防火電纜<百科>

防火電纜簡(jiǎn)介

防火電線電纜是電線電纜眾多種類中比較常見的一種，其實(shí)就是具有防火性能電線電纜的統(tǒng)稱，具體的話分為耐火和阻燃兩種。防火電纜，現(xiàn)階段應(yīng)用較廣的防火線纜主要有UL系列阻燃電纜和阻燃低煙無鹵電纜兩大類。在進(jìn)口產(chǎn)品中主要來自于美洲和歐洲，由于美洲和歐洲的防火電纜標(biāo)準(zhǔn)互不兼容，防火思路有很大的不同，因此，甲方和設(shè)計(jì)院在選擇產(chǎn)品時(shí)都處于被動(dòng)狀態(tài)，各有各的道理，最后往往是按照資金的實(shí)際情況來選擇。目前并沒有防火電纜的國標(biāo)定義，電纜行業(yè)習(xí)慣將阻燃電纜、耐火電纜、礦物絕緣類不燃性電纜等具有一定防火性能的電纜統(tǒng)稱為防火電纜。

分類

阻燃電纜：阻燃電纜的特點(diǎn)是延緩火焰沿著電纜蔓延使火災(zāi)不致擴(kuò)大。由于其成本較低，因此是防火電纜中大量采用的電纜品種。無論是單根線纜還是成束敷設(shè)的條件下，電纜被燃燒時(shí)能將火焰的蔓延控制在一定范圍內(nèi)，因此可以避免因電纜著火延燃而造成的重大災(zāi)害，從而提高電纜線路的防火水平。

無鹵低煙阻燃電纜：無鹵低煙電纜的特點(diǎn)是不僅具有優(yōu)良的阻燃性能，而且構(gòu)成低煙無鹵電纜的材料不含鹵素，燃燒時(shí)的腐蝕性和毒性較低，產(chǎn)生極少量的煙霧，從而減少了對(duì)人體、儀器及設(shè)備的損害，有利于發(fā)生火災(zāi)時(shí)的及時(shí)救援。無鹵低煙阻燃電纜雖然具有優(yōu)良阻燃性、耐腐蝕性及低煙濃度，但其機(jī)械和電氣性能比普通電纜稍差。

低鹵低煙阻燃電纜：低鹵低煙阻燃電纜的氯化氫釋放量和煙濃度指標(biāo)介于阻燃電纜與無鹵低煙阻燃電纜之間。低鹵，電纜的材料中亦會(huì)含有鹵素，但含量較低。這種電纜的特點(diǎn)是不僅具備阻燃性能，而且在燃燒時(shí)釋放的煙量較少，氯化氫釋放量較低。這種低鹵低煙阻燃電纜一般以聚氯乙烯（PVC ）為基材，再配以高效阻燃劑、HCL 吸收劑及抑煙劑加工而成。因此這種阻燃材料顯著改善了普通阻燃聚氯乙烯料的燃燒性能。

耐火電纜：耐火電纜是在火焰燃燒情況下能保持一定時(shí)間的正常運(yùn)行，可保持線路的完整性（ Circuit Intergrity）。耐火阻燃電纜燃燒時(shí)產(chǎn)生的酸氣煙霧量少，耐火阻燃性能大大提高，特別是在燃燒時(shí)，伴隨著水噴淋和機(jī)械打擊震動(dòng)的情況下，電纜仍可保持線路完整運(yùn)行。

優(yōu)勢(shì)

高壽命：軍工品質(zhì)，保萬家安全。特殊的制造工藝使電線達(dá)到80年的高使用壽命。1.阻燃：遇火燃燒時(shí)，電線絕緣自身會(huì)產(chǎn)生阻燃隔離層，延長通電時(shí)間；2.抗電流過載：高溫工作下，電流負(fù)載大幅度提升；3.環(huán)保、無毒：電線無異味，過載時(shí)，電線不會(huì)散發(fā)有毒氣體，不會(huì)對(duì)人體造成傷害。

類型

UL阻燃標(biāo)準(zhǔn)主要有以下幾個(gè)等級(jí)：CM，CMG，CMX。

1) 增壓級(jí)-CMP級(jí)（送風(fēng)燃燒測(cè)試/斯泰鈉風(fēng)道實(shí)驗(yàn)Plenum Flame Test/Steiner TunnelTest）

