阻燃型电线电缆的几个主要燃烧性能指标及其检测要点研究

刘维金

【摘 要】当前电能和信息是社会的两大支柱，无论是电能还是信息的传输，都离不开电线电缆。而随着电线电缆在电力系统、高层建筑、工矿企业、城乡配电和通讯网络中的广泛应用，因电线电缆引发的火灾事故也时有发生。因此，控制和减少电线电缆火灾的发生对保障四化建设的顺利进行具有重要的现实意义，同时也已成为保障社会公共安全的一个重大问题。

【关键词】电线电缆;燃烧性能;质量检测;热交换机理;燃烧条件;预防为主;经济合理

0 引言

在火灾中电线电缆常常扮演火源和导火线的角色，使火灾起火迅速、火势迅猛，极易扩大蔓延，损坏电子仪器和控制设备，甚至导致事故发生地消防控制系统无法正常运转，产生大量烟雾和毒气，严重影响消防救援和现场人员的撤离，造成了巨大的经济损失和人身伤亡。因此控制和减少电线电缆火灾的发生已成为保障社会公共安全的一个重大问题。

1 阻燃型电线电缆的燃烧性能分析

1.1 阻燃性能分析

最为常见的聚合物阻燃机理主要包括以下三种：（1）气相阻燃机理。阻燃剂受热产生捕获促进燃烧反应链增长的自由基，对燃烧过程中发挥链增长效果的自由基进行抑制，从而起到阻燃的效果，如在聚合物制作过程中添加一定比例的含卤阻燃剂;（2）凝聚相阻燃机理。使固相状态下的聚合物尽量不发生热分解，进而减少可燃气体的释放，如在聚合物制作过程中添加一定比例的磷化合物;（3）中断热交换机理。将热量及时抽离聚合物，中断其进一步分解。事实上，阻燃是一个相当复杂的过程，在建立某种阻燃体系的过程中，通常需要应用多种阻燃机理予以实现。另外，电线电缆的阻燃还可借助其他多种方法来实现，如截面结构设计、铠装电缆设计以及隔氧层电缆设计。

1.2 耐火性能分析

所谓耐火性指的是，在火源作用下保持线路完整性的能力。那些较为重要的公共场合，通常对电力输送提出了更高的要求，要求在一定的火势下、一定的时间内，电线电缆能够正常地、持续地输送电力或者相关信号。相较普通电缆而言，耐火电缆的不同之处在于增加了耐火层（位于导体、绝缘二者之间）。当电线电缆被点燃，表层有机材料全部烧毁时，若想使电线电缆仍旧正常发挥作用，则需要保证其耐火层的完整性和有效性。

耐火电线电缆的耐火层通常采用耐火云母这种材料制作而成，现阶段，最常见的耐火云母带主要包括以下三种：白云母带、金云母带、氟金合成云母带。在耐火云母带的诸多制作材料中，云母纸是关键材料，不仅发挥着电绝缘的作用，而且发挥着耐火的作用。在电气绝缘领域，云母是一种公认的优质材料，但值得一提的是，云母纸由于强度不足，不可作为耐火层的唯一材料，需要使用粘合剂将其和玻璃丝布粘合在一起，共同构成云母带。

1.3 无卤、低毒性能分析

含卤阻燃材料在燃烧时，将会释放出较多的有害气体，有鉴于此，人们对阻燃型电线电缆提出了更高的要求：一方面要具有良好的阻燃性能、耐火性能，另一方面要减少自身燃烧时有害气体的释放量。

无卤电线电缆指的是，在制作的过程中，采用无卤聚合物材料，并添加一定比例的无卤阻燃剂。聚烯烃便是一种较为常用的无卤材料，其本身具有可燃性，所以，在制作绝缘材料时，需要在其中添加一定比例的无卤阻燃剂，如此一来，所制得的电线电缆即便着火也不会释放有害气体。

1.4 低烟性能分析

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：一是阻碍视线，使人们难以及时找到逃生出口;二是毒性烟雾会使人们中毒，危及人们的生命;三是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Al（OH）3、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，效果最佳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，能使其具有良好的低烟性能。

