从上个世纪70年代开始人们开始关注火灾蔓延问题,并重点强调了国际上对低烟无卤阻燃电缆的研究,在这个过程中已经得到较大的发展。但是先前使用的阻燃电缆主要使用了含卤素的材料,其在使用过程中容易释放出一些污染性和有毒性的气体,对人们的健康造成了较大的威胁。目前很多国家对无卤阻燃电缆方面展开了广泛深入的研究,并设计出更加先进的技术,例如新出现的低烟无卤阻燃电缆就是一种较为先近的成果,其已经较多的应用到了我国的各个领域中,例如有发电、建筑以及交通等领域,并在安全性、可靠性、环保性以及经济性等方面体现出了明显的优势。随着我国对无卤低烟阻燃电缆研究的深入,其应用的前景将会更加广阔,未来应用的范围将会进一步地拓展。
低烟无卤阻燃电缆的性能:
低烟无卤阻燃系列电缆的优势体现在多个方面,特别是其卓越的安全性与环保性。当出现火灾时,无卤电缆燃烧将会挥发出安全无毒的气体,不会对人们的健康造成影响。另外其还能够在灭火过程中发挥较大的作用,由于在火灾中无卤电缆的排烟量与烟气浓度都很小,消防人员可以在短时间内判断火源的位置,为火灾的扑灭节约了时间,避免造成更大的人员和财产损失。对于阻燃电缆来说,其特色还体现在其中具有的阻燃成分,在出现火灾时能够发挥一定的阻燃效果。
对于低烟无卤阻燃电缆性能的评价需要利用特定的指标,具体要求如下:
1、烟密度性能
电线电缆着火发烟问题已经受到了人们的普遍关注。其危害表现在以下三个方面:
A. 阻碍视线,使人们难以及时找到逃生出口;
B. 毒性烟雾会使人们中毒,危及人们的生命安全;
C. 妨碍救援工作的顺利开展。
为保证聚合物材料的低烟性能符合要求,一般通过添加助剂的方法予以解决,如AI(OH),Mg(OH)₂以及红磷等,上述助剂不仅具有一定的阻燃效果,而且具有抑制发烟的效果,获得了人们的普遍认可。目前,效果*的抑烟剂当属钼类化合物,如三氧化钼。在PVC绝缘层中,适当融入钼、锌化合物,可能适当减少烟气的产生。当电缆材料燃烧时,会产生一定量的烟雾,其中烟雾是蒸汽、固体颗粒物等形成的混合物。电缆原材料烟密度实际上就是在特定条件下的发烟量,一般可以采用Ds与Dm进行表示,对应的分别是特定时间的比光密度与*比光密度,后者可以称为总烟雾累积量,其值较大说明燃烧时释放出的烟更多。另外在燃烧过程中,电缆非金属材料还会释放出含烟分子(含碳分子),对于光的传播也会形成一定的阻碍作用,对于电缆本体测试电缆的烟密度性能是测量入射光的强度和透射光强度的比值,并进行归一化计算, “(It/Io)=[It/Io](40/Nd) ”,得出归一化透光率。传统使用的聚氯乙烯材料在燃烧时会释放出较多的烟雾,对环境以及人们健康都形成了巨大的威胁。这主要与在燃烧过程中发生的化学反应有关,由于氯和添加剂内的锑发生反应形成三氯化锑气体,使得空气中的氧气含量急剧降低,时间一久容易引起人们的呼吸困难,最终可能会造成人员死伤的严重后果。无卤低烟材料不含这些成分,燃烧过程中只产生很少的烟雾。
2、毒性及腐蚀性
聚氯乙烯材料在燃烧时会释放出大量的烟雾,其浓度较大,含有较多的固体颗粒物,而这主要和燃烧过程中的化学反应有关,由于气体中的氯和添加剂内的锑发生反应形成三氯化锑气体,使得空气中的氧气含量会逐步减少,逐步容易引发人员的窒息。而上述问题并不存在于无卤电缆中,无卤电缆中使用的基材主要是无卤聚烯烃,其在燃烧过程中具有较高的环保性,不会出现形成一些有污染的酸性腐蚀性气体,毒性也较低,基本不会对人们造成影响。
