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浅谈阻燃电缆与耐火电缆的特性及选用
摘要：据统计，在国内电气火灾中，电线和电缆的事故率约占40%。因而，准确掌握阻燃电缆和耐火电缆的分类与正确选用，对工程设计、施工及电线电缆火灾的防范具有一定的借鉴意义。
关键词：阻燃；耐火；电线电缆；电气火灾
近年来，因电缆燃烧造成电气线路及其他重要设备烧毁，甚至造成严重的安全事故和巨大的经济损失的情况屡见不鲜。因此在发电厂、变电站等有大量电气设备及密集敷设大量电缆的场所选用阻燃电缆阻止火势蔓延，选用耐火电缆保证重要回路的不间断供电显得日益重要。清楚地分辨阻燃电缆及耐火电缆的概念及结构特性才能根据供电要求正确的选用这两种电缆，才能在进行现场设计或监理工作时正确指导这两种电缆的敷设、施工。
1、阻燃电缆
阻燃电缆是指在规定试验条件下，燃烧的电缆在撤去火源后，火焰的蔓延仅在限定范围内，且在限定时间内能自行熄灭的电缆。它的根本特性是在火灾情况下能够把电缆燃烧限制在局部范围内不继续蔓延，以保护其他的各种设备和避免造成更大的损失。但是阻燃电缆不能保证在燃烧的情况下能够维持电路正常运行。
1．1 阻燃电缆的结构特点
阻燃电缆的结构和普通电缆基本相同，不同之处在于它的绝缘层、护套、外护层以及辅助材料（包带及填充）全部或部分采用阻燃材料。
1．2 阻燃电缆的分类
根据电缆阻燃材料的不同，阻燃电缆分为含卤阻燃电缆及无卤低烟阻燃电缆两大类。其中含卤阻燃电缆的绝缘层、护套、外护层以及辅助材料（包带及填充）全部或部分采用含卤的聚乙烯（PVC）阻燃材料。但是这种电缆燃烧时会释放大量的浓烟和卤酸气体，会腐蚀周围的电气设备且对周围电气设备以及救援人员造成二次危害。而无卤低烟阻燃电缆的绝缘层、护套、外护层以及辅助材料（包带及填充）全部或部分采用的是不含卤的交联聚乙烯（XLPE）材料，不仅具有更好的阻燃特性，而且在电缆燃烧时不会释放卤酸气体且发烟量小。
根据《电线电缆燃烧试验方法》的规定，采用成束燃烧试验方法考核的阻燃电缆分为A、B、C三类，其中A类电缆性能较B、C类更优，价格也最贵。
近年来，研究人员为实现电缆的阻燃或提高电缆的阻燃级别，在材料中添加了金属水合物成份，研制出挤包所谓“隔氧层”或“隔火层”作为填充或绕包隔火阻燃包带（隔火层）等新型结构的阻燃电缆，并把这种电缆叫做“隔氧（火）层”电缆。这种阻燃电缆具有低卤低烟、无卤低烟的性能。
1．3 选择阻燃电缆的理由
阻燃电线电缆具有阻燃特性。美国标准和技术研究所对阻燃和非阻燃电线进行了对比燃烧试验，下列试验结果可以说明采用阻燃电线电缆的理由：
（1）、阻燃电线比非阻燃电线可以提供15倍以上的逃生时间；
（2）阻燃电线烧掉的材料仅为非阻燃电线的1/2；
（3）阻燃电线的热释放率仅为非阻燃电线的1/4；
（4）燃烧产生的毒气量仅为非阻燃产品的1/3；
1．4选用时注意的事项
阻燃电缆由于其显著地阻燃特性，广泛用于大型建筑物、隧道、石油化工行业、发电站、矿山等对防火有较高有求的地方。当发生火灾时，能阻止火势在电缆上蔓延，避免火灾事故扩大，减少损失。
设计人员应该根据阻燃电缆的具体特性对阻燃电缆进行设计选用及敷设施工，并应注意以下几个问题：
（1）由于含卤阻燃电缆（包括阻燃电缆、低卤低烟阻燃电缆）在燃烧时会释放卤酸气体阻碍消防工作从而耽误救火时间，因此在人口密度较高的公众场所应尽量设计选用无卤低烟阻燃电缆。在人口密度较小的作业区选用两种皆可。
（2）A类阻燃电缆性能较B、C类更优，但价格也最贵。设计人员无法从外观上区分阻燃电缆的类别，只有靠制造厂家进行供货保证，因此在设计选用时应谨慎选择电供应商。
