防火電纜防火性能的分析

謝庚強 劉曉東

摘 要：隨著現(xiàn)代化城市建設(shè)步伐的不斷加快，能源和信息成為社會發(fā)展的兩大支柱，無論是電能傳輸還是信息傳輸都需要通過電線電纜來完成。目前電線電纜被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)、建筑工程以及通訊網(wǎng)絡(luò)中，但經(jīng)常出現(xiàn)電線電纜引發(fā)的火災(zāi)事故，這就需要相關(guān)工作人員認真分析電纜的防火性能，對電纜存在的火災(zāi)隱患進行有效控制和整治，進一步提高電力系統(tǒng)防火水平，保障消防安全。本文簡要介紹了防火電纜的特點，重點分析了防火電纜防火性能，以期能為有關(guān)方面的需要提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：防火電纜；防火性能；特點分析

中圖分類號：TM249 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）14-0160-02

在日常生活中，由于電線電纜質(zhì)量差、外部火源或連接不合理引起的火災(zāi)問題時有發(fā)生，小規(guī)模電纜事故能夠及時進行處理，但大范圍的電纜事故會導(dǎo)致火災(zāi)快速蔓延，直接威脅人們的生命財產(chǎn)安全，給國民經(jīng)濟帶來嚴重損失。而防火電纜作為一種新的電纜種類，能夠有效避免電纜火災(zāi)事故的出現(xiàn)。

1 電纜火災(zāi)產(chǎn)生原因

通過長期實踐能夠看出，過負荷、接觸電阻過大、設(shè)計負荷偏小等是造成電纜發(fā)生火災(zāi)的主要原因。

1.1 過負荷

所謂的過負荷，主要是指電氣設(shè)備或?qū)Ь€的實際使用功率或?qū)嶋H運行電流超過其額定值，從而造成電能在導(dǎo)體中產(chǎn)生大量的熱能，當(dāng)熱能達到一定程度后使導(dǎo)體局部溫度升高，能夠?qū)⒏浇目扇嘉镆?，最終出現(xiàn)電纜火災(zāi)。尤其是電纜在長時間過負荷運行情況下，電纜外層容易出現(xiàn)干枯，從而降低其絕緣性，嚴重情況下出現(xiàn)多條或帶狀的起火點。

1.2 接觸電阻

在搭接電氣線路過程中，如果接點處出現(xiàn)松動情況，間隙空氣足以被接點間的電壓擊穿，從而形成空氣導(dǎo)電，假如接觸點具有較大的空隙，電源電壓波動峰值會導(dǎo)致電弧在空氣間形成，從而將附近的可燃物點燃，最終出現(xiàn)火災(zāi)。

1.3 設(shè)計負荷偏小

在設(shè)計電氣線路系統(tǒng)時，部分設(shè)計人員只考慮到普通照明和家用電器使用電纜，從而造成電纜負荷設(shè)計偏小。隨著近年來家用電器負荷的不斷增大，很多電纜生產(chǎn)廠家對其進行改造，一些家用電纜和工業(yè)電纜都進行了更換，但更換不徹底造成部分電纜仍瀕臨超載運行狀態(tài)，線路起熱出現(xiàn)火災(zāi)。

2 防火電纜的特點

防火電纜的組成結(jié)構(gòu)主要將無縫銅管制成護套，線芯使用電工紫銅棒，絕緣材料使用氧化鎂粉，利用以上三種材料加工而成，其性能比較獨特。

（1）具有良好的防火性能，防火電纜所使用的護套和線芯銅熔點達到1083℃，而氧化鎂粉的熔點在2200℃以上，因此防火電纜具有良好的防火性能，即不燃燒，又不延燃。通過試驗?zāi)軌蚩闯?，?00-1100℃火焰中燃燒防火電纜2小時仍可以正常通電，而以有機高分子聚合物作為絕緣層或護套層的電纜在300-400℃的溫度中就會出現(xiàn)自燃，釋放大量熱能，無法對線芯起到保護作用。（2）具有良好的耐腐蝕性和防爆性，防火電纜銅護套的耐腐蝕性能比較好，不需要對其采取防護措施，如果在化學(xué)腐蝕性場所使用防火電纜，需要裹一層塑料護層。另外，在銅線芯和銅護套之間緊密擠壓氧化鎂絕緣材料，能夠避免電纜內(nèi)進入可燃氣體及易燃燒液體蒸汽和火焰。（3）具有良好的防水性，無縫銅護管制成的銅護套在水中長時間浸泡，仍具有良好的防水性能，能夠滿足正常通電的需求。（4）具有較長的使用壽命，銅芯、銅套和氧化鎂粉作為防火電纜的組成材料，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，長時間使用不會出現(xiàn)絕緣老化現(xiàn)象，能夠?qū)崿F(xiàn)永久性的保護。另外，銅護套作為良好的接地導(dǎo)線，能夠?qū)θ藛T工作安全起到保護作用。