3、阻燃性能
基于卤材料生产的电缆在阻燃性方面能够达到较高的标准,但是也存在一定的不足问题,例如其容易形成一些有毒性气体和污染性气体,所以人们开始在无卤阻燃电缆方面进行更多的研究,并逐渐成为现代社会安全环保要求日益提高的必然选择。在无卤阻燃剂中,阻燃填料主要使用氢氧化铝或氢氧化镁填充,其在阻燃方面能够达到较好的效果。一方面电缆燃烧时会放出较多的结晶水,可以将热量吸收,并延缓燃烧的速率。另一方面通过脱水过程会形成一些水蒸气,能够有效地抑制气体的燃烧过程。但是当前使用无卤材料也存在一定的弊端问题,比如会对材料的机械物理性能、电气性能造成影响。很多企业以及研究机构都在此方面进行了研究,期望能够研制出具有更好的机械物理性能、电气性能和阻燃性能的无卤低烟阻燃材料。
低烟无卤阻燃电缆的检测方法研究
1、阻燃性能的检测
单垂直燃烧法是最常用的阻燃性能测试方法。该方法主要用于测试单根电线电缆的阻燃性能,能有效地评价单根电线电缆的实际阻燃性能。 GB/T 18380.12-2008规定了1kW预混火焰的常用用法。但它不适用于总截面小于0.5 mm2的小型单根电线和电缆的测试,因为其导体在测试结束前会熔化,也不适用于薄电缆,因为电缆在测试结束前会断裂。通常来说,在单丝直径小于0.8 mm,横截面小于0.5 mm2的电缆试验方法可参考GB/T 18380.22-2008。
在实际建筑中,电线电缆要进行捆绑和敷设,并应使用装置进行固定。此时应进行成束电缆阻燃性能的研究(见 GB/T 18380.31~36系列标准),这也是一项相对大型的燃烧试验,它与实际应用场景更为接近,能更好地反映集束电缆的阻燃性能。电缆的阻燃等级根据国家标准GB/T 19666-2019《阻燃和耐火电线电缆或光缆通则》进行分类,通常分为以下几类:
A类:每米非金属材料的总体积应为7L。A类阻燃等级*。
B类:每米非金属材料的总体积应为3.5L。B类阻燃要求较高,适用于阻燃要求严格的场合。
C类:每米非金属材料的总体积应为1.5L。C类为一般阻燃,适用于大多数阻燃场合。
D类:每米非金属材料的总体积应为0.5L。D类为,适用于外径不超过12mm且截面积不超过35mm2的小电缆和光缆的一般阻燃场合。
2、低卤无卤性能的检测
大多数绝缘层由含卤聚合物制成。一旦燃烧,将会释放出较多的卤酸气体,*可能会高于5 mg/g,基于此可以对电缆的低卤性能进行评价。目前在低烟无卤电线电缆方面的研究逐步成熟,其生产技术以及产品也更加先进,应用范围得到了更大范围的拓展。如果采用化学滴定法来对其性能进行测定,难以保证达到较高的准确度,因此当前在气体酸度测量方面增加了对电导率和PH值的测量,采用这种方式即使在卤酸气体总量低于5 mg/ g时也能够得到较好的精度,使测量结果更加准确。
无卤性能主要考核以下指标:
试验项目 | 单位 | 要求指标 | 试验方法 |
酸度和电导率试验: —PH值 —电导率 |
— S/mm |
≥4.3 ≤10 |
GB/T 17650.2 GB/T 17650.2 |
卤酸气体释出量试验 —HCL和HBr含量 |
% |
≤0.5 |
GB/T 17650.1 |
