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(tái)、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(bào)警、照明、通訊之用。

我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB12666.6（等IEC331）將耐火試驗(yàn)分A、B兩種級(jí)別，*火焰溫度950~1000℃，持續(xù)供火時(shí)間90min，B級(jí)火焰溫度750~800℃，持續(xù)供火時(shí)間90 min，整個(gè)試驗(yàn)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(chǎng)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(jià)格較高。

礦物絕緣電纜在國(guó)外開展較早，瑞士工程師1896年獲得****，1936年各主要工業(yè)國(guó)家法、英、意、加、美、蘇相續(xù)投入生產(chǎn)并迅速發(fā)展。我國(guó)也于20世紀(jì)開始批量生產(chǎn)，21世紀(jì)進(jìn)入國(guó)家防火設(shè)計(jì)規(guī)范并在國(guó)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(shí)間 3h 　 　 燃燒時(shí)間90min　 　 　 　燃燒時(shí)間90min

冷卻時(shí)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(shí)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(guó)在IEC331的基礎(chǔ)上增加了部分考驗(yàn)電纜在火警中受到震動(dòng)及水淋的情況下是否仍能安全通電，BS-6387中對(duì)耐火試驗(yàn)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(dòng)為Z型；

650℃下燃燒30min耐熱和淋水試驗(yàn)為W型；

英國(guó)1980年為北海海上油進(jìn)平臺(tái)設(shè)計(jì)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(yàn)。

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**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(chǎng)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(diǎn)是在規(guī)定時(shí)間、環(huán)境燃燒過程中，或燃燒后一定時(shí)間內(nèi)，仍能繼續(xù)正常供電。該類電纜**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(shí)，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(huì)使電纜成為火焰蔓延的通道。

四、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(yàn)的90℃耐溫等級(jí)的護(hù)套塑料，在氧指數(shù)、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、熱老化、熱變形、電導(dǎo)率等方面符合典型值要求。

五、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。