3 防火電纜防火性能分析

3.1 阻燃機理

一是吸熱作用，一旦出現(xiàn)火災(zāi)事故，受高溫影響電線電纜的絕緣層出現(xiàn)熱裂解，對絕緣層結(jié)構(gòu)造成破壞，這直接降低了絕緣層的絕緣能力。將阻燃劑添加在絕緣層中，能夠使阻燃劑在高溫狀態(tài)下發(fā)生分解反應(yīng)，大量的熱能在反應(yīng)過程中被吸收，從而使絕緣層溫度有效降低，對材料的熱分解速度起到延緩作用；阻燃劑在高溫環(huán)境下發(fā)生改變，在對熱量吸收的同時，能夠使絕緣層內(nèi)部溫度的升高起到延緩作用。二是中止反應(yīng)，受熱分解后，阻燃劑會產(chǎn)生大量物質(zhì)，這些物質(zhì)具有阻斷效果。燃燒反應(yīng)物與燃燒物出現(xiàn)反應(yīng)后會對燃燒情況起到阻斷作用，從而對火災(zāi)起到抑制作用。

3.2 耐火機理

一是將某種添加劑摻入電纜的絕緣材料和護套材料中提高電纜耐火性能，在火災(zāi)高溫情況下，該添加劑能夠使聚合物產(chǎn)生的熱量有效降低，避免聚合物出現(xiàn)分解現(xiàn)象；二是物理隔離法，一般電纜的線芯金屬周圍包覆一層云母玻璃絲帶，云母玻璃絲帶具有良好的絕緣效果和耐高溫性，能夠在700℃火中燃燒2個小時，而且受到1000V的工頻電壓仍不會出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象，能夠提高電線電纜的耐高溫性能，確保防火電纜在高溫狀態(tài)下仍可以正常通電工作。

3.3 礦物質(zhì)絕緣電纜機理

該方法主要是借助金屬水合物的吸收效應(yīng)來提高電線電纜的阻燃能力。在這方面，AL（OH）3、Mg（OH）2、2Zn.3B2O3.3.5H2O等都是具有代表性的金屬水合物。作為阻燃劑的AL（OH）3和Mg（OH）2能夠在高溫狀態(tài)下生成氧化鋁、氧化鎂、水等物質(zhì)，這些物質(zhì)可以吸收大量的熱能。

3.4 防火電纜敷設(shè)措施

（1）做好防火封堵措施，針對多個區(qū)域的電力線路敷設(shè)，需要對電纜穿經(jīng)的區(qū)域做好封堵處理，將消防隔離措施做好，防止電纜引發(fā)的火災(zāi)沿線路擴散。（2）防火電纜與熱源、火源保持安全距離，在進行電纜敷設(shè)時，需要對附近存在的火源和熱源加強注意，控制一定的安全距離，防止電纜線路受火源和熱源影響出現(xiàn)不安全隱患。防火電纜不得鋪設(shè)在易燃易爆環(huán)境下。

4 具有防火性能的電線電纜劃分

（1）阻燃電線電纜，所謂阻燃電線電纜是指在規(guī)定試驗條件下，燃燒后的電纜在試驗火源撤去以后，蔓延的火焰只是存在于限定范圍內(nèi)，而且在限定時間，殘焰或殘灼能夠自行熄滅。該電纜分為四種類別，具體如下表所示（表1）。（2）耐火電線電纜，所謂耐火電線電纜是指電纜在50℃—800℃范圍內(nèi)燃燒超過2小時，耐火層和絕緣層在被火燒之后仍完好無損，能夠正常通電。目前，我國現(xiàn)有的耐火電線電纜分為兩種，一種是A類電纜，一種是B類電纜。這兩類電線電纜具有不同的耐火性能：A類電纜的耐火溫度一般在950℃至1000℃之間，燃燒時間控制在90min左右；B類電纜的耐火溫度一般為800℃至950℃范圍內(nèi)，燃燒時間控制在90min左右。（3）防火電線電纜，所謂防火電線電纜是指具有良好防火性能，無煙無毒，且耐腐蝕、載流量大的電纜。這類電纜具有較高的機械強度，在外力影響下不會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形或損害，能夠在1000℃的火焰中確保電纜正常通電運行而完好無損。

5 結(jié)語

綜上所述，電纜在使用過程中具有較多的起火危險源，因此使用時需要對電纜的防火性能高度重視，根據(jù)應(yīng)用環(huán)境對電纜的種類和規(guī)格進行正確選擇，在滿足使用要求的基礎(chǔ)上對經(jīng)濟成本進行綜合考慮，加強電纜的日常維護管理，及時排除異常情況，有效預(yù)防電纜火災(zāi)事故的發(fā)生。

參考文獻

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