（3）无卤低烟阻燃电缆与含卤阻燃电缆相比，有低腐蚀、低烟的优点，但电气性能及机械性能明显降低，所以在进行电缆敷设时，无卤低烟阻燃电缆应较含卤阻燃电缆有更大的弯曲半径。
（4）在进行电缆敷设设计时，非阻燃电缆和阻燃电缆不宜并列敷设，不同阻燃类别的阻燃电缆也不宜并列敷设。
2、耐火电缆
耐火电缆是指在规定试验条件下，试样在燃烧一定时间内仍能保持正常运行的特种电缆。它的根本特性就是电缆在燃烧条件下仍然能维持该线路一段时间的正常工作，有利于保护回路的安全。
2．1 耐火电缆的结构特点
耐火电缆的结构和普通电缆基本相同，不同之处在于耐火电缆的导体采用耐火性能好的铜导体（铜的熔点为1083℃），并在导体和绝缘层间增加耐火层。耐火层由多层云母带绕包而成。因为不同云母带的允许工作温度差异较大，因此电缆耐火性能的关键是云母带。
2．2 耐火电缆的分类
目前，国内的普通耐火电缆分为A、B类。B类电缆能够在750℃～800℃的火焰中和额定电压下耐受燃烧至少90min而电缆不被击穿。研究人员在改进耐火层制造工艺和增加耐火层等方法的基础上又研制出了性能更优的A类耐火电缆，它能够在950℃～1 000℃的火焰中和额定电压下耐受燃烧至少90min而电缆不被击穿。
另外一种性能更优良的耐火电缆就是矿物绝缘电缆，它由铜芯、铜护套、氧化镁绝缘材料加工而成，简称MI（minerl insulated cables）电缆。该电缆具有良好的耐火特性且可以长期工作在250℃高温之下，同时还有防爆、耐腐蚀性强、载流量大、耐辐射、机械强度高、体积小、重量轻、寿命长、无烟的特点。MI电缆的耐火层完全由无机物构成，因此它的耐火性能较耐火层中含有有机物的普通耐火电缆更优，并且不会因燃烧而产生腐蚀性气体。
2．3 选择耐火电缆的理由
耐火电缆能够在火灾发生时它仍维持一段时间的正常供电，阻燃电缆和其他普通电缆不具备这项特性。这种特性也决定了耐火电缆在现代社会中起到的重要作用。在火灾发生时，使用耐火电缆能够保证应急电源、用户消防设备、火灾报警设备、通风排烟设备、导行灯、紧急用电梯等供电回路维持正常工作，最大限度的提高生命和财产安全系数。
2.4选用时注意的事项
耐火电缆具有显著地优点，但价格贵、工艺复杂、施工难度大，在高层建筑、地下铁路、核电站及重要工矿企业等对耐火性能和安全性能要求较高且经济性可以接受的场合可采用这种电缆。
根据耐火电缆的特性，设计人员在设计选用时应注意以下几个问题：
（1）耐火电缆切记不可代替耐高温电缆使用。当耐火电缆用于电缆密集的电缆隧道、电缆夹层中，或位于油管、油库附近等易燃场所时，应首先选用A
类耐火电缆。除上述情况外且电缆配置数量少时，可采用B类耐火电缆。
（2）耐火电缆大多用作应急电源的供电回路，以保证在发生火灾时正常供电。发生火灾时环境温度急剧上升，为保证线路的输送容量，降低压降，对于供电线路较长且严格限定允许电压降的回路，应将耐火电缆截面至少放大一档。敷设推荐的允许弯曲半径：非铠装、编织屏蔽电缆应不小于电缆外径的6倍；钢带铠装电缆应不小于电缆外径的12倍；氟塑料绝缘和护套材料电缆应不小于电缆外径的8倍。
（3）在安装中应尽量减少接头数量，以降低电缆接头在火灾事故中的故障机率，保证线路在火灾中能正常工作。如果需要做分支接线，应对接头做好防火处理。
3、结语
易燃场所及重要回路的电缆燃烧导致供电中断造成的危害也极大。随着对电缆防火重要性的认识日益加深以及阻燃、耐火电缆与普通电缆之间的差价日益缩小，这两种电缆在发电厂、变电站等工程中得到越来越广泛的应用。本文作者希望通过对阻燃及耐火电缆的概念、结构、特性及分类的介绍，增加人们对这两种电缆的认识，也能为专业的技术人员在电缆的选用上提供一些参考。