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淺談耐火電纜燃燒試驗及材料選擇

來源:揚州金瀚元電氣有限公司   2020年10月26日 11:15  
  引言:耐火電纜是在火災發生時,仍能保證線路在一定時間里正常通電,以滿足萬一發生火災時通道的照明、應急廣播、防火報警裝置、自動消防設施及其它應急設備的正常供電,使人員及時疏散。據統計,在國內電氣火災中,電線和電纜的事故率約占40%。因而,準確掌握阻燃電纜和耐火電纜的分類與正確選用,對工程設計、施工及電線電纜火災的防范具有一定的借鑒意義。
 
  一、什么是耐火電線電纜
 
  耐火電線電纜是具有防火性能電線電纜的總稱,通常分為阻燃電線電纜和耐火電線電纜兩種。
 
  所謂耐火電線電纜,就是在規定火焰條件下能夠保持一定時間正常運行的電線電纜,或者說在燃燒條件下能夠保持線路完整的電線電纜。根據國內耐火電線電纜生產水平和我公司的現有狀況,我公司生產的多為0.6/1.0KV及以下耐火電纜。在GB/T19666-2005標準中是這樣規定的:0.6/1.0KV及以下電纜在額定的電壓下,供火溫度為750+50℃℃,供火時間90min+冷卻時間15min,2A熔斷器不斷或指示燈不亮。
 
  耐火電線電纜。目前從生產工藝角度來分有兩大類:
 
  1、以云母帶繞包為主要防火手段的線纜。其特點:成本較低,生產長度不受限制,安裝使用方便。
 
  2、以氧化鎂為主要防火手段的線纜。其特點:成本較高,生產長度嚴格,連接安裝使用較為繁瑣。但從耐火性能來看,后者更勝*。
 
  耐火電纜*:在950-1000℃的火焰中和額定電壓下耐受燃燒,能保持電纜正常工作至少90min,所用的包帶為兩層,內層云母帶選用耐火有機硅單面玻璃金云母帶,該云母帶選用有機硅為膠粘劑沾接云母紙,單面以無堿玻璃布為補強材料,經過上膠,符合,烘培,分切而成的帶狀耐火云母帶.在常態時具有良好的柔軟性.
 
  二、耐火電纜燃燒試驗
 
  1、阻燃電纜
 
  阻燃電纜按國家實驗標準(GB12666-99)可分為三個等級:ZRA、ZRB、ZRC。在一般產品命名中,ZRA通常用GZR表示,屬稱高阻燃電纜或隔氧層電纜或高阻燃隔氧層電纜。ZRC在一般阻燃產品中表示ZR。
 
  阻燃電纜是保持普通電纜的電性能和理化性能的同時,具有自熄性,即不易燃燒,或當電纜因故自身著火或是外火源引燃著火時,在著火熄滅后電纜不再繼續燃燒,或燃燒時間很短(60分鐘以內),或延燃長度很短。
 
  2、耐火電纜
 
  耐火電纜按國家實驗標準(GB12666-99)可分為二個等級:NHA、NHB;在一般產品命名中,NHA通常用GNH表示,屬稱高耐火電纜。NHB在一般耐火產品中表示為NH。
 
  耐火電纜在火災發生時能持續工作(傳送電流和信號),其本身延燃與否不在考核之列。阻燃電纜在火災發生時很快中止工作,其功能在于難燃和不波及能自熄。耐火電纜750~800℃的火焰燃燒中維持180分鐘正常運行。
 
  3、關于"實體"耐火試驗目的:一是檢測消防設備通常選用的電纜及敷設方式在實體火災實驗中的延續供電能力;二是常用電纜在火災時,有消防噴水和重物墜落的情況下能否保證供電;三是火災時,礦物絕緣電纜降低截面等級使用,能否正常啟動消防設備。
 
  4、根據GB12666.6規定。耐火電纜分為A類和B類。電纜在外部火源750~800℃(或950~1000℃)直接燃燒下,90min內仍能通電。就判定為B類(或A類)耐火。
 
