耐火電纜技術(shù)應(yīng)用分析
一、耐火電纜性能概況
船艦、采油平臺、大電站、大型企業(yè)和高層建筑等特殊工作環(huán)境要求在火災(zāi)中仍能維持通電的通信電力電纜，作為滅火報警、照明、通訊之用。
我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB12666.6（等IEC331）將耐火試驗分A、B兩種級別，A級火焰溫度950~1000℃，持續(xù)供火時間90min，B級火焰溫度750~800℃，持續(xù)供火時間90 min，整個試驗期間，試樣應(yīng)承受產(chǎn)品規(guī)定的額定電壓值。
耐火電纜-MI電纜作為滿足此類要求的電纜出現(xiàn)在市場上，以無機(jī)物（氧化鎂）作絕緣，用銅作保護(hù)層的電纜；另一種是以耐熱云母與聚合物絕緣，用阻燃塑料作護(hù)套的耐火電纜。MI電纜耐火性能好，安全可靠，但價格較高。
礦物絕緣電纜在國外開展較早，瑞士工程師1896年獲得專利，1936年各主要工業(yè)國家法、英、意、加、美、蘇相續(xù)投入生產(chǎn)并迅速發(fā)展。我國也于20世紀(jì)開始批量生產(chǎn)，21世紀(jì)進(jìn)入國家防火設(shè)計規(guī)范并在國內(nèi)大量使用。
二、耐火電纜構(gòu)造
耐火電纜的通常結(jié)構(gòu)為：硅橡膠絕緣-無堿玻璃絲編織-涂耐燃漆的玻璃絲墊層-金屬絲屏蔽-阻燃膠護(hù)套；電纜導(dǎo)電芯由銅導(dǎo)線或復(fù)絞線組成。
耐火電纜一般可滿足《電纜耐火特性》符合IEC331規(guī)定 符合GB12666.6規(guī)定如下：
火焰溫度 750℃ 火焰溫度 950℃-1000℃ 火焰溫度 750℃-800℃
燃燒時間 3h 燃燒時間90min 燃燒時間90min
冷卻時間 21h 附加電壓 額定電壓 附加電壓 額定電壓
附加電壓 額定電壓 附加電流 3A 附加電流 3A
附加電流 3A A類 B類
實踐證明，硅橡膠絕緣耐火電纜在復(fù)雜的火災(zāi)中難以保持絕緣。因此，英國在IEC331的基礎(chǔ)上增加了部分考驗電纜在火警中受到震動及水淋的情況下是否仍能安全通電，BS-6387中對耐火試驗的條件作了多樣的調(diào)整，并給以一定標(biāo)志，如：
950℃下燃燒30min為C型；
950℃下燃燒15min具有耐熱和機(jī)械震動為Z型；
650℃下燃燒30min耐熱和淋水試驗為W型；
英國1980年為北海海上油進(jìn)平臺設(shè)計了導(dǎo)電線芯復(fù)繞云母/玻璃帶和乙丙膠絕緣，能承受1000℃、3h的耐火試驗。
三、云母組成及特征
云母是一種天然礦物資，由于其出色的介電性能、熱穩(wěn)定性，云母一直為電絕緣最佳的材料之一。云母分天然云母（白云母、金云母）、合成云母，白云母的化學(xué)成分為鋁-鉀硅酸鹽，其本質(zhì)是片狀結(jié)構(gòu)礦物質(zhì)，有好的耐熱性和易加工特性，在500℃以下電氣性能變化不大，在市場上占主導(dǎo)。
采用云母帶絕緣的耐火電纜與其他結(jié)構(gòu)的無云母耐火電纜相比可大大提高電纜整體性能。其特點是在規(guī)定時間、環(huán)境燃燒過程中，或燃燒后一定時間內(nèi)，仍能繼續(xù)正常供電。該類電纜最早采用無機(jī)物做絕緣外加金屬護(hù)套，但是加工工藝復(fù)雜，電纜難彎曲，而且電纜一旦進(jìn)水，絕緣性能大大降低甚至短路。在導(dǎo)體芯線外繞包一層玻璃云母帶的聚氯乙烯絕緣和護(hù)套耐火電纜，克服了硬結(jié)構(gòu)耐火電纜的這一不足，但仍有其他不足，如云母容易脫落。
新型無鹵阻燃耐火電纜可以符合現(xiàn)代安全要求，其在火警時，釋放出的煙霧量及毒性都很低，受災(zāi)的人群可清楚地找到火焰源頭及山口，且其阻燃成分可有效發(fā)揮阻燃作用，從而不會使電纜成為火焰蔓延的通道。
四、無鹵阻燃耐火電纜阻燃性能和力學(xué)性能
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要 求 |
標(biāo) 準(zhǔn) |
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耐火750℃，滿足3h |
IEC60331 |
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800℃成束電纜燃燒試驗 |
IEC60332-3 |
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燃燒釋放煙氣的酸性 |
IEC60754-2 |
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燃燒釋放煙氣的煙濃度透光度 |
IEC61034 |
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950℃耐火試驗滿足3h |
BS6387:1994 |
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650℃淋水試驗滿足3h |
BS6387:1994 |
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950℃機(jī)械打擊試驗滿足15min |
BS6387:1994 |
五、耐火電纜護(hù)套塑料技術(shù)要求
耐火電纜護(hù)套塑料是低煙無鹵材料，具有很好的耐火性能，在火焰中能生成致密多孔膨脹碳層，具有良好的隔熱性能。電纜結(jié)構(gòu)中加入熱輻射層，不需要云母，能通過GB19216、IEC60331、BS6387(CWZ)電線電纜燃燒試驗的90℃耐溫等級的護(hù)套塑料，在氧指數(shù)、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、熱老化、熱變形、電導(dǎo)率等方面符合典型值要求。
六、耐火電纜制造工藝流程
礦物絕緣電纜工藝主要有預(yù)制氧化鎂瓷柱法、氧化鎂灌裝法、氬弧焊連續(xù)焊接法三種。其中預(yù)制氧化鎂瓷柱法是常用的制造方法。預(yù)制氧化鎂瓷柱法生產(chǎn)工藝有兩種：熱壓成型法、干壓成型法。
七、耐火電纜常見型號
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型號 |
名稱 |
備注 |
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NA-YJV/NB-YJV |
交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套A(B)類耐火電力電纜 |
可敷設(shè)在對耐火有要求的室內(nèi)、隧道及管道中。 |
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NA-YJV22/NB-YJV22 |
交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護(hù)套A(B)類耐火電力電纜 |
適宜對耐火有要求時埋地敷設(shè)，不適宜管道內(nèi)敷設(shè)。 |
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WDNA-YJY/WDNB-YJY |
交聯(lián)聚乙烯絕緣聚烯烴護(hù)套A(B)類無鹵低煙耐火電力電纜 |
可敷設(shè)在對無鹵低煙且耐火有要求的室內(nèi)、隧道及管道中。 |
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WDNA-YJY23/WDNB-YJY23 |
交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚烯烴護(hù)套A(B)類無鹵低煙耐火電力電纜 |
適宜對無鹵低煙且耐火有要求時埋地敷設(shè)，不適宜管道內(nèi)敷設(shè)。 |
電壓等級-V系列：600/1000V，K系列：450/750V，B系列：450/750V
