杨泽强
上海安捷防火智能电缆有限公司 201308
摘要：目前，社会进步迅速，我国的现代化建设的发展也有了改善。据消防局统计，火灾有70%是由电缆电线短路或老化引起的。2019年12月沈阳市某处居民楼外墙保温材料被引燃发生火灾，火情从5层短时间蔓延至25层，楼体被烧焦。经查起火原因为居民使用的电线发生故障而引发，该建筑于2002年被建造，按当时的工程建设消防技术标准，外墙保温的内容并未包含于阻燃耐火设计审核的范畴中。因此防火工作必须要从源头开始，对阻燃耐火电缆的材料、结构加以精细设计，研究相关标准并强制推行。
关键词：防火电缆；设计研究；措施
引言
综合管廊是将电力、通信、燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体的城市地下隧道空间，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。我国政府为了推动综合管廊建设，自2013年以来先后印发了《国务院关于加强城市基础设施建设的意见》《国务院办公厅关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》等文件。随着我国城市现代化进程的加快，综合管廊内的管线种类日渐繁多、管线密度日益增加，综合管廊内发生的火灾越来越多。由于综合管廊中容纳有城市运行所必需的多种电缆，火灾发生时电缆燃烧会产生大量的烟气，综合管廊迅速被烟气充满，消防部门在进行火灾救援时困难重重，同时也对城市的正常运行造成重大影响。因此，研究综合管廊内火灾烟气及其防治措施对消防人员迅速扑灭火灾、保障城市的正常运行具有重要的意义。
1防火电缆的概念
1．1应用背景
伴随着电缆使用时间的增长，护套和导体外皮的绝缘性降低，甚至有些电缆的使用环境本身就有燃烧物、高温等不利条件，那么更会加剧电缆的老化，在绝缘失效后，尤其是在湿热环境下，极易发生线路短路，最终漏电而引发电缆燃烧，甚至火灾。因此，电缆设计时必须充分考虑防火的能力，同时因地制宜，避免过度设计。
1．2定义
防火电缆包括阻燃电缆、耐火电缆。依据学术上普遍认同的观点，阻燃电缆是指规定试验条件下被燃烧，在撤去火源后，火焰在电缆上的蔓延仅在限定范围内并自行熄灭，即具有阻止或延缓火焰发生或蔓延能力的电缆。耐火电缆是指在规定的火源和时间内燃烧时能够持续地在指定状态下工作，即具有保持线路完整性能力的电缆。
1．3阻燃电缆与耐火电缆的区别
一部分电缆设计者对二者存在混淆和误解的认知。阻燃电缆在燃烧时有可能被烧坏而不能运行，不过能够把燃烧限制在一定范围内，火源一旦被消除就能自熄而不再延燃，适合用于普通线路。耐火电缆则是在引燃后可继续导电一定时间，一般适用于烟温感、火情报警、消防设备等。
2电缆分类
普通电缆没有特殊性能，性能一般。阻燃电线电缆具有良好的阻燃性：当电线电缆着火时，将火源移开，并在有限的时间内将阻燃电缆中的自由火熄灭，而不会引起火势的蔓延和蔓延。相反，耐火电缆具有出色的耐火性：即使在燃烧条件下，电缆的内部布线也可以正常工作。耐火电缆的优点在于其耐火性，在发生危险时易于将消防和照明系统供应到最低限度以及加快人员疏散。显然，耐火电缆具有优越的性能。环境和居民的健康，并可能造成继发性灾难。这就是为什么开发了低氯电缆和非氯化电缆的原因。两种类型的电缆均设计成可燃烧几乎无烟。
