淺析通信電纜防火防護(hù)應(yīng)用

趙斌 國家能源集團(tuán)神朔鐵路分公司信息通信段

1 引言

伴隨著經(jīng)濟(jì)的增長和社會的進(jìn)步，我國鐵路行業(yè)正處于高速發(fā)展的階段，通信系統(tǒng)為適應(yīng)信息快速準(zhǔn)確傳遞的需要，其程控系統(tǒng)設(shè)備向著復(fù)雜、昂貴方向發(fā)展。為了充分發(fā)揮信息傳遞功能，必須通過電纜向外傳遞及向內(nèi)接收。通信系統(tǒng)的快速更新、擴(kuò)建、改建，使得電纜防火防護(hù)成為防火領(lǐng)域內(nèi)的一大難題。由于電氣設(shè)施、建筑、電纜布置等都向著復(fù)雜化、精細(xì)化方向發(fā)展，使得人們開始逐漸重視防火材料的性能和使用，因?yàn)榉阑鸩牧系陌踩秃涂煽啃躁P(guān)系到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全和鐵路安全運(yùn)行的保障，因此要杜絕通信系統(tǒng)電纜火災(zāi)事故的發(fā)生、防止電纜著火蔓延，應(yīng)采取相應(yīng)的防火防護(hù)措施，改善電纜及設(shè)備的防火效果，從而保證通信系統(tǒng)網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。

2 通信系統(tǒng)火災(zāi)的危害及原因

電纜短路、電纜過負(fù)荷、電纜接觸不良和外部火源都是引起電纜發(fā)生火災(zāi)的原因。發(fā)生火災(zāi)后，電路不能正常的進(jìn)行供給。這樣會導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備無法正常工作，導(dǎo)致信息傳遞受阻。而且因電纜的外護(hù)套為絕緣物組成，發(fā)生火災(zāi)后，外護(hù)層的聚合物會快速分解、燃燒和擴(kuò)散?；馂?zāi)的主要原因如下：

2.1 電氣設(shè)備安裝使用不當(dāng)。諸如電源線年久失修、老化；電源線未穿管敷設(shè)。電源線接頭未封閉在接線盒內(nèi)；將通信電纜及電源敷設(shè)在空調(diào)管內(nèi)；用鋁絲、鐵絲、銅絲等代替保險(xiǎn)絲，任意增大保險(xiǎn)絲容量；在機(jī)房內(nèi)任意使用電熱設(shè)備；亂拉臨時(shí)電源線；不顧電源線容量任意增加電氣設(shè)備等。其結(jié)果造成電源線路短路、超負(fù)荷、接觸電阻大以及產(chǎn)生電弧、電火花等，沿線路迅速蔓延，導(dǎo)致火災(zāi)。

2.2 強(qiáng)電侵入通信機(jī)房引起通信設(shè)備起火。一是通信下高壓電力線交叉處無防護(hù)措施，因電力線路斷線，造成強(qiáng)電搭接通信線侵入機(jī)房；二是通信電纜與高壓線路同桿架設(shè)，高壓線斷線導(dǎo)入機(jī)房。但由于缺乏經(jīng)常的維護(hù)，使保安裝置動作遲緩或不起作用，致使強(qiáng)電直接侵入，通信設(shè)備起火。

2.3 用火不慎引起可燃物燃燒，通信機(jī)房附近及大樓內(nèi)施工時(shí)，若存在明火作業(yè)，若管理措施不當(dāng)，極易發(fā)生火災(zāi)。

2.4 通信機(jī)房及相關(guān)區(qū)域電纜無防火分隔措施。有些通信系統(tǒng)內(nèi)的電纜豎井、控制柜、電纜井、電纜管道沒有進(jìn)行防火分隔。通風(fēng)管道、電纜電線穿墻孔洞及樓板間的縫隙未做防火分隔，電纜貫穿孔洞多，縫隙大，一旦發(fā)生火災(zāi)，這些豎井、縫隙、柜體將加速火勢的蔓延擴(kuò)大。并且機(jī)房內(nèi)的通風(fēng)管道系統(tǒng)若無防火措施，一旦起火，很快沿著送排風(fēng)管道蔓延到其他位置。

