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阻燃电缆

耐火

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  阻燃电缆,是指在规定试验条件下,试样被燃烧,在撤去试验火源后,火焰的蔓延仅在限定范围内,残焰或残灼在限定时间内能自行熄灭的电缆。根本特性是:在火灾情况下有可能被烧坏而不能运行,但可阻止火势的蔓延。通俗地讲,电线万一失火,能够把燃烧限制在局部范围内,不产生蔓延,保住其他的各种设备,避免造成更大的损失。

  阻燃的含义:在规定试验条件下,试样被燃烧,在撤去火源后,火焰在试样上的蔓延仅在限定范围内并且自行熄灭的特性,即具有阻止或延缓火焰发生或蔓延的能力。

  电线电缆电缆的燃烧是由于外部加热而产生了易燃气体,要达到阻燃的目的,必须抑制引起燃烧的三要素,即:可燃气体、热量和氧气。因此,阻燃电线电缆一般采用的方法就是在护套材料中添加含有卤素的卤化物和金属氧化物,从阻燃的角度来评价,这是极好的方法,但是,由于这些材料中含有卤化物,在燃烧时释放大量的烟雾和卤化氢气体,所以,火灾时的能见度低,给人员的安全疏散和消防带来很大的妨碍,而人则更多地为有毒气体窒息致死。

  此外,卤化氢气体与空气中的水一旦反应后,即生成“卤化氢酸”,严重腐蚀仪器设备、建筑物造成“二次灾害”。

  目前,随着科技水平的不断提高,阻燃问题已由过去的卤素阻燃化,进一步发展到低卤、无卤的阻燃化。

  WDZA-YJLY23/WDZB-YJLY23/WDZC-YJLY23

  为了评定线缆的阻燃性能优劣,国际电工委员会分别制定了 IEC60332-1、IEC60332-2和IEC60332-3三个标准。IEC60332-1和IEC60332-2分别用来评定单根线缆按倾斜和垂直布放时的阻燃能力(国内对应GB12666.3和GB12666.4标准)。IEC60332-3(国内对应GB12666.5-90,GB12666.5已经被GB/T 18380.3-2001代替)用来评定成束线缆垂直燃烧时的阻燃能力,相比之下成束线缆垂直燃烧时在阻燃能力的要求上要高得多。

  (单根电线或电缆垂直燃烧测试 Flame Test On Single Vertical Insulated Wires/Cables)这是单根电缆的阻燃标准。试验规定,一根 60cm长的试样垂直固定在前壁开通的金属箱内,火焰长度175mm的丙烷燃烧器从距试样的上部固定端450mm的位置上火焰锥与电缆以45度角接触,如果试样燃烧损坏部分距离固定端下部不超过50mm,测试通过。

  (成束电线或电缆垂直燃烧测试 Flame Test On BunchedWires/Cables)这是成束电缆的阻燃标准。试验规定,成束 3.5m长的电缆试样用铁丝固定在梯形测试架上,试样数量按不同分类所要求的非金属物料决定。试样垂直挂在燃烧炉背壁上,空气通过底板上的进气口引入燃烧炉。丙烷平面燃烧器以750℃的火焰与试样接触,试样在强制吹风(气流排放5m3/分钟,风速0.9m/秒)的情况下,必须在垂直燃烧20分钟内燃不起来,电缆在火焰蔓延2.5米以内自行熄灭。IEC60332有A类、B类、C类和D类之分,以评定阻燃性能优劣。

  UL列明的任何电缆经过测试验证若符合某种防火等级,可在电缆印上UL识别字、防火等级和批准编号。

  (送风燃烧测试/斯泰钠风道实验Plenum Flame Test/Steiner TunnelTest)这是 UL防火标准中要求最高的电缆(Plenum Cable),适用安全标准为UL910,实验规定在装置的水平风道上敷设多条试样,用87.9KW煤气本生灯(300,000BTU/Hr)燃烧20分钟。合格标准为火焰不可延伸到距煤气本生灯火焰前端5英尺以外。光密度的峰值最大为0.5,平均密度值最大为0.15。这种CMP电缆通常安装在通风管道或空气处理设备使用的空气回流增压系统中,被加拿大和美国所认可采用。符合UL910标准的FEP/PLENUM材料,阻燃性能要比符合IEC60332-1及IEC60332-3标准的低烟无卤材料的阻燃性能好,燃烧起来烟的浓度低。

