阻燃型電線電纜的幾個主要燃燒性能指標及其檢測要點研究

劉維金

【摘 要】當前電能和信息是社會的兩大支柱，無論是電能還是信息的傳輸，都離不開電線電纜。而隨著電線電纜在電力系統、高層建筑、工礦企業、城鄉配電和通訊網絡中的廣泛應用，因電線電纜引發的火災事故也時有發生。因此，控制和減少電線電纜火災的發生對保障四化建設的順利進行具有重要的現實意義，同時也已成為保障社會公共安全的一個重大問題。

【關鍵詞】電線電纜;燃燒性能;質量檢測;熱交換機理;燃燒條件;預防為主;經濟合理

0 引言

在火災中電線電纜常常扮演火源和導火線的角色，使火災起火迅速、火勢迅猛，極易擴大蔓延，損壞電子儀器和控制設備，甚至導致事故發生地消防控制系統無法正常運轉，產生大量煙霧和毒氣，嚴重影響消防救援和現場人員的撤離，造成了巨大的經濟損失和人身傷亡。因此控制和減少電線電纜火災的發生已成為保障社會公共安全的一個重大問題。

1 阻燃型電線電纜的燃燒性能分析

1.1 阻燃性能分析

最為常見的聚合物阻燃機理主要包括以下三種：（1）氣相阻燃機理。阻燃劑受熱產生捕獲促進燃燒反應鏈增長的自由基，對燃燒過程中發揮鏈增長效果的自由基進行抑制，從而起到阻燃的效果，如在聚合物制作過程中添加一定比例的含鹵阻燃劑;（2）凝聚相阻燃機理。使固相狀態下的聚合物盡量不發生熱分解，進而減少可燃氣體的釋放，如在聚合物制作過程中添加一定比例的磷化合物;（3）中斷熱交換機理。將熱量及時抽離聚合物，中斷其進一步分解。事實上，阻燃是一個相當復雜的過程，在建立某種阻燃體系的過程中，通常需要應用多種阻燃機理予以實現。另外，電線電纜的阻燃還可借助其他多種方法來實現，如截面結構設計、鎧裝電纜設計以及隔氧層電纜設計。

1.2 耐火性能分析

所謂耐火性指的是，在火源作用下保持線路完整性的能力。那些較為重要的公共場合，通常對電力輸送提出了更高的要求，要求在一定的火勢下、一定的時間內，電線電纜能夠正常地、持續地輸送電力或者相關信號。相較普通電纜而言，耐火電纜的不同之處在于增加了耐火層（位于導體、絕緣二者之間）。當電線電纜被點燃，表層有機材料全部燒毀時，若想使電線電纜仍舊正常發揮作用，則需要保證其耐火層的完整性和有效性。

耐火電線電纜的耐火層通常采用耐火云母這種材料制作而成，現階段，最常見的耐火云母帶主要包括以下三種：白云母帶、金云母帶、氟金合成云母帶。在耐火云母帶的諸多制作材料中，云母紙是關鍵材料，不僅發揮著電絕緣的作用，而且發揮著耐火的作用。在電氣絕緣領域，云母是一種公認的優質材料，但值得一提的是，云母紙由于強度不足，不可作為耐火層的唯一材料，需要使用粘合劑將其和玻璃絲布粘合在一起，共同構成云母帶。

1.3 無鹵、低毒性能分析

含鹵阻燃材料在燃燒時，將會釋放出較多的有害氣體，有鑒于此，人們對阻燃型電線電纜提出了更高的要求：一方面要具有良好的阻燃性能、耐火性能，另一方面要減少自身燃燒時有害氣體的釋放量。

無鹵電線電纜指的是，在制作的過程中，采用無鹵聚合物材料，并添加一定比例的無鹵阻燃劑。聚烯烴便是一種較為常用的無鹵材料，其本身具有可燃性，所以，在制作絕緣材料時，需要在其中添加一定比例的無鹵阻燃劑，如此一來，所制得的電線電纜即便著火也不會釋放有害氣體。

1.4 低煙性能分析

電線電纜著火發煙問題已經受到了人們的普遍關注，其危害表現在以下三個方面：一是阻礙視線，使人們難以及時找到逃生出口;二是毒性煙霧會使人們中毒，危及人們的生命;三是妨礙救援工作的順利開展。

為保證聚合物材料的低煙性能符合要求，一般通過添加助劑的方法予以解決，如Al（OH）3、Mg（OH）2以及紅磷等，上述助劑不僅具有一定的阻燃效果，而且具有抑制發煙的效果，獲得了人們的普遍認可。目前，效果最佳的抑煙劑當屬鉬類化合物，如三氧化鉬。在PVC絕緣層中，適當融入鉬、鋅化合物，能使其具有良好的低煙性能。