3 通信系統(tǒng)防火材料應(yīng)用現(xiàn)狀

通信系統(tǒng)防火安全由“主動式”和“被動式”防火系統(tǒng)共同組成，主動式防火系統(tǒng)在火災(zāi)中起到火災(zāi)預(yù)警、報(bào)警、滅火等作用，而被動式防火系統(tǒng)在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，將火焰控制在一定區(qū)域，防止火焰的串燒和蔓延。隨著通信行業(yè)的發(fā)展和主動式防火產(chǎn)品的更新?lián)Q代，通信系統(tǒng)的主動式防火增加了報(bào)警系統(tǒng)、預(yù)警系統(tǒng)、新型氣體滅火和熱感等一系列先進(jìn)的防火產(chǎn)品。但由于國內(nèi)被動式防火材料發(fā)展緩慢，傳統(tǒng)防火材料技術(shù)還處于較低水平，使得完整的防火系統(tǒng)存在著“被動式”防火隱患。

目前，在材料方面，通信系統(tǒng)內(nèi)的“被動式”防火措施主要有封、堵、涂、隔、包等，而使用的傳統(tǒng)防火材料主要有防火泥、防火包、防火板一系列低端產(chǎn)品。傳統(tǒng)的防火材料采用低廉的配方，其鹵素的使用長期性會腐蝕破壞電纜表皮，外觀遇高溫時(shí)流淌失去穩(wěn)定性，低溫時(shí)硬化無法增容，含有脂肪胺類易產(chǎn)生霉菌，發(fā)生火災(zāi)時(shí)產(chǎn)生的大量煙毒，將會對人造成二次傷害。在通信系統(tǒng)的現(xiàn)場排查中，存在大量防火泥硬化、脫落，防火包破損、失穩(wěn)，防火板斷裂等現(xiàn)象。而在應(yīng)用方面缺乏細(xì)化施工工藝，再好的產(chǎn)品和解決方案如果沒有落實(shí)到明確、細(xì)致、完備的施工工藝上，那也不會發(fā)揮最大功效。所以傳統(tǒng)防火材料在常態(tài)下無法經(jīng)受環(huán)境的考驗(yàn)就已失效，防火能力的失效，會導(dǎo)致發(fā)生火災(zāi)時(shí)無法保證阻止火焰的串燒蔓延，將會造成更嚴(yán)重的人員和經(jīng)濟(jì)損失。

4 新型“被動式”防火防護(hù)系統(tǒng)

新型“被動式”防火防護(hù)系統(tǒng)材料創(chuàng)新性的研究過程中，在防火性能提升同時(shí)，還具有無毒環(huán)保性、耐高低溫性、長效性、耐酸堿性、耐UV、防電磁屏蔽性、隔煙隔熱性等諸多能力，這樣才能滿足通信系統(tǒng)防火材料應(yīng)對常態(tài)惡劣環(huán)境和防火安全的需求。

4.1 創(chuàng)新型配方

經(jīng)過長期的配方測試，新型防火材料使用由聚磷酸銨（APP）和三聚氰胺（MEL）、防火劑、硼酸鋅、石墨炭層等材料研發(fā)制成，為了達(dá)到新型防火材料的諸多性能指標(biāo)，對APP和 MEL做了多次熱分析實(shí)驗(yàn)（如圖三、圖四）、炭質(zhì)層內(nèi)表面和外表面元素分析實(shí)驗(yàn)和APP的反應(yīng)過程實(shí)驗(yàn)，并取得了符合性能需求的熱重（TG）、微商熱重（DTG）和差熱分析（DTA）等結(jié)果。

4.2 防火隔熱性

新型防火防護(hù)材料具有遇火膨脹≥400%的性能，可將線纜表皮燃燒層進(jìn)行增補(bǔ)，穩(wěn)固的膨脹層具有隔煙能力、隔火能力、隔熱能力（圖六），并具有長效防火能力，防火時(shí)效可達(dá)3h。