  (直立燃烧测试Riser Flame Test)这是 UL标准中商用级电缆(Riser Cable),适用安全标准为UL1666。实验规定在模拟直立轴上敷设多条试样,用规定的154.5KW煤气本生灯(527,500BTU/Hr)30分钟。合格标准为火焰不可蔓延到12英尺高的房间的上部。干线级电缆没有烟雾浓度规范,一般用于楼层垂直和水平布线使用。

  (垂直燃烧测试Vertial Tray Flame Test)这是 UL标准中商用级电缆(General Purpose Cable),适用安全标准为UL1581。实验规定在垂直8英尺高的支架上敷设多条试样,用规定的20KW带状喷灯燃烧(70,000BTU/Hr)20分钟。合格标准为火焰不可蔓延到电缆的上端并自行熄灭。UL1581和IEC60332-3C类似,只是敷设电缆根数不同。商用级电缆没有烟雾浓度规范,一般仅应用于同一楼层的水平走线,不应用于楼层的垂直布线上。

  (垂直燃烧测试Vertial Tray Flame Test)这是 UL标准中通用级电缆(General Purpose Cable),适用安全标准为UL1581。商用级和通用级的测试条件类似,同为加拿大和美国认可使用。通用级电缆没有烟雾浓度规范,一般仅应用于同一楼层的水平走线,不应用于楼层的垂直布线上。

  (垂直燃烧测试Vertial Wire Flame Test)这是 UL标准中家居级电缆(Restricted Cable),适用安全标准为UL1581,VW-1。实验规定试样保持垂直,用试验用的喷灯燃烧(30,000 TU/Hr)15秒钟,然后停止15秒钟,反复5次。合格标准为余火焰不可超过60秒钟,试样不可烧损25%以上,垫在底部的外科用棉不可被落下物引燃。UL1581-VW-1和IEC60332-1类似,只是燃烧的时间不同。这种等级也没有烟雾或毒性规范,仅用于敷设单条电缆的家庭或小型办公室系统中。这类电缆不应成捆敷设使用,必须套管。烟密度、卤素含量和毒性等级

  一般人很容易混淆阻燃电缆和耐火电缆的概念,虽然阻燃电缆有许多较适用于化工企业的优点,如低卤、低烟 阻燃等,

  但在一般情况下,耐火电缆可以取代阻燃电缆,而阻燃电缆不能取代耐火电缆。

  耐火电缆与阻燃电缆的原理不同。含卤电缆阻燃原理是靠卤素的阻燃效应,无卤电缆阻燃原理是靠析出水降低温度来熄灭火焙.耐火电缆是靠耐火层中云母材料的耐火、耐热的特性,保证电缆在火灾时也工作正常。

  而耐火电缆通常是在导体与绝缘层之间再加1个耐火层,所以从理论上讲可以在阻燃电缆的结构中加上耐火层,就形成了既阻燃又耐火的电缆,但实际并没有这个必要。

  因为耐火电缆的耐火层,通常采用多层云母带直接绕包在导线上.它可耐长时间的燃烧,即使施加火焰处的高聚物被烧毁,也能够保证线.优缺点

  阻燃电缆的特点是延缓火焰沿着电缆蔓延使火灾不致扩大。由于其成本较低,因此是防火电缆中大量采用的电缆品种。无论是单根线缆还是成束敷设的条件下,电缆知燃烧时能将火焰的蔓延控制在一定范围内,因此可以避免着火延燃而造成的重大灾害,从而提高电缆线路的防火水平。

  无卤低烟阻燃电缆的特点是不仅拥有良好的阻燃性能,而且构成低烟无卤电缆材料的不含卤素,燃烧时的腐蚀性和毒性较低,产生极少量的烟雾,从而减少了对人身、仪器、设备的损害,有利于发生火灾时及时救援,虽然有良好阻燃性、耐腐独性、极少烟雾浓度等,但其在机械性及电气性能比普通电缆稍差。

  耐火电缆是在火焰燃烧情况下能保持一定时间的正常运行,可保持线路的完整性。耐火电缆燃烧时产生的酸气烟雾量少,耐火阻燃性能大大提高,特别是在燃烧时,伴随着水喷和机械打击的情况下,电缆仍可保持线路的完整运行。