這是 UL防火標(biāo)準(zhǔn)中要求最高的電纜（Plenum Cable），適用安全標(biāo)準(zhǔn)為UL910，實(shí)驗(yàn)規(guī)定在裝置的水平風(fēng)道上敷設(shè)多條試樣，用87.9KW煤氣本生燈（300，000BTU/Hr）燃燒20分鐘。合格標(biāo)準(zhǔn)為火焰不可延伸到距煤氣本生燈火焰前端5英尺以外。光密度的峰值最大為0.5，平均密度值最大為0.15。

這種CMP電纜通常安裝在通風(fēng)管道或空氣處理設(shè)備使用的空氣回流增壓系統(tǒng)中，被加拿大和美國所認(rèn)可采用。符合UL910標(biāo)準(zhǔn)的FEP/PLENUM材料，阻燃性能要比符合IEC60332-1及IEC60332-3標(biāo)準(zhǔn)的低煙無鹵材料的阻燃性能好，燃燒起來煙的濃度低。

2) 干線級(jí)-CMR級(jí)（直立燃燒測(cè)試Riser Flame Test）這是 UL標(biāo)準(zhǔn)中商用級(jí)電纜（Riser Cable）,適用安全標(biāo)準(zhǔn)為UL1666。實(shí)驗(yàn)規(guī)定在模擬直立軸上敷設(shè)多條試樣，用規(guī)定的154.5KW煤氣本生燈（527，500BTU/Hr）30分鐘。合格標(biāo)準(zhǔn)為火焰不可蔓延到12英尺高的房間的上部。干線級(jí)電纜沒有煙霧濃度規(guī)范，一般用于樓層垂直和水平布線使用。

3) 商用級(jí)-CM級(jí)（垂直燃燒測(cè)試）

這是 UL標(biāo)準(zhǔn)中商用級(jí)電纜，適用安全標(biāo)準(zhǔn)為UL1581。實(shí)驗(yàn)規(guī)定在垂直8英尺高的支架上敷設(shè)多條試樣，用規(guī)定的20KW帶狀噴燈燃燒（70，000BTU/Hr）20分鐘。合格標(biāo)準(zhǔn)為火焰不可蔓延到電纜的上端并自行熄滅。UL1581和IEC60332-3C類似，只是敷設(shè)電纜根數(shù)不同。商用級(jí)電纜沒有煙霧濃度規(guī)范，一般僅應(yīng)用于同一樓層的水平走線，不應(yīng)用于樓層的垂直布線上。

4) 通用級(jí)-CMG級(jí)（垂直燃燒測(cè)試）

這是 UL標(biāo)準(zhǔn)中通用級(jí)電纜，適用安全標(biāo)準(zhǔn)為UL1581。商用級(jí)和通用級(jí)的測(cè)試條件類似，同為加拿大和美國認(rèn)可使用。通用級(jí)電纜沒有煙霧濃度規(guī)范，一般僅應(yīng)用于同一樓層的水平走線，不應(yīng)用于樓層的垂直布線上。

5) 家居級(jí)- CMX級(jí)（垂直燃燒測(cè)試）

這是 UL標(biāo)準(zhǔn)中家居級(jí)電纜，適用安全標(biāo)準(zhǔn)為UL1581，VW-1。實(shí)驗(yàn)規(guī)定試樣保持垂直，用試驗(yàn)用的噴燈燃燒（30，000 TU/Hr）15秒鐘，然后停止15秒鐘，反復(fù)5次。合格標(biāo)準(zhǔn)為余火焰不可超過60秒鐘，試樣不可燒損25%以上，墊在底部的外科用棉不可被落下物引燃。UL1581-VW-1和IEC60332-1類似，只是燃燒的時(shí)間不同。這種等級(jí)也沒有煙霧或毒性規(guī)范，僅用于敷設(shè)單條電纜的家庭或小型辦公室系統(tǒng)中。這類電纜不應(yīng)成捆敷設(shè)使用，必須套管。 