2 阻燃型電線電纜燃燒性能的檢測

阻燃型電線電纜燃燒性能的檢測主要包括以下五大方面：阻燃性能;耐火性能;低鹵無鹵性能;低煙性能;低毒性能。

2.1 阻燃性能的檢測

在阻燃性能檢測方面，單根垂直燃燒法是一種最為常用的檢測方法，能夠實現對單根電線或單根電纜實際阻燃性能的準確檢測。單根銅芯絕緣細電線或者電纜垂直燃燒試驗方法也是評價單根電線電纜的實際阻燃性能的一種常規試驗方法。試驗過程中，部分小規格導體有一定的幾率在供火期間被熔化，針對這種情況，應采用單根銅芯絕緣細電線或電纜垂直燃燒的試驗方法。一般指直徑為0.4-0.8mm實心銅導體和截面積為0.1-0.5mm2絞合銅導體電線電纜。在建筑中，電線電纜往往成束敷設，所以，對束狀電線電纜所具有的阻燃性進行研究更具實用價值。束狀電線電纜燃燒試驗屬于一種大規模的試驗方法，由于和實際使用情況較為貼合，所以，能夠較為客觀地反映出成束電纜所具備的阻燃能力。

塑料燃燒性能氧指數試驗方法指的是，對塑料在空氣中燃燒的整個過程進行模擬，通過對氮氣以及氧氣間濃度改變的檢測而得出使物質保持不間斷燃燒所需要的一個最小極限的氧濃度。一般電線電纜生產廠用這種方法來檢測、評價絕緣材料以及護套材料的實際阻燃性能。

2.2 耐火性能的檢測

將電線電纜置于一定溫度的火焰下，并保持一定的供火時間，如果其功能性保持良好，那么可判定其耐火性能滿足標準，這就是所謂的耐火性能的檢測試驗。

為了深入了解電線電纜所具備的真正耐火性能，人們常常采用更為嚴格、更為科學的方法對其進行檢測，如將電線電纜置于模擬條件下的火災現場，然后施加火焰加沖擊（或者噴水）等更高一級的試驗條件。

2.3 低鹵無鹵性能的檢測

相當部分絕緣層是以鹵化聚合物為主要材料制作而成的，一旦燃燒，其鹵酸氣體的釋放量將會達到一個很高的值，甚至超過5mg/g。對電線電纜低鹵性能進行檢測、評價時，往往通過測定鹵酸氣體總量的試驗方法予以實現。

如今，隨著材料生產技術水平的不斷提升，無鹵電線電纜獲得了廣泛應用。傳統的化學滴定方法存在嚴重的缺陷，即精度偏低，無法適用于鹵酸氣體總量在5mg/g以下的情況，因此，常采用測量pH值以及電導率的方法來測定氣體的實際酸度，進而實現對電線電纜無鹵性能的準確評價，在鹵酸氣體總量偏小時（5mg/g以下），取得了良好的應用效果。

2.4 低煙性能的檢測

對電線電纜燃燒性能進行評價時，發煙性屬于一個十分關鍵的評價指標，具有十分重要的現實意義。對電線電纜低煙性能進行檢測時，需要將其置于特定的燃燒條件下，然后對燃燒的煙密度進行測定。

2.5 低毒性能的檢測

對電線電纜的低毒性能進行評價時，通常采用以下兩種方法：（1）動物試驗法。將小白鼠置于規定的條件下，使其保持動態吸入煙氣的狀態，然后分析其中毒特征;（2）化學分析法。該類方法中最常用、最知名的當屬“毒性指數測定法”，其原理是“基于某種氣體的實際濃度同此氣體30min致死濃度的比值作為該氣體的毒性因子”。該方法在可比性方面表現出了一定的優越性，因而獲得了業內人士的普遍認可和采用。

3 結束語

總之，隨著社會經濟水平的不斷提高，人們對建筑物的防火性能提出了更高的要求，相信在人們的不斷努力下，我國阻燃型電線電纜的制造及應用水平將會更上一個臺階，從而減少由此帶來的火災事故，最大程度保證人們的生命財產安全，從而為我國社會的可持續發展奠定堅實的基礎。

【參考文獻】

[1]趙應彬.電力電纜故障探測的新方法[J].中國西部科技，2006（34）.

[2]田欣.電線電纜熱老化壽命標準分析[J].信息技術與標準化，2014（05）.

[責任編輯：張濤]