  根据电缆阻燃材料的不同,阻燃电缆分为含卤阻燃电缆及无卤低烟阻燃电缆两大类。

  其中含卤阻燃电缆的绝缘层、护套、外护层以及辅助材料(包带及填充)全部或部分采用含卤的聚乙烯(PVC)阻燃材料,因而具有良好的阻燃特性。但是在电缆燃烧时会释放大量的浓烟和卤酸气体,卤酸气体对周围的电气设备有腐蚀性危害,救援人员需要带上防毒面具才能接近现场进行灭火。电缆燃烧时给周围电气设备以及救援人员造成危害,不利于灭火救援工作,从而导致严重的“二次危害”。 而无卤低烟阻燃电缆的绝缘层、护套、外护层以及辅助材料(包带及填充)全部或部分采用的是不含卤的交联聚乙烯(XLPE)阻燃材料,不仅具有更好的阻燃特性,而且在电缆燃烧时没有卤酸气体放出,电缆的发烟量也小,电缆燃烧产生的腐蚀性气体也缆阻燃性和降低卤酸气体发生量之间,采取折衷的方式开发出了低卤低烟阻燃电缆。它的含卤量约为含卤阻燃电缆的1/3左右。发烟量也接近于公认的“低烟”水平。

  根据《电线电缆燃烧试验方法》的规定,采用成束燃烧试验方法考核的阻燃电缆分为A、B、C3类,其中A类电缆试验条件最苛刻,性能较B、C类更优,价格也最贵。 为实现电缆的阻燃或提高电缆的阻燃级别,人们研制开发出挤包所谓“隔氧层”或“隔火层”,作为填充或绕包隔火阻燃包带(隔火层)等新型结构的阻燃电缆,并把这种电缆叫做“隔氧(火)层”电缆。其主要原理是在材料中添加了金属水合物成份,也可分别实现低卤低烟、无卤低烟和电缆的阻燃化。但是,所谓“隔氧层”和“隔火层”,只是实现电缆阻燃的一种手段,归根到底它还是一种阻燃电缆,其所能达到的最高阻燃级别也是A类。因此,不能把阻燃电缆叫做“隔氧层”电缆,而只能说“隔氧层”电缆是一种阻燃电缆。

  电线电缆行业是中国仅次于汽车行业的第二大行业,产品品种满足率和国内市场占有率均超过90%。在世界范围内,中国电线电缆总产值已超过美国,成为世界上第一大电线电缆生产国。伴随着中国电线电缆行业高速发展,新增企业数量不断上升,行业整体技术水平得到大幅提高。

  中国经济持续快速的增长,为线缆产品提供了巨大的市场空间,中国市场强烈的诱惑力,使得世界都把目光聚焦于中国市场,在改革开放短短的几十年,中国线缆制造业所形成的庞大生产能力让世界刮目相看。随着中国电力工业、数据通信业、城市轨道交通业、汽车业以及造船等行业规模的不断扩大,对电线电缆的需求也将迅速增长,未来电线电缆业还有巨大的发展潜力。

  2008年11月,我国为应对世界金融危机,政府决定投入4万亿元拉动内需,其中有大约40%以上用于城乡电网建设与改造。全国电线电缆行业又有了良好的市场机遇,各地电线电缆企业抓住机遇,迎接新一轮城乡电网建设与改造

  2012年9月26日,由中国电器工业协会电线电缆分会、印度尼西亚电线电缆协会、国际铜业协会、马来西亚电线电缆协会、越南电线电缆协会以及台湾地区电线个行业组织构成的亚洲电线电缆行业组织(AWCCA)在上缆正式成立。AWCCA组织由上海电缆研究所所长魏东任首届主席,秘书处设在上海电缆研究所,标志着中国已成为亚洲电线日,由英国英特杰研究顾问公司(IntegerResearchLtd)主办,国际电线电缆制造商协会(IEWC)、国际锻铜委员会(IWCC)协办的,2012年度亚洲高端电线电缆峰会在上海举办。这是外国机构在华举办的首次电线电缆高端峰会。来自中国、日本、韩国、东南亚等亚洲线缆行业的高端经理人和专家共同讨论建立最具盈利潜力的战略规划.

  多根密集配置时电缆的难燃性,应按“成束电线电缆燃烧试验方法”,以及电缆配置情况、所需防止灾难性事故和经济合理的原则,满足适合的类别要求。

  在外部火势作用一定时间内需维持通电的下列场所或回路,明敷的电缆应实施耐火防护或选用具有耐火性的电缆。如消防、报警、应急照明、遮断器操作直流电源和发电机组紧急停机的保全电源等重要回路;电脑监控、双重化继电保护、保安电源等双回路合用同一通道未相互隔离时其中一个回路。

  电缆数量较少时,可用防火涂料、包带加于电缆上或把电缆穿于耐火管。同一通道中电缆较多时,宜敷设于耐火槽盒内,且对电力电缆宜用透气型式,在无易燃粉尘的环境可用半封闭式,敷设在桥架上的电缆防护区段不长时,也可采用阻火包。