低煙無鹵線纜（LSOH）

低煙無鹵線纜顧名思義就是遇火后發(fā)煙量少，不含鹵素的線纜。低煙無鹵的原則就是讓線纜在火焰中燃燒時(shí)不會(huì)產(chǎn)生很多的毒氣和煙霧，從而讓人們?cè)谌紵胁粫?huì)造成很大的傷亡，大大提高了人們?cè)诨馂?zāi)中的生還率。

低煙無鹵線纜的測(cè)試要求，符合三方面要求：

阻燃性要求：低煙無鹵纜線必須具有阻燃性。其阻燃等級(jí)有兩個(gè)，分別要求符合IEC 60332.1（單根電纜垂直燃燒測(cè)試）和IEC 60332.3C（成束電纜垂直燃燒傳播測(cè)試）。其中IEC 60332.1的阻燃要求使用普通的纜線阻燃要求，而IEC60332.3C則要求比較高，屬于干線級(jí)的阻燃要求。

煙密度要求：低煙無鹵纜線要進(jìn)行煙密度測(cè)試。它是在一個(gè)密閉的空間中用火燃燒線纜，待火焰熄滅后測(cè)試最終的室內(nèi)煙密度，要求在有煙的情況下，透光能力能夠達(dá)到60%，這樣就確保人們?cè)跓熿F中能夠看見道路。

毒性要求：目前的毒性測(cè)試方法有數(shù)種，如小白鼠試驗(yàn)等等。在低煙無鹵纜線中采用的是鹵酸氣體釋放量測(cè)試（用于低鹵測(cè)試）和氣體酸度測(cè)試（用于無鹵測(cè)試）。其測(cè)試原理是對(duì)低煙無鹵材料在高溫下（分別為800℃和935℃）所產(chǎn)生的氣體進(jìn)行分析的方法確定鹵素含量。

有些資料上介紹IEC 60332.1等同于UL的CM級(jí)要求（IEC 60332.2是細(xì)徑纜線的測(cè)試方法，即不能使用60332.1測(cè)試時(shí)使用的替代測(cè)試方法）、IEC60332.3C等同于UL的CMR級(jí)要求。事實(shí)上，這4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法并不相同，無法直接對(duì)比。

綜上所述，形成了兩個(gè)系列的線纜，一種是美國的CMX高阻燃纜線（美國標(biāo)準(zhǔn)中明確要求CMX纜線含鹵素，以提高纜線分解的溫度）；另一種是歐洲的FR/LSOH阻燃/低煙無鹵線纜。

標(biāo)準(zhǔn)

為了確保數(shù)據(jù)的安全，人們就希望在發(fā)生火災(zāi)后，能后有足夠的時(shí)間在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓前將所有數(shù)據(jù)回籠，并將他們轉(zhuǎn)移到安全的地方，將數(shù)據(jù)流失的可能性降到最低。因此，在纜線的標(biāo)準(zhǔn)中，還有一類防火標(biāo)準(zhǔn)，稱之為“線路完整性”標(biāo)準(zhǔn)。它的目標(biāo)是纜線在火場(chǎng)中仍然能保持線路暢通，讓電源和信息仍然能夠正常傳輸。因此符合系列完整性要求的線纜也被稱之為防火纜線。

目前常見的防火纜線水平有兩類：

中國標(biāo)準(zhǔn)：在750℃時(shí)，仍然能夠繼續(xù)工作90分鐘（E90）。

德國標(biāo)準(zhǔn)：在800-850℃時(shí)，仍然能夠繼續(xù)工作180分鐘（FE180）。

雖然最新發(fā)布的中國數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)要求所有線纜采用CMP級(jí)綜合布線纜線，即其能夠在500℃的溫度時(shí)，仍然能夠不損毀，正常傳輸數(shù)據(jù)，為信息緊急備份留下一定的時(shí)間，但是其并不能滿足國家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于防火線纜的要求，其并不能稱之為耐火電纜。

型號(hào)