2 阻燃型电线电缆燃烧性能的检测

阻燃型电线电缆燃烧性能的检测主要包括以下五大方面：阻燃性能;耐火性能;低卤无卤性能;低烟性能;低毒性能。

2.1 阻燃性能的检测

在阻燃性能检测方面，单根垂直燃烧法是一种最为常用的检测方法，能够实现对单根电线或单根电缆实际阻燃性能的准确检测。单根铜芯绝缘细电线或者电缆垂直燃烧试验方法也是评价单根电线电缆的实际阻燃性能的一种常规试验方法。试验过程中，部分小规格导体有一定的几率在供火期间被熔化，针对这种情况，应采用单根铜芯绝缘细电线或电缆垂直燃烧的试验方法。一般指直径为0.4-0.8mm实心铜导体和截面积为0.1-0.5mm2绞合铜导体电线电缆。在建筑中，电线电缆往往成束敷设，所以，对束状电线电缆所具有的阻燃性进行研究更具实用价值。束状电线电缆燃烧试验属于一种大规模的试验方法，由于和实际使用情况较为贴合，所以，能够较为客观地反映出成束电缆所具备的阻燃能力。

塑料燃烧性能氧指数试验方法指的是，对塑料在空气中燃烧的整个过程进行模拟，通过对氮气以及氧气间浓度改变的检测而得出使物质保持不间断燃烧所需要的一个最小极限的氧浓度。一般电线电缆生产厂用这种方法来检测、评价绝缘材料以及护套材料的实际阻燃性能。

2.2 耐火性能的检测

将电线电缆置于一定温度的火焰下，并保持一定的供火时间，如果其功能性保持良好，那么可判定其耐火性能满足标准，这就是所谓的耐火性能的检测试验。

为了深入了解电线电缆所具备的真正耐火性能，人们常常采用更为严格、更为科学的方法对其进行检测，如将电线电缆置于模拟条件下的火灾现场，然后施加火焰加冲击（或者喷水）等更高一级的试验条件。

2.3 低卤无卤性能的检测

相当部分绝缘层是以卤化聚合物为主要材料制作而成的，一旦燃烧，其卤酸气体的释放量将会达到一个很高的值，甚至超过5mg/g。对电线电缆低卤性能进行检测、评价时，往往通过测定卤酸气体总量的试验方法予以实现。

如今，随着材料生产技术水平的不断提升，无卤电线电缆获得了广泛应用。传统的化学滴定方法存在严重的缺陷，即精度偏低，无法适用于卤酸气体总量在5mg/g以下的情况，因此，常采用测量pH值以及电导率的方法来测定气体的实际酸度，进而实现对电线电缆无卤性能的准确评价，在卤酸气体总量偏小时（5mg/g以下），取得了良好的应用效果。

2.4 低烟性能的检测

对电线电缆燃烧性能进行评价时，发烟性属于一个十分关键的评价指标，具有十分重要的现实意义。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，然后对燃烧的烟密度进行测定。

2.5 低毒性能的检测

对电线电缆的低毒性能进行评价时，通常采用以下两种方法：（1）动物试验法。将小白鼠置于规定的条件下，使其保持动态吸入烟气的状态，然后分析其中毒特征;（2）化学分析法。该类方法中最常用、最知名的当属“毒性指数测定法”，其原理是“基于某种气体的实际浓度同此气体30min致死浓度的比值作为该气体的毒性因子”。该方法在可比性方面表现出了一定的优越性，因而获得了业内人士的普遍认可和采用。

3 结束语

总之，随着社会经济水平的不断提高，人们对建筑物的防火性能提出了更高的要求，相信在人们的不断努力下，我国阻燃型电线电缆的制造及应用水平将会更上一个台阶，从而减少由此带来的火灾事故，最大程度保证人们的生命财产安全，从而为我国社会的可持续发展奠定坚实的基础。

【參考文献】

[1]赵应彬.电力电缆故障探测的新方法[J].中国西部科技，2006（34）.

[2]田欣.电线电缆热老化寿命标准分析[J].信息技术与标准化，2014（05）.

[责任编辑：张涛]