  在油罐区、重要木结构公共建筑、高温场所等其他耐火要求高且敷设安装和经济性能接受的情况,可采用不燃性矿物绝缘电缆。自容式充油电缆明敷在公用廊道、客运隧洞、桥梁等要求实施防火处理的情况,可采取埋砂敷设。靠近高压电流、电压互感器等含油设备的电缆沟,宜使该区段沟盖板密封。

  在安全性要求较高的电缆密集场所或封闭通道中,应配备适于环境可靠动作的火灾自动探测报警装置。明敷充油电缆的供油系统,应设有能反映喷油状态的火灾自动报警和闭锁装置。地下公共设施的电缆密集部位,多回充油电缆的终端设置处等安全性要求较高的场所,可装设水喷雾灭火等专用消防设施。

  设计人员应该根据阻燃电缆的,具体特性对阻燃电缆进行设计选用及敷设施工,并应注意以下几个问题:

  (1)由于含卤阻燃电缆(包括阻燃电缆、低卤低烟阻燃电缆)在燃烧时会释放具有腐蚀性的卤酸气体,大大阻碍消防工作从而耽误救火时间并加剧火势蔓延,因此在人口密度较高的公众场所应尽量设计选用无卤低烟阻燃电缆。在人口密度较小的作业区可以选用任意一种阻燃电缆。

  (2)阻燃电缆分为A、B、C3类,其中A类阻燃电缆性能较B、C类更优,价格也最贵。设计人员提供订货清册时应标明阻燃电缆的类别。

  (3)从外观上无法区分阻燃电缆的A、B、C类别,只有靠制造厂家进行供货保证,因此在设计选用时应慎重选择电缆制造厂家。

  (4)无卤低烟阻燃电缆和含卤阻燃电缆相比,有低腐蚀、低烟的优点,但电性能及机械性能明显降低,所以在进行电缆敷设时,无卤低烟阻燃电缆应较含卤阻燃电缆有更大的弯曲半径。

  (5)在进行电缆敷设设计时,不宜将非阻燃电缆和阻燃电缆并列敷设,不宜将不同阻燃类别的阻燃电缆并列敷设。

  电缆涉及火灾安全的主要技术指标是CO2电缆的阻燃性、烟雾的密度和气体的有毒性。美国防火标准较关注前两个问题,但是欧洲和美国对火灾安全有着完全不同的观点。

  美国传统的概念认为:火灾的根源在于一氧化碳(CO)毒气的产生以及其后的燃烧过程中CO转化为CO2的热释放,因此,控制燃烧过程中的热释放量可减少火灾的危害。欧洲传统以来深信:在燃烧中产生的卤酸(HCL)释放量、气体腐蚀性、烟雾浓度及气体毒性是决定人们能否安全脱离火灾现场的主要因素。

  为了评定线缆的阻燃性能优劣,国际电工委员会分别制定了IEC60332-1、IEC60332-2和IEC60332-3三个标准。IEC60332-1和IEC60332-2分别用来评定单根线缆按倾斜和垂直布放时的阻燃能力(国内对应GB12666.3和GB12666.4标准)。IEC60332-3(国内对应GB12666.5-90)用来评定成束线缆垂直燃烧时的阻燃能力,相比之下成束线缆垂直燃烧时在阻燃能力的要求上要高得多。

  IEC60332-1/BS4066-1阻燃等级(单根电线或电缆垂直燃烧测试FlameTestONSingleVerticalInsulatedWires/Cables)

  这是单根电缆的阻燃标准。试验规定,一根60cm长的试样垂直固定在前壁开通的金属箱内,火焰长度175mm的丙烷燃烧器从距试样的上部固定端450mm的位置上火焰锥和电缆以45度角接触,如果试样燃烧损坏部分距离固定端下部不超过50mm,测试通过。 IEC60332-3/BS4066-3阻燃等级(成束电线或电缆垂直燃烧测试FlameTestOnBunchedWires/Cables)

  这是成束电缆的阻燃标准。试验规定,成束3.5m长的电缆试样用铁丝固定在梯形测试架上,试样数量按不同分类所要求的非金属物料决定。试样垂直挂在燃烧炉背壁上,空气通过底板上的进气口引入燃烧炉。

  丙烷平面燃烧器以750℃的火焰和试样接触,试样在强制吹风(气流排放5m3/分钟,风速0.9m/秒)的情况下,必须在垂直燃烧20分钟内燃不起来,电缆在火焰蔓延2.5米以内自行熄灭。IEC60332有A类、B类、C类和D类之分,以评定阻燃性能优劣。

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