常見的有BBTRZ、BTTRZ、BTTVZ、NG-A、YTTW、BTTZ電纜。

BBTRZ：是新一代柔性防火電纜，是礦物防火電纜中一種沒有金屬護(hù)套的礦物絕緣電繼，不僅繼承了傳統(tǒng)防火電纜的各項(xiàng)性能，而且柔韌性防火電繼對(duì)施工方式的要求和普通電纜一樣。

BTTRZ：屬于礦物絕緣電的一種，是柔性結(jié)構(gòu)的防火電，BTTRZ電線的制作工藝和BTTZ電纜制作工藝差不多，只是電纜帶有一定柔性和阻燃性能，方便運(yùn)輸、彎曲性好和使用更加安全。

BTTVZ：礦物絕緣電繞也稱防火電纜，是在BTTZ礦物絕緣電繞基礎(chǔ)上多一層外護(hù)套。

NG-A：外護(hù)套用的是鋁，也就是由銅帶縱包焊接軋紋變成了鋁帶縱包焊接軋紋，里面的纜心可能會(huì)多繞幾層耐火絕緣帶。

YTTW：電纜為代表的柔性防火電纜/柔性礦物絕緣電纜，由多股銅絲絞合而成，具有良好的彎曲特性。

BTTZ：是一種外層采用無縫銅管護(hù)套、中間充填氧化鎂晶體粉作絕緣材料，導(dǎo)體是單股銅棒組成的電纜。

型號(hào)編制原則

（1）一個(gè)型號(hào)須對(duì)應(yīng)于一個(gè)燃燒特性，有相應(yīng)的試驗(yàn)方法以及具體的指標(biāo)可以進(jìn)行考核，并用漢語拼音的首位字母進(jìn)行表示，盡量簡(jiǎn)單化；

（2）防火電纜線型號(hào)須用前綴方法加在普通電線電纜的型號(hào)代碼之前；

（3）普通電線電纜固有的燃燒特性，不另給其他型號(hào)；

（4）須留有可以允許日后補(bǔ)充發(fā)展的余地。

應(yīng)用范圍

防火電纜的應(yīng)用范圍非常廣泛，除了常見的樓層、廠房、高層建筑等場(chǎng)所，還有以下幾個(gè)特殊場(chǎng)所需要使用防火電纜：

石油化工企業(yè)：在石油、化工等企業(yè)中，防火電纜主要用于石油、天然氣、化工廠等易燃易爆場(chǎng)所，以保護(hù)電纜免受火災(zāi)的損害。

電力系統(tǒng)：在電力系統(tǒng)中，防火電纜主要用于變電所、發(fā)電廠等重要場(chǎng)所，以保護(hù)電纜免受火災(zāi)的損害。

航空航天領(lǐng)域：在航空航天領(lǐng)域，防火電纜主要用于飛機(jī)、火箭、衛(wèi)星等內(nèi)部的電纜保護(hù)，以保護(hù)電纜免受火災(zāi)的損害。

鐵路交通領(lǐng)域：在鐵路交通領(lǐng)域，防火電纜主要用于鐵路軌道、信號(hào)線路等內(nèi)部的電纜保護(hù)，以保護(hù)電纜免受火災(zāi)的損害。

核電站：在核電站中，防火電纜主要用于核反應(yīng)堆、控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等內(nèi)部的電纜保護(hù)，以保護(hù)電纜免受火災(zāi)的損害。

總之，防火電纜的應(yīng)用范圍非常廣泛，可以用于各種需要保護(hù)電纜免受火災(zāi)損害的場(chǎng)所。選擇合適的防火電纜，可以保障電力系統(tǒng)、石油化工企業(yè)、航空航天領(lǐng)域、鐵路交通領(lǐng)域、核電站等場(chǎng)所內(nèi)的電纜設(shè)備安全。

性能

1. 絕緣性能

防火電纜具有較高的絕緣性，可以在火災(zāi)中保持較長時(shí)間的絕緣性能。具體而言，絕緣層可以保證電路正常運(yùn)行時(shí)不會(huì)發(fā)生短路等故障。此外，絕緣層還具有一定的抗化學(xué)腐蝕能力，以保證電路安全運(yùn)行。

2. 耐熱性能

耐熱性能是防火電纜重要的性能之一。在火災(zāi)中，絕緣層需要承受高溫環(huán)境和火焰考驗(yàn)，以保證其能夠保持較高的機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能。因此，阻燃性能越好，耐熱性就越好。

