摘要:本文集合耐火电缆的典型结构和特点,分析和阐述了耐火电缆的市场和经济发展情况,以供参考。
关键词:耐火电缆;市场;技术
引言
据统计,我国发生的火灾中,电气原因引起的火灾占一半左右。在火灾时,火焰可能会引燃电线电缆中的绝缘和护套材料,导致火灾事故进一步扩大。特别是火焰将消防设备的控制线路、火灾自动报警系统的信号传输线路、消防广播线路和消防电话线路等电缆损坏后,会延误救援时间,从而造成更大的生命财产损失。因此,世界各国对重要建筑物中的关键线路用电缆都提出了线路完整性要求,即要求这些线路的电缆具有耐火特性。
1.耐火电缆的典型结构和特点
1.1矿物绝缘电缆
矿物绝缘电缆(Mineral Insulated Cables)简称MI电缆,该电缆以实心铜导体作为线芯,以铜或铜合金作为金属护套,在线芯和金属护套之间以紧压的矿物粉体作为绝缘层,在金属护套外面可选择挤制一层有机物外护套。与传统电缆最显著的区别是,矿物绝缘电缆的绝缘材料是由矿物粉末组成,这种粉体也直接决定了矿物绝缘电缆的电气性能和耐火特性。根据相关研究及实践应用,用于矿物绝缘电缆的矿物粉体主要成分可以为MgO、Al2O3或特种SiO2等多种材料,但目前获得大规模工业应用的仅有MgO一种。
1.2云母带型耐火电缆
云母带型耐火电缆主要是利用云母带在常温及高温条件下均具有一定的电气绝缘性能来进行设计的。根据国内外耐火电缆对于云母带的应用情况,存在多种不同的结构形式,主要包括以下两类:
(1)云母带直接绕包在导体上形成绝缘线芯,成缆后以金属作为护套。
(2)云母带直接绕包在导体上,然后挤包有机聚合物形成绝缘线芯,成缆后挤包有机聚合物护套。在这种结构中,有机聚合物材料可为交联聚乙烯、低烟无卤聚烯烃、改性硅橡胶等,且通常会使用一些具有阻燃及耐火特性的材料进行填充和隔离,以提高电缆的整体耐火特性。
2.耐火电缆的市场应用现状分析
随着我国经济社会的发展和对建筑物安全的重视,耐火电缆也得到更加广泛的应用,国家及地方政府相关部门在各类建筑物防火设计规范中对于耐火电缆的选择及使用也有较为明确的要求。如在GB 50045—95(2005版)《高层民用建筑设计防火规范》中规定:消防用电设备的配电线路应满足火灾时连续供电的需要,采用阻燃或耐火电缆敷设在电缆井、电缆沟内时可不采取防火保护措施;当采用矿物绝缘电缆时,可直接敷设等。在DCJ 08-93—2002《民用建筑电线电缆防火设计规程(上海)》中规定:消防设备的控制线路、火灾自动
报警系统的信号传输线路、消防广播线路和消防电话线路等电线穿金属管明敷时,应采用耐火电线;由变配电所(或总配电室)引至消防设备的电源主干线应采用阻燃耐火电缆或矿物绝缘电缆,但在特级、一级场所宜采用矿物绝缘电缆;双电源自切箱引至消防设备控制箱及由消防设备控制箱引至消防设备等分支线路电线穿管敷设时,应采用耐火电线,但明敷时应采用金属管,电缆采用支架或沿墙明敷时,应采用矿物绝缘电缆等。从上述这些规定中可以看出,建筑物中的一些关键线路用电缆均要求在火灾条件下能够维持一段时间的运行,但这些规定中对于耐火电缆的选用类型(除矿物绝缘电缆外)并不够明确。
除传统的矿物绝缘电缆外,近年来我国在开发其他具有耐火特性的电缆方面取得了很大的进步,并且也大量用于一些建筑物中的关键线路中。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆从国内耐火电缆的实际使用情况来看,不同结构耐火电缆的性能有较大的差异,如同等条件下相同导体截面的电缆载流能力存在明显区别、不同电缆在安装敷设时的难易程
度完全不同等。另外,很多种结构的耐火电缆(如采用云母带耐火,有机聚合物作为护套)还没有权威的国家标准及行业标准,这一方面导致耐火电缆产品质量参差不齐,另一方面用户在选用时也不能按统一的标准进行,这也造成了耐火电缆在实际使用过程中出现比较混乱的局面。
3.耐火电缆的市场和技术发展分析
随着国内外耐火电缆应用的发展,耐火电缆的技术近年来也有了显著的进步。但是由于耐火电缆在应用要求、试验标准及产品标准方面的不完善,国内耐火电缆还处于比较混乱的局面,耐火电缆技术发展主要包括以下几个方面的问题。
3.1耐火电缆产品的开发
经过多年的发展,矿物绝缘电缆的产品结构形式及制备工艺相对来说已比较成熟,GB/T 13033-2007《额定电压750V及以下矿物绝缘电缆及终端》中对于产品性能及试验方法均进行了明确的规定,但矿物绝缘电缆产品单根长度的限制一直是该产品应用的瓶颈。近年来,随着电缆行业装备技术的发展,矿物绝缘电缆产品单根长度的制造能力也有了一定程度的提升。如何通过改进生产装备,进一步增大矿物绝缘电缆产品的单根长度是该类产品未来的技术发展方向。
对于云母带型耐火电缆产品,还需解决以下方面的问题:(1)对于这种结构中的云母带类型及性能要求需要进行相应的规定;(2)除GB/T 34926-2017《额定电压0.6/1kV及以下云母带矿物绝缘波纹铜护套电缆及终端》,JG/T 313-2014《额定电压0.6/1kV及以下金属护套无机矿物绝缘电缆及终端》外,其他以云母带作为耐火层结构的电缆还没有形成统一的标准;(3)耐火电缆的试验标准没有完全统一,国内外的相关耐火试验标准有较大差异。这些问题在一定程度上都限制了云母带型耐火电缆的发展,这类产品的开发除需满足最关键的耐火性能要求外,还应从产品经济适用性、结构合理性和制造便捷性等多方面考虑。
3.2建立耐火电缆的相关规范和标准
耐火电缆作为一种具有特殊功能要求的电缆,其产品性能及应用均需进行详细的规范。在GB 50016-2006《建筑设计防火规范》中,仅对建筑物的耐火等级进行了规定,并没有对耐火电缆作具体规定;在GB 50217-2007《电力工程电缆设计规范》中也仅提到“100℃以上高温环境,宜选用矿物绝缘电缆”。从建筑物的整体耐火安全考虑,设计和使用部门应该对耐火电缆的性能要求进行更加明确的规定。
耐火试验是考核电缆耐火特性的最直接方式,国内外对于耐火试验方法的规定有较大区别。从本质上讲,耐火试验应模拟电缆在火灾事故条件下的实际运行状态。在火灾状态下,电缆承受的状态应包括火焰燃烧、其他燃烧物的可能撞击、水的喷淋等,耐火试验标准中试验程序及方法应能较为全面地涵盖这些条件,并结合耐火电缆在火灾中仍需维持正常运行的合理时间来进行综合考虑。另外,行业相关部门及电缆生产企业应该结合耐火电缆的应用及耐火试验要求,制定相关的产品标准,一方面规范企业的生产,保证产品质量;另一方面为用户选型提供参考依据,促进耐火电缆的应用。
参考文献
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论文作者:华启国
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/4
标签:电缆论文; 耐火论文; 矿物论文; 护套论文; 云母论文; 线路论文; 火灾论文; 《基层建设》2019年第10期论文;