淺析通信電纜防火防護應用

趙斌 國家能源集團神朔鐵路分公司信息通信段

1 引言

伴隨著經濟的增長和社會的進步，我國鐵路行業正處于高速發展的階段，通信系統為適應信息快速準確傳遞的需要，其程控系統設備向著復雜、昂貴方向發展。為了充分發揮信息傳遞功能，必須通過電纜向外傳遞及向內接收。通信系統的快速更新、擴建、改建，使得電纜防火防護成為防火領域內的一大難題。由于電氣設施、建筑、電纜布置等都向著復雜化、精細化方向發展，使得人們開始逐漸重視防火材料的性能和使用，因為防火材料的安全型和可靠性關系到人們的生命財產安全和鐵路安全運行的保障，因此要杜絕通信系統電纜火災事故的發生、防止電纜著火蔓延，應采取相應的防火防護措施，改善電纜及設備的防火效果，從而保證通信系統網的安全可靠運行。

2 通信系統火災的危害及原因

電纜短路、電纜過負荷、電纜接觸不良和外部火源都是引起電纜發生火災的原因。發生火災后，電路不能正常的進行供給。這樣會導致相關設備無法正常工作，導致信息傳遞受阻。而且因電纜的外護套為絕緣物組成，發生火災后，外護層的聚合物會快速分解、燃燒和擴散。火災的主要原因如下：

2.1 電氣設備安裝使用不當。諸如電源線年久失修、老化；電源線未穿管敷設。電源線接頭未封閉在接線盒內；將通信電纜及電源敷設在空調管內；用鋁絲、鐵絲、銅絲等代替保險絲，任意增大保險絲容量；在機房內任意使用電熱設備；亂拉臨時電源線；不顧電源線容量任意增加電氣設備等。其結果造成電源線路短路、超負荷、接觸電阻大以及產生電弧、電火花等，沿線路迅速蔓延，導致火災。

2.2 強電侵入通信機房引起通信設備起火。一是通信下高壓電力線交叉處無防護措施，因電力線路斷線，造成強電搭接通信線侵入機房；二是通信電纜與高壓線路同桿架設，高壓線斷線導入機房。但由于缺乏經常的維護，使保安裝置動作遲緩或不起作用，致使強電直接侵入，通信設備起火。

2.3 用火不慎引起可燃物燃燒，通信機房附近及大樓內施工時，若存在明火作業，若管理措施不當，極易發生火災。

2.4 通信機房及相關區域電纜無防火分隔措施。有些通信系統內的電纜豎井、控制柜、電纜井、電纜管道沒有進行防火分隔。通風管道、電纜電線穿墻孔洞及樓板間的縫隙未做防火分隔，電纜貫穿孔洞多，縫隙大，一旦發生火災，這些豎井、縫隙、柜體將加速火勢的蔓延擴大。并且機房內的通風管道系統若無防火措施，一旦起火，很快沿著送排風管道蔓延到其他位置。

3 通信系統防火材料應用現狀

通信系統防火安全由“主動式”和“被動式”防火系統共同組成，主動式防火系統在火災中起到火災預警、報警、滅火等作用，而被動式防火系統在火災發生時，將火焰控制在一定區域，防止火焰的串燒和蔓延。隨著通信行業的發展和主動式防火產品的更新換代，通信系統的主動式防火增加了報警系統、預警系統、新型氣體滅火和熱感等一系列先進的防火產品。但由于國內被動式防火材料發展緩慢，傳統防火材料技術還處于較低水平，使得完整的防火系統存在著“被動式”防火隱患。

目前，在材料方面，通信系統內的“被動式”防火措施主要有封、堵、涂、隔、包等，而使用的傳統防火材料主要有防火泥、防火包、防火板一系列低端產品。傳統的防火材料采用低廉的配方，其鹵素的使用長期性會腐蝕破壞電纜表皮，外觀遇高溫時流淌失去穩定性，低溫時硬化無法增容，含有脂肪胺類易產生霉菌，發生火災時產生的大量煙毒，將會對人造成二次傷害。在通信系統的現場排查中，存在大量防火泥硬化、脫落，防火包破損、失穩，防火板斷裂等現象。而在應用方面缺乏細化施工工藝，再好的產品和解決方案如果沒有落實到明確、細致、完備的施工工藝上，那也不會發揮最大功效。所以傳統防火材料在常態下無法經受環境的考驗就已失效，防火能力的失效，會導致發生火災時無法保證阻止火焰的串燒蔓延，將會造成更嚴重的人員和經濟損失。