3. 阻燃效果

在火災(zāi)中，絕緣層需要承受高溫環(huán)境和火焰考驗(yàn)，以保證其能夠承受高溫環(huán)境和火焰考驗(yàn)而不發(fā)生燃燒或爆炸等事故。因此，阻燃性都是防火電纜必須具備的重要指標(biāo)。

4. 耐化學(xué)腐蝕

性能特點(diǎn)

電纜的絕緣電阻與線芯根數(shù)和截面大小有關(guān)。線芯數(shù)越多，截面越大。其絕緣電阻越小，同時(shí)，絕緣電阻還取決于氧化鎂中雜質(zhì)的形式和數(shù)量。與溫度的關(guān)系也極為重要，溫度越高，電纜的絕緣電阻越低。

電氣強(qiáng)度與電纜工業(yè)中采用的其他絕緣材料相比。氧化鎂絕緣成品電纜的電氣強(qiáng)度并不高，成品電纜的電氣強(qiáng)度取決于氧化鎂的密度。絕緣厚度和電纜試樣的本身狀態(tài)，當(dāng)電纜受到急劇彎曲時(shí)。彎曲處的絕緣材料密度會(huì)降低，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)開裂。這樣導(dǎo)致電纜的電氣強(qiáng)度下降，試驗(yàn)表明，在溫度為20℃。頻率為50Hz時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)密度的電纜未經(jīng)彎曲時(shí)電氣強(qiáng)度接近6.0MV/m。彎曲過的電纜，當(dāng)彎曲半徑為電纜直徑的6倍時(shí)，其電纜強(qiáng)度約為3MV/m。

電纜的耐熱性防火電纜耐熱性能取決于運(yùn)行時(shí)線芯和護(hù)套的允許工作溫度。在高溫時(shí)，無論是線芯或者是銅護(hù)套均不產(chǎn)生氧化，由于電纜絕緣內(nèi)的含氧量很低。線芯氧化并不嚴(yán)重，但電纜護(hù)套因暴露在空氣介質(zhì)中而劇烈地氧化。溫度越高氧化就越嚴(yán)重，當(dāng)電纜銅護(hù)套的溫度超過250℃時(shí)，便開始發(fā)生急劇氧化，形成氧化層CuO，使護(hù)套厚度減薄。

基本原理

防火電纜的基本原理是通過絕緣層材料在火焰中發(fā)生燃燒反應(yīng)來產(chǎn)生隔熱層，以防止火勢(shì)蔓延。此外，防火電纜還具有絕緣層表面改性和采用防火材料等特點(diǎn)，以提高其防火性能。

使用注意事項(xiàng)

1. 保持絕緣層表面清潔

在使用防火電纜時(shí)應(yīng)注意保持絕緣層表面清潔干凈。特別是在易燃環(huán)境中使用時(shí)要特別注意這一點(diǎn)。同時(shí)應(yīng)避免將雜物掉入絕緣層內(nèi)造成短路或接觸不良等問題。

2. 避免高溫環(huán)境

在使用防火電纜時(shí)應(yīng)避免高溫環(huán)境，以保證其在高溫環(huán)境中能夠保持較高性能和可靠性。同時(shí)也應(yīng)避免將高溫設(shè)備放入電纜內(nèi)或接觸明火等情況發(fā)生。

3. 定期檢查絕緣層完整性

在使用防火電纜時(shí)應(yīng)定期檢查其絕緣層是否完整和無破損等問題，以確保其能夠在火災(zāi)中保持較高性能和可靠性。如果發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)處理并更換絕緣層材料以保證其完整性和可靠性。

4. 注意防火措施的有效性

在使用防火電纜時(shí)應(yīng)注意采取有效措施來確保其能夠在火災(zāi)中保持較高性能和可靠性。例如可以采用隔熱材料來保護(hù)絕緣層不被高溫環(huán)境和火焰考驗(yàn)而發(fā)生燃燒或爆炸等問題。此外還可以采用防火涂料來防止絕緣層表面受火后出現(xiàn)破損或脫落等問題。