  5、相關試驗方法標準:與電纜燃燒有關的試驗方法標準有許多。GB12666-1990規定了電線電纜燃燒,其中GB12666.3-1990規定了單根電纜水平燃燒試驗方法,GB12666.4-1990規定了單根電線電纜傾斜燃燒試驗方法。GB18380.1-2001和GB18380.2-2001替代GB12666.2-1990中的DZ一1法和DZ一2法規定了單根電纜垂直燃燒試驗方法。GB18380.3-2001替代GB12666.5-1990規定了成束電纜的燃燒試驗方法。GB/Tl7651-1998規定了電纜或光纜在特定條件下燃燒的煙密度測定。GB/T17650-1998規定了取自電纜或光纜的材料燃燒時釋出氣體的試驗方法,GB/T19216-2003規定了在火焰條件下電纜或光纜的線路完整性試驗。
 
  三、耐火電纜材料的選擇
 
  上世紀80年代,電纜研究所成功試制并生產了氧化鎂絕緣電纜,為耀華-皮爾金頓玻璃廠設備配套,從而國產氧化鎂電纜在國內打開了市場。由于銅價問題影響了氧化鎂電纜的廣泛使用,云母帶繞包加塑料絕緣耐火電纜迅速崛起,確實對氧化鎂電纜沖擊很大,加上商業抄作升溫,云母帶絕緣耐火電纜在行業中風行一時,只要有檢測報告,似乎發生火災時這種電纜就能保持線路完整性。這里并不否認優質云母帶絕緣耐火電纜可以在火災時維持一段時間,但到底可維持多長,很難有數字概念表達,再說各廠產品良莠不齊,遇到劣質產品則杞人憂天之念也不無道理。
 
  關于對耐火電纜的導體材料,云母帶,絕緣料,輔助材料的選擇做如下闡述。
 
  1、導體材料和導電線芯結構的選擇
 
  鋁導體的熔點為685℃而耐火電纜試驗時依據GB/T19216供火溫度要達到750+50℃℃顯然鋁導體是不能做耐火電纜的;銅的熔點在1000℃以上,所以可以做耐火電纜的導體。
 
  截面1.0mm2及以下的銅線,在高溫下雖不熔化,但由于線芯太細,極易因局部過熱和輕微的外界影響而發生斷裂,喪失正常的通電功能,因此不推薦1.0mm2及以下的銅線做耐火電纜.
 
  軟結構束線,因導體表面的不光滑平整,將對云母帶造成的損傷,生產出的耐火電纜性能不穩定。
 
  大截面的電纜扇形芯導體不易做耐火電纜,圓形芯導體適合做耐火電纜。因為圓形結構比扇形結構表面光滑,云母帶的受力情況比較均勻,不會對云母帶造成損傷,而且圓形結構比扇形結構節約云母帶,成本低。
 
  2、云母帶的選擇根據我們公司的實際生產狀況
 
  多用金云母和合成云母。合成云母的耐火溫度要高于金云母的耐火溫度。由于國家標準中取消了對耐火電纜的分級要求,實際生產中可以根據客戶的要求選擇耐火云母帶,從耐火電纜的安全性和確保耐火電纜質量穩定性考慮,建議均用合成云母。
 
  3、絕緣材料的選擇耐火電纜的常用絕緣料多為PVC和PE,XLPE等,但使用PE,XLPE的效果要優于PVC,因為在750+50℃℃的高溫下,電纜的絕緣材料早已燃燒不存在,但不同的絕緣料燃燒后的殘留物資對云母帶的影響不同,下面做以下闡述:
 
  PVC的組要成分為PVC樹脂和CaCO3根據其燃燒機理粘附在云母帶的外面,它的燃燒固體殘留物CaOCacl2的混合物處于比較穩定的狀態,粘附在云母帶的外面,在燃燒過程會產生內應力,擠壓云母帶,使云母帶受到損傷,影響耐火性能。
 
  PE,XLPE是幾乎無填充物的純凈的炭氫化合物,其燃燒產物co2和水蒸氣自然逸出,只有極少量的固體雜質殘留在云母帶上,不會對云母帶造成損傷。
 
  因此可以看出PVC和PE,XLPE等雖都可以做耐火絕緣,但使用PE和XLPE要比PVC效果好。
 
  4、輔助材料的選擇作為耐火電纜的輔助材料包帶和填充雖不是關鍵材料,但應依據燃燒后生成殘留物少的原則。
 

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