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浅谈耐火电缆燃烧试验及材料选择

发表时间:2020-10-26  |  点击率:68
  引言:耐火电缆是在火灾发生时,仍能保证线路在一定时间里正常通电,以满足万一发生火灾时通道的照明、应急广播、防火报警装置、自动消防设施及其它应急设备的正常供电,使人员及时疏散。据统计,在国内电气火灾中,电线和电缆的事故率约占40%。因而,准确掌握阻燃电缆和耐火电缆的分类与正确选用,对工程设计、施工及电线电缆火灾的防范具有一定的借鉴意义。
 
  一、什么是耐火电线电缆
 
  耐火电线电缆是具有防火性能电线电缆的总称,通常分为阻燃电线电缆和耐火电线电缆两种。
 
  所谓耐火电线电缆,就是在规定火焰条件下能够保持一定时间正常运行的电线电缆,或者说在燃烧条件下能够保持线路完整的电线电缆。根据国内耐火电线电缆生产水平和我公司的现有状况,我公司生产的多为0.6/1.0KV及以下耐火电缆。在GB/T19666-2005标准中是这样规定的:0.6/1.0KV及以下电缆在额定的电压下,供火温度为750+50℃℃,供火时间90min+冷却时间15min,2A熔断器不断或指示灯不亮。
 
  耐火电线电缆。目前从生产工艺角度来分有两大类:
 
  1、以云母带绕包为主要防火手段的线缆。其特点:成本较低,生产长度不受限制,安装使用方便。
 
  2、以氧化镁为主要防火手段的线缆。其特点:成本较高,生产长度严格,连接安装使用较为繁琐。但从耐火性能来看,后者更胜一筹。
 
  耐火电缆A级:在950-1000℃的火焰中和额定电压下耐受燃烧,能保持电缆正常工作至少90min,所用的包带为两层,内层云母带选用耐火有机硅单面玻璃金云母带,该云母带选用有机硅为胶粘剂沾接云母纸,单面以无碱玻璃布为补强材料,经过上胶,符合,烘培,分切而成的带状耐火云母带.在常态时具有良好的柔软性.
 
  二、耐火电缆燃烧试验
 
  1、阻燃电缆
 
  阻燃电缆按国家实验标准(GB12666-99)可分为三个等级:ZRA、ZRB、ZRC。在一般产品命名中,ZRA通常用GZR表示,属称高阻燃电缆或隔氧层电缆或高阻燃隔氧层电缆。ZRC在一般阻燃产品中表示ZR。
 
  阻燃电缆是保持普通电缆的电性能和理化性能的同时,具有自熄性,即不易燃烧,或当电缆因故自身着火或是外火源引燃着火时,在着火熄灭后电缆不再继续燃烧,或燃烧时间很短(60分钟以内),或延燃长度很短。
 
  2、耐火电缆
 
  耐火电缆按国家实验标准(GB12666-99)可分为二个等级:NHA、NHB;在一般产品命名中,NHA通常用GNH表示,属称高耐火电缆。NHB在一般耐火产品中表示为NH。
 
  耐火电缆在火灾发生时能持续工作(传送电流和信号),其本身延燃与否不在考核之列。阻燃电缆在火灾发生时很快中止工作,其功能在于难燃和不波及能自熄。耐火电缆750~800℃的火焰燃烧中维持180分钟正常运行。
 
  3、关于"实体"耐火试验目的:一是检测消防设备通常选用的电缆及敷设方式在实体火灾实验中的延续供电能力;二是常用电缆在火灾时,有消防喷水和重物坠落的情况下能否保证供电;三是火灾时,矿物绝缘电缆降低截面等级使用,能否正常启动消防设备。
 
  4、根据GB12666.6规定。耐火电缆分为A类和B类。电缆在外部火源750~800℃(或950~1000℃)直接燃烧下,90min内仍能通电。就判定为B类(或A类)耐火。
 
