在750°C以上的火焰中燃烧会熔化,同样小径铜线在高温下燃烧,机械性能下降容易折断;导体形状宜选用圆形,这样有利于云母带的绕包,而其他形状的导体,由于有棱角,云母带很难服贴地包在表面上,当试样受火时,云母带受热膨胀不均,极易在棱角处产生断裂,短路击穿。

  多芯电缆比单芯电缆易通过耐火特性试验。原因是单根电缆做试验是取三根电缆集束绑扎制成一根试样,火焰作用后,护套、绝缘等易燃物很快炭化,火焰直接作用于云母带上,使得云母带爆裂击穿;而多芯电缆是取一根直接做试验,它在护套和绝缘层间大都有一些不燃夹层,当试样可燃物炭化后,火焰不会直接作用于云母带,从而提高试样的耐火性能。

  护套和绝缘层尽量采用阻燃材料,最好采用低烟、低(无)阻燃材料,这样既降低环境污染,又提高耐火特性。

  4.3加快标准、规范的制定标准是推广应用某个产品的基础,是提高产品质量的有效尺度。无论是阻燃电缆或是耐火电缆,目前均没有国标或行标,仅仅执行企业标准,但各企业标准技术要求、试验方法不同,技术指标参差不齐,不利于质量控制和产品监督。另外,目前对耐火电缆的检验,只是依据GB/T12666. 6对耐火特性进行检验,但是耐火特性优不能说明耐火电缆产品质量好,它的电性能如何机械性能如何应对某个产品进行全面检验,所以应制定统一的产品标准。

  50217―94电力工程电缆设计规范、GB16―87建筑设计防火规范等,都没有对耐火电缆作具体规定,也是制约耐火电缆推广的因素之一。

  4.4加强行政管理公安部、交通部、电力部、邮电部、建设部等行政管理部门应联合起来,加强对耐火电缆质量、应用的管理力度,从根本上降低电气火灾对人民生命财产造成的损失。同时,呼吁有关部门,对生产耐火(阻燃)电缆企业,给予政策优惠,对市场加强宣传、引导,使人们尽快认识产品。

  结束语从以上分析可以看出,耐火电缆的推广应用是降低电气火灾的有效措施之一。而且市场需求量很大,产品生产技术和生产能力也能满足市场需求,希望有关各方重视耐火电缆的发展和应用,从根本上减少电气火灾,减少财产损失。

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