电线电缆的阻燃性能技术分析

电线电缆的阻燃性能技术分析

张勇

浙江万马股份有限公司

摘要：电线电缆根据其功能用途、使用环境、布线方式甚至国家区域的不同，有着非常多的特性要求。要求最广泛和严格的性能项目就是阻燃特性。

关键词：阻燃性；PVC材料；数据分析；电线电缆

引言

阻燃性能是高压电缆的一种特殊性能，尤其在电缆进行隧道敷设时，高压电缆的阻燃性能尤为重要。由于阻燃聚乙烯护套高压电缆的基料聚乙烯树脂具有易燃性，导致高压电缆的阻燃性能只能通过聚乙烯护套中添加各种不同的阻燃材料来实现。高压电缆的结构比较单一，大多由交联线芯、阻水缓冲层、金属护套、沥青防腐层、外护套层、半导电层组成。因此，为确保阻燃聚乙烯护套高压电缆的阻燃性能合格，主要从护套材料的阻燃体系、沥青涂覆量、电缆规格、半导电层阻燃性能等几个方面进行考虑。

一、阻燃电线电缆现状

电离层材料是指绝缘电缆和用于导管的塑料材料，主要是橡胶、尼龙和塑料。其中，塑料绝缘阻燃电缆更多地用于阻燃电缆，由形成绝缘层和护套层的阻燃塑料制成，在两层之间添加填充材料，并分为几类塑料材料:PVC导管防火电缆d 旋流式聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯绝缘线束阻燃电缆、旋流式聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯绝缘线束防火电缆和旋流式聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯绝缘线束防火电缆。 聚氯乙烯(PVC)分为两大类:刚性和柔性，氯含量高56%，国际兽疫局指数高于45%，因此不需要燃烧；柔性聚氯乙烯(最高60phr)将氯含量降至36%，国际兽疫局指数降至22%氢氧化铝、氯化石蜡、磷酸盐、三氧化二锑、硼酸盐、硼酸锌和红磷等阻燃剂可用于阻燃软PVC。阻燃电缆通常由氯化石蜡和三氧化二锑组成，部分易燃的邻苯二甲酸酯被作为阻燃剂的磷酸酯(甲苯)所取代。1930年代，在聚合物材料中成功地发现并应用了锑和氯化石蜡协同作用系统。目前，我国阻燃剂的总生产能力超过1×105吨，氯化石蜡的生产量为7.5×104吨，主要是氯化石蜡氯化石蜡具有成本效益，但高结晶PE的点火可导致阻燃剂的显着恶化。

二、电缆火灾事故的成因

电力电缆防火技术应用分析表明，外部因素引起的火灾占总量的75.8%，外部因素引起的火灾隐患主要是透平油系统漏油、高温管道喷油、附近电缆点火引起火灾、充电器故障引起的喷油。 做好消防工作，分析油流入电缆通道、电缆着火问题、槽盖电缆槽问题，规范轴不紧密问题，分析电缆着火等问题的原因。 请注意电缆端子和中间连接器的制造过程。 电力电缆在使用中，由于电力电缆长期暴露在空气中的时间过长，绝缘体暴露在潮湿的环境中，容易引起电力电缆的爆炸起火。 应用电力电缆防火技术分析发现，电力电缆自身原因引起的火灾原因很少，大多情况下，电力电缆防火技术在电缆隧道、主轴电缆隧道施工中，经常发现初期火灾问题，因此电缆隧道内部火灾造成的结果较为突出和明显。

三、电线电缆的阻燃性能

线缆的阻燃不仅为了防止火灾的发生，而是一旦发生电气火灾或者其他类型火灾时，阻止或者减小火灾沿着电缆线路延燃的程度。一方面减小火灾面积，另一方面，减小由于线缆燃烧而产生的烟雾、有毒气体的总量，降低二次灾害的程度。采用非PVC材料、无卤材料、甚至低烟无卤素材料做成的特殊线缆，虽然一定程度上降低了二次灾害的程度，但是这些材料不仅有成本上升、线缆硬化等缺点，而且治标不治本。除了一些特殊的场合（如地铁站）可以考虑应用，其他场合，更应该从严格规范载流密度、规范布线作业等方面考量。