4.3 耐候性能

新型防火防護(hù)產(chǎn)品可適應(yīng)局部空間的嚴(yán)苛環(huán)境，耐水、耐紫外線，耐油污、耐濕熱性，并可適用于-20℃至+80℃的環(huán)境溫度，以確保防火防護(hù)材料在低溫下不開裂、起皮、剝落，在高溫下不流淌、滴落。

4.4 安全環(huán)保性

新型防火防護(hù)材料具有無鹵素特性，長期作用于電纜和金屬管道表面不會對電纜和金屬管道造成腐蝕性破壞，并對人體和環(huán)境無損害，無粉塵及揮發(fā)性有毒物質(zhì)等。

4.5 防蟲鼠性

新型防火防護(hù)材料具有金屬外殼，在控制間區(qū)域的電纜出入口具有較強(qiáng)的防蟲鼠能力，排除了蟲鼠引起的電纜火災(zāi)隱患。

4.6 簡單操作

新型防火防護(hù)材料不會因?yàn)楣と说牟僮魉讲煌绊懯┕ばЧ?，更好的完成工程質(zhì)量，達(dá)到指定防火能力和美觀度。

4.7 增容性能

新型防火防護(hù)產(chǎn)品對于封堵位置便于電纜的二次穿越，使用簡單工具開孔即可增容、可拆卸、可再次使用安裝。

5 通信系統(tǒng)新型防火材料的應(yīng)用

5.1 機(jī)房防火

機(jī)房作為通信系統(tǒng)的“大腦”，在安全防火方面非常重要，大部分機(jī)房在設(shè)計(jì)中沒有采用防火、防煙分隔區(qū)的防火方式，先天的防火設(shè)計(jì)不足，只能依靠后續(xù)的防火改造來完善。其中機(jī)房內(nèi)部防火的重點(diǎn)位置有控制柜體防火、電纜“豎井”“水平井“”橋架”處防火、電纜自身防火防護(hù)、建筑墻體防火、通風(fēng)系統(tǒng)防火等。根據(jù)使用位置、防火特點(diǎn)、環(huán)境特點(diǎn)不同，采用皮甲防火模塊、超薄防火板材、水性防火涂層、防火坪、防火格柵等一系列新型防火材料可制定相應(yīng)的“地毯式防火系統(tǒng)”、“通風(fēng)防火系統(tǒng)”、“無膠防火系統(tǒng)”、“防火防鼠系統(tǒng)”、“裝配式防火墻系統(tǒng)”，通過不同的防火方案，使各部位的防火時(shí)效提高到3h以上，使機(jī)房形成一個(gè)獨(dú)立防火分區(qū)。

5.2 電纜井（溝道）

通信系統(tǒng)另一部分由電纜井（溝道）組成，電纜井（溝道）作為電力和信號的傳輸通路，防火分隔的能力不可或缺。通過使用新型的水性環(huán)保防火涂層、膨脹型防火隔板、防火邦迪、膨脹型防火模組等一系列產(chǎn)品來增強(qiáng)電纜井（溝道）的防火能力，使電纜井（溝道）具有防火分隔能力，遇火時(shí)能夠形成獨(dú)立防火分區(qū)，使外部火焰無法進(jìn)入，內(nèi)部火焰無法竄出，并且在一定的時(shí)間內(nèi)，是電纜/光纜仍具有電力/信號傳輸?shù)哪芰Γo救援提供充足時(shí)間，減少火災(zāi)帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

6 結(jié)束語

通信系統(tǒng)采用新型的防火防護(hù)材料可以保障通信的安全可靠性，使通信系統(tǒng)的安全性得到大大提升。在今后的發(fā)展過程中，需要強(qiáng)化新型防火材料應(yīng)用機(jī)制，建立健全的安全防火體系，真正做到“預(yù)防為主、防消結(jié)合”。只有提高安全生產(chǎn)能力，才能使通信系統(tǒng)得到更好的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)通信技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。