4 新型“被動式”防火防護系統

新型“被動式”防火防護系統材料創新性的研究過程中，在防火性能提升同時，還具有無毒環保性、耐高低溫性、長效性、耐酸堿性、耐UV、防電磁屏蔽性、隔煙隔熱性等諸多能力，這樣才能滿足通信系統防火材料應對常態惡劣環境和防火安全的需求。

4.1 創新型配方

經過長期的配方測試，新型防火材料使用由聚磷酸銨（APP）和三聚氰胺（MEL）、防火劑、硼酸鋅、石墨炭層等材料研發制成，為了達到新型防火材料的諸多性能指標，對APP和 MEL做了多次熱分析實驗（如圖三、圖四）、炭質層內表面和外表面元素分析實驗和APP的反應過程實驗，并取得了符合性能需求的熱重（TG）、微商熱重（DTG）和差熱分析（DTA）等結果。

4.2 防火隔熱性

新型防火防護材料具有遇火膨脹≥400%的性能，可將線纜表皮燃燒層進行增補，穩固的膨脹層具有隔煙能力、隔火能力、隔熱能力（圖六），并具有長效防火能力，防火時效可達3h。

4.3 耐候性能

新型防火防護產品可適應局部空間的嚴苛環境，耐水、耐紫外線，耐油污、耐濕熱性，并可適用于-20℃至+80℃的環境溫度，以確保防火防護材料在低溫下不開裂、起皮、剝落，在高溫下不流淌、滴落。

4.4 安全環保性

新型防火防護材料具有無鹵素特性，長期作用于電纜和金屬管道表面不會對電纜和金屬管道造成腐蝕性破壞，并對人體和環境無損害，無粉塵及揮發性有毒物質等。

4.5 防蟲鼠性

新型防火防護材料具有金屬外殼，在控制間區域的電纜出入口具有較強的防蟲鼠能力，排除了蟲鼠引起的電纜火災隱患。

4.6 簡單操作

新型防火防護材料不會因為工人的操作水平不同而影響施工效果，更好的完成工程質量，達到指定防火能力和美觀度。

4.7 增容性能

新型防火防護產品對于封堵位置便于電纜的二次穿越，使用簡單工具開孔即可增容、可拆卸、可再次使用安裝。

5 通信系統新型防火材料的應用

5.1 機房防火

機房作為通信系統的“大腦”，在安全防火方面非常重要，大部分機房在設計中沒有采用防火、防煙分隔區的防火方式，先天的防火設計不足，只能依靠后續的防火改造來完善。其中機房內部防火的重點位置有控制柜體防火、電纜“豎井”“水平井“”橋架”處防火、電纜自身防火防護、建筑墻體防火、通風系統防火等。根據使用位置、防火特點、環境特點不同，采用皮甲防火模塊、超薄防火板材、水性防火涂層、防火坪、防火格柵等一系列新型防火材料可制定相應的“地毯式防火系統”、“通風防火系統”、“無膠防火系統”、“防火防鼠系統”、“裝配式防火墻系統”，通過不同的防火方案，使各部位的防火時效提高到3h以上，使機房形成一個獨立防火分區。

5.2 電纜井（溝道）

通信系統另一部分由電纜井（溝道）組成，電纜井（溝道）作為電力和信號的傳輸通路，防火分隔的能力不可或缺。通過使用新型的水性環保防火涂層、膨脹型防火隔板、防火邦迪、膨脹型防火模組等一系列產品來增強電纜井（溝道）的防火能力，使電纜井（溝道）具有防火分隔能力，遇火時能夠形成獨立防火分區，使外部火焰無法進入，內部火焰無法竄出，并且在一定的時間內，是電纜/光纜仍具有電力/信號傳輸的能力，給救援提供充足時間，減少火災帶來的經濟損失。

6 結束語

通信系統采用新型的防火防護材料可以保障通信的安全可靠性，使通信系統的安全性得到大大提升。在今后的發展過程中，需要強化新型防火材料應用機制，建立健全的安全防火體系，真正做到“預防為主、防消結合”。只有提高安全生產能力，才能使通信系統得到更好的發展，實現通信技術的可持續發展。