在第一种情况下，聚氯乙烯树脂仍用作基础材料，但是通过添加合适的氯化吸附剂，大大减少了有毒气体的产生。后者直接由不含氯的聚乙烯制成，具有非常有效的阻燃剂，具有良好的阻燃性。燃烧不会产生有毒气体，但会分解成无毒的水和二氧化碳，这在减少火灾损失方面大有帮助。这些材料在防止火灾蔓延方面非常有效，并且在扑灭火灾中非常重要。此外，还有耐火云母绝缘电缆和压缩粉矿绝缘电缆。这些电缆具有出色的耐火性。通常，矿石绝缘电缆具有最佳性能，并且制造成本较高。应当指出，阻燃程度不仅与电缆本身的特性和材料有关，而且与电缆部分的尺寸，使用的数量和情况的要求有关。实际上，选择过程需要更详细。
3优化措施分析
3.1阻燃电缆
参照阻燃电缆所选用的导线绝缘材料不同，可将其分为两个类别，即有卤阻燃电缆、无卤阻燃电缆。有卤阻燃电缆的导线绝缘护套为含卤聚合物、含卤阻燃剂或二者组合而成的阻燃混合物，卤素即元素周期表中的卤族元素，包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)、钿(Ts)，通常为前三者。有卤阻燃电缆工艺简单、性价比高，具有比较好的阻燃特性，但经试验验证，有卤阻燃电缆一旦燃烧，则会释放大量烟雾以及腐蚀性卤化氢气体，可能造成二次伤害。无卤阻燃电缆的导线绝缘护套不含有卤素，一般采用辐照交联技术，利用射线辐照高分子轰击，将原材料分子键打散，再使生成的自由基重组成新的交联键，改线性结构为网状立体结构。试验表明，无卤阻燃电缆不仅比有卤阻燃电缆的阻燃效果更好，而且还清洁环保，在燃烧时不产生浓烟和有毒气体。此外其绝缘电阻在高温、高湿环境中也极其稳定，将其放入沸水中，绝缘电阻无明显下降，耐磨次数大幅度提升，具有良好的物理稳定性。
3.2耐火电缆
参照耐火电缆所选用导线的材料、结构不同，可以分为两个类别，即有机耐火电缆、无机耐火电缆。有机耐火电缆是在导体与绝缘之间添加一层阻燃层，多芯之间的填充物以及外护层也应是有机耐火材料。阻燃层常见的材料有云母带、陶瓷化耐火复合带，而云母带又分为白云母带、金云母带、合成云母带等三种，分别可以承受600℃、800℃、1375℃的高温，陶瓷化耐火复合带是由玻璃纤维和陶瓷化硅橡胶压延、硫化而成，最高可承受3000℃高温，设计时应按使用场景设计选材和安全裕度。多芯之间填充物和外护层可选择聚烯烃、辐照聚乙烯等。有机耐火电缆的耐火特性完全依赖于云母层的保护，它的优点是价格相对低廉，是市面上最常见的耐火电缆。目前，一般都采用金属水合物氢氧化铝或氢氧化铝作为柔性矿物绝缘防火电缆的填充材料，金属水合物降解温度为350℃左右，低于350℃传热，该金属水合物会释放出游离水，350℃温度传热到该金属水合物时将释放大量水分子，吸收大量热，降低电缆内部温度。水分子释放殆尽时该金属水合物形成多孔介质化合物，多孔介质其本身具有优异的隔热性能，阻止热量进一步传递，延缓温度上升速度。填充工序采用挤出方式填充，填充前根据电缆成缆外径实际测量值设计挤出模具，保证了填充的完整性和连续性。填充后重叠绕包无卤玻纤带绝热层，确保填充层被完整包裹在绝热层内。在试制过程中，该工序得到良好的控制，填充后无失圆、漏包等不良现象。
结语
本文通过对电缆的防火性能的设计、各种试验标准的探讨和研究分析，提出了可行性的矿物填充层和挡火层等方面的防火，有效的实现了电缆防火性能的可实现性，并切实应用到实际生产和建筑区域，极大了提高了人类生存环境的安全性和舒适性，避免了电缆在使用中出现短路，导致各种火灾的发生。
参考文献
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