  5、相关试验方法标准:与电缆燃烧有关的试验方法标准有许多。GB12666-1990规定了电线电缆燃烧,其中GB12666.3-1990规定了单根电缆水平燃烧试验方法,GB12666.4-1990规定了单根电线电缆倾斜燃烧试验方法。GB18380.1-2001和GB18380.2-2001替代GB12666.2-1990中的DZ一1法和DZ一2法规定了单根电缆垂直燃烧试验方法。GB18380.3-2001替代GB12666.5-1990规定了成束电缆的燃烧试验方法。GB/Tl7651-1998规定了电缆或光缆在特定条件下燃烧的烟密度测定。GB/T17650-1998规定了取自电缆或光缆的材料燃烧时释出气体的试验方法,GB/T19216-2003规定了在火焰条件下电缆或光缆的线路完整性试验。
 
  三、耐火电缆材料的选择
 
  上世纪80年代,电缆研究所成功试制并生产了氧化镁绝缘电缆,为耀华-皮尔金顿玻璃厂设备配套,从而国产氧化镁电缆在国内打开了市场。由于铜价问题影响了氧化镁电缆的广泛使用,云母带绕包加塑料绝缘耐火电缆迅速崛起,确实对氧化镁电缆冲击很大,加上商业抄作升温,云母带绝缘耐火电缆在行业中风行一时,只要有检测报告,似乎发生火灾时这种电缆就能保持线路完整性。这里并不否认优质云母带绝缘耐火电缆可以在火灾时维持一段时间,但到底可维持多长,很难有数字概念表达,再说各厂产品良莠不齐,遇到劣质产品则杞人忧天之念也不无道理。
 
  关于对耐火电缆的导体材料,云母带,绝缘料,辅助材料的选择做如下阐述。
 
  1、导体材料和导电线芯结构的选择
 
  铝导体的熔点为685℃而耐火电缆试验时依据GB/T19216供火温度要达到750+50℃℃显然铝导体是不能做耐火电缆的;铜的熔点在1000℃以上,所以可以做耐火电缆的导体。
 
  截面1.0mm2及以下的铜线,在高温下虽不熔化,但由于线芯太细,极易因局部过热和轻微的外界影响而发生断裂,丧失正常的通电功能,因此不推荐1.0mm2及以下的铜线做耐火电缆.
 
  软结构束线,因导体表面的不光滑平整,将对云母带造成的损伤,生产出的耐火电缆性能不稳定。
 
  大截面的电缆扇形芯导体不易做耐火电缆,圆形芯导体适合做耐火电缆。因为圆形结构比扇形结构表面光滑,云母带的受力情况比较均匀,不会对云母带造成损伤,而且圆形结构比扇形结构节约云母带,成本低。
 
  2、云母带的选择根据我们公司的实际生产状况
 
  多用金云母和合成云母。合成云母的耐火温度要高于金云母的耐火温度。由于国家标准中取消了对耐火电缆的分级要求,实际生产中可以根据客户的要求选择耐火云母带,从耐火电缆的安全性和确保耐火电缆质量稳定性考虑,建议均用合成云母。
 
  3、绝缘材料的选择耐火电缆的常用绝缘料多为PVC和PE,XLPE等,但使用PE,XLPE的效果要优于PVC,因为在750+50℃℃的高温下,电缆的绝缘材料早已燃烧不存在,但不同的绝缘料燃烧后的残留物资对云母带的影响不同,下面做以下阐述:
 
  PVC的组要成分为PVC树脂和CaCO3根据其燃烧机理粘附在云母带的外面,它的燃烧固体残留物CaOCacl2的混合物处于比较稳定的状态,粘附在云母带的外面,在燃烧过程会产生内应力,挤压云母带,使云母带受到损伤,影响耐火性能。
 
  PE,XLPE是几乎无填充物的纯净的炭氢化合物,其燃烧产物co2和水蒸气自然逸出,只有极少量的固体杂质残留在云母带上,不会对云母带造成损伤。
 
  因此可以看出PVC和PE,XLPE等虽都可以做耐火绝缘,但使用PE和XLPE要比PVC效果好。
 
  4、辅助材料的选择作为耐火电缆的辅助材料包带和填充虽不是关键材料,但应依据燃烧后生成残留物最少的原则。
 
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