四、电力电缆防火措施

（一）阻燃电缆与防火隔断

阻燃电缆外皮的燃点低，可以保护电缆着火后主绝缘体不被破坏，一定程度上延长了电缆的供电时间，电缆的着火面积也可以尽量小。 虽然目前被广泛使用，但值得注意的是，助燃阻力只能避免燃烧，只能起到辅助作用； 电缆隧道出入口应当设置相应的防火门，并在其周围设置防火包，以确保防火墙之间的循环通风。 利用防火门和防火包将电缆隧道分为防火块，尽量减少火灾发生面积，减轻损失。 用防火包将墙壁堵在电缆通道上，不仅防火效果好，还能及时更换电缆。 只是防火包的机械强度很低，遇到水就没有效果了。 由此可见，在进行实际施工作业时，应在距离地面250mm的地方利用土进行基础作业的完善，不仅发生火灾不会影响防火墙的防火性，还可以避免电缆隧道漏水使防火包有效发挥作用。 电缆隧道及夹层的交接位置采用防火切断操作，可以确保较强的机械强度，有效地将夹层与隧道分离。 另外，还可以在防火隔断部留下电缆的孔，使防火隔断材料的填充作业变得容易。

（二）利用“封、包、涂、隔”的方式进行电缆防火

在进行电缆防火时，可以按照“封、包、涂、隔”的方式进行防火设置。（１）“封”，就是将电力电缆的内部线芯，用保护层封闭在绝缘层和屏蔽层里面，紧密的包裹好线芯。因为线芯是传输电力的最重要部分，所以要将它密封保护起来，避免传输电流过大，温度过高引燃周围物品，从而造成火灾的发生。（２）“包”，是指将电力电缆的每一个分线都分开包裹。用绝缘层将每一根电力电缆包裹，防止因为一根电缆发生故障而引发附近的所有电力电缆都出现故障，造成更大的事故。将每个电缆分开包裹，会在一定程度上降低事故的发生概率。（３）“涂”，是指在电力电缆表面涂上防火材料，比如防火泥、防火漆等，有了防火泥这类防火材料的保护，会在很大程度上减少火灾事件的发生，减少火灾范围的扩大。（４）“隔”，指将电力电缆与周围的外界事物尽量分隔开。比如利用防火隔板或者防火墙将电力电缆围堵在一个小的范围之中，避免电力电缆因为外界的因素干扰而发生故障或者事故，这样也方便维修人员对电力电缆的检查，和突发情况时救护人员对火灾的控制，以及将火灾控制在小范围内，减少人员伤亡和财务损失。

五、燃烧/阻燃要素，阻燃效应

传统的燃烧三要素为：有可燃物、有足够的氧气、温度达到着火点。相应的阻燃因素表达如下：减小可燃物的体积比；减小氧气浓度/隔绝氧气；降低温度。阻燃效应有如下类型：（1）吸热、降温。如传统的Mg(OH)₂受热分解→MgO+H₂O。首先该化学反应是一种吸热反应，其次生成的水气化变成水蒸气，也是一种吸热反应，最终达到降温的目的。减氧、隔氧。可燃物燃烧过程中产生了烟雾、粉尘，一定程度上稀释了氧气的浓度，达到了减氧的目的。另外，材料中一些不燃成分或者一些化学反应后无法燃烧的生成物，会形成一层硬壳，进而起到了隔绝氧气的作用。但是，燃烧和阻燃过程是一个非常复杂的过程，单一的因素永远无法起到绝对的作用。无论是燃烧还是阻燃，往往是至少2个因素共同起作用的结果。另外，燃烧测试开始阶段、中间或后续阶段，提供热量/温度的因素，有着本质的区别。

六、电缆预防性试验

电缆预防性试验应该针对试验参数进行合理的分析，并对其针对性地展开解决讨论工作，根据相同电缆间试验参数的差异进行合理的分析，找出数据规律。若是展开直流耐压试验时应该分析电压值以及相同电缆数值进行合理地分析工作。

结束语

总而言之，从全球化的角度来分析电线电缆阻燃技术的进展情况，可以看到，产品科技含量在不断上升，并且衍生出了许多更高性能的新产品。虽然我国与发达国家相比仍存在一定的差距，但电线电缆的阻燃化将成为新的研究热点，需要积极实践探索开发更高阻燃、抑烟效果的产品，来满足城镇化建设的巨大需求，实现更好的发展。

参考文献

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