3、低烟性能的检测
电缆或光缆燃烧时的烟密度是评估电缆或光缆燃烧性能的重要指标。在火灾发生时,电缆或光缆的低烟特性对保证各类人员的安全撤离和消防救援工作的正常开展,对社会公共安全和减少火灾损失具有重要作用。
对电线电缆低烟性能进行检测时,需要将其置于特定的燃烧条件下,然后对非金属材料燃烧产生的烟物进行测量。一般按照国家标准GB/T 17651.2-2021《电缆或光缆在特定条件下燃烧的烟密度测定》进行测定,用于测定不同电线电缆或光缆产品在特定条件下燃烧的烟密度,测试结果如没有特殊要求,应不小于60%。对于有更严格的要求,按要技术规范或新标准执行。
结语
随着人们对环保的重视程度加深,各个行业都开始采用更先进的环保技术和环保设备进行生产。其中在电力行业已经较多的采用了无卤低烟阻燃电缆,其在环保性与安全性方面具有较大的优势,但是其使用过程中需要添加较多的阻燃剂材料,这在一定程度上会对电缆的电气性能等其他方面造成影响。所以还需要在此方面进行更多深入的研究,并研制性能更加先进的新型阻燃性材料,提升电缆的阻燃性能的同时,并提升其机械物理性能和电气性能。
一、在选用电线电缆时,一般要注意电线电缆型号、规格 (导体截面)的选择。
⒈ 电线电缆型号的选择
选用电线电缆时,要考虑用途,敷设条件及安全性;例如,
根据用途的不同,可选用电力电缆、架空绝缘电缆、控制电缆等;
根据敷设条件的不同,可选用一般塑料绝缘电缆、钢带铠装电缆、钢丝铠装电缆、防腐电缆等;
根据安全性要求,可选用不延燃电缆、阻燃电缆、无卤阻燃电缆、耐火电缆等。
2.电线电缆规格的选择
确定电线电缆的使用规格 (导体截面)时,一般应考虑发热,电压损失,经济电流密度,机械强度等选择条件。
根据经验,低压动力线因其负荷电流较大,故一般先按发热条件选择截面,然后验算其电压损失和机械强度;低压照明线因其对电压水平要求较高,可先按允许电压损失条件选择截面,再验算发热条件和机械强度;对高压线路,则先按经济电流密度选择截面,然后验算其发热条件和允许电压损失;而高压架空线路,还应验算其机械强度。若用户没有经验,可拨打本公司客服电话进行详细咨询(022-869688888或18526278066)。
二、运输和保管应符合下列要求:
电缆多数是绕在木盘或铁盘上用载重汽车、列车、货船运输,但是不论用哪种运输工具,电缆都应竖直放置,不宜侧卧或平放运输,因为侧卧或平放运输时,在底层的一圈电缆受到其上各圈电缆自重的压力,可能会超过电缆的允许侧压力,促使变形而损伤电缆绝缘。在运输时,每只电缆盘边底下应用木楔固定,必要时应用钢性绳索将电缆盘与运输车辆固定牢固,以防重心过高倾倒和车辆突然减速或加速而使电缆盘产生惯性冲撞。
a)电缆应避免在露天存放,电缆盘不允许平放;
b)运输中严禁从高处扔下装有电缆的电缆盘,严禁机械损伤电缆;
c)吊装包件时,严禁几盘同时吊装。在车辆、船舶等运输工具上,电缆盘必须放稳,并用合适的方法固定,防止互撞或翻倒。
三、当电缆运输到位不能及时敷设而需贮存时,应将其放置在干燥的地方,盘下应放置枕垫,同时应作好防雨、防火措施。在保管期间,应每3个月进行一次检查,其内容有:
1.检查木盘或铁盘是否完整;
2.电缆端部是否严密完好;
3.铠装是否紧密,有无锈蚀;
4.电缆的各种标志是否齐全;否则应采取相应措施、及时处理。