電線 電纜 防火性能分析

電力線路在現代社會生產生活中十分常見，因為電線電纜使用、管理不當引發的火災事故也常有發生。加強電線電纜防火性能研究，對于提高電力系統防火水平保障消防安全具有 十分重要的意義。文章圍繞電線電纜防火性能有關問題進行分析和探討，首先分析了電線電纜的起火因素以及相關特性，其次對電線電纜防火阻燃性能的產生與檢測進行了詳細闡述，最后從消防安全角度對電線電纜的具體應用進行了討論 。

關鍵詞：電線電纜 ；防火性能；機理；防火措施；防火應用

現代社會，電力的廣泛應用在促進社會生產力的發展的同時，也給消防安全帶來了威脅。作為電力系統中不可或缺的重要組成，電線電力的消防水平對系統的消防安全水平有著直接影響。大量火災事故調查結果顯示，電線電纜存在消防缺陷是引發火災事故的重要原因當前，我國關于電線電纜的消防安全思想屬于被動消防，其采取的防火措施只是從火災發生后抑制火災影響范圍擴散而制定的。這種被動型的消防原則使得電線電纜防火能力有限，而受實際施工過程中電線電纜數量多、分布密度大、施工質量不穩定等因素的影 響，電線電纜發生火災的可能性進一步增加。因此，要提高電線電纜消防防火能力，就必須加強電線電纜火災隱患防控管理，通過行之有效的技術措施和嚴格的標準要求，最大限度降低電線電纜發 生火災 的可能性以及提高在高溫 、明火等環境下的耐受能力 。 

1電線電纜 的起火因素以及相關特性分析 

通過大量火災事故調查分析可知，電線電纜發生火災的原因主要有電路負荷超標，短路 、接觸電阻過大及外部熱源作用。在短路、局部過熱和外部高溫環境下絕緣材料喪失絕緣性能等。調查結果顯示，在發生火災時，電線電纜會有如下表現 ：

(1)火災事故發生后，起火環境溫度會迅速升高，當溫度上升至 800℃到1000~C，在高溫狀態下，電線電纜表面的絕緣層會迅速老化，絕緣性能急劇下降。當絕緣層絕緣能力降到一定水平后就可能導致短路等次生電氣事故發生，從而造成更大的損失；

(2)導線電纜在規定 的允許載流量下有較大的過載能力；(3)當電線電纜發生短路時，形成電路通路位置的絕緣層溫度迅速升高，進入熔融狀態，隨著起火燃燒，引發火災。

2 電線電纜防火性能分析

2．1 防火機理分析

2．1．1 阻燃機理

電線電纜的阻燃能力的形成在于絕緣層材料在加工生產過程中添加了阻燃劑，從而使得 當火災發生時絕緣層的性質 、表現發生了改變，進而達到阻燃的效果 。

(1)吸熱作用 。當火災發生時，電線電纜絕緣層受高溫影響發生熱裂解，破壞絕緣層結構 ，這是絕緣層絕緣能力下降的直接原因。而添加了阻燃劑后，在高溫狀態下阻燃劑發生分解反應，反應過程中吸收大量的熱，從而降低絕緣層溫度，延緩了材料的熱分解速度；此外，在高溫環境下，阻燃劑相發生改變，同時吸收大量熱，這一物理變化也是延緩絕緣層內部溫度升高的一個重要因素 。

(2)中止反應 。阻燃劑受熱分解后 ，會產生大量具有阻斷效果的物質。這些物質與燃燒 反應物發生反應，阻止了燃燒反應繼續進行，起到 了抑制火災的作用 。

(3)產生隔離層。絕緣層受熱發生裂解反應，生成的產物會在電纜電線表層形成堅硬的隔層 ，從而將尚未反應的材料部分與外界隔離 ，降低熱傳導速度，延緩絕緣層熱裂解的過程。

2．1．2 耐火機理

(1)電線電纜耐火性能主要是通過在電線電纜的絕緣和護套材料中加入某種添加劑而實現 的，在火災環境下，該添加劑可以有效降低聚合物產生的熱量，防止聚合物分解或促進絕緣和護套材料炭化形成保護層 。

(2)物理隔離是提高電線電纜耐火性能的另一種方法。目前常用的方法是使用云母玻璃絲帶包覆在線芯金屬周圍，通過云母玻璃絲帶所具有的耐高溫 、絕緣效果提高電線電纜的耐高溫能力，使之在高溫環境下可以正常工作一段時間。

2．1．3 礦物絕緣電纜機理

這種提高電線電纜阻燃能力的方法是借助了金屬水合物的吸收效應。下面以氫氧化鋁和氫氧化鎂兩種金屬水合物為例 ，在高溫環境下，氫氧化鋁和氫氧化鎂受熱分解，分別生成氧化鋁和水 、氧化鎂和水，并同時吸收大量的熱 。具體反應方程式見下：2A I(O H )3一一*A l~O3+3H 2O 一2648KJ

(1)M g (O H )2- 一- M gO + H 20 - 93．3 K J

(2 )由于吸收了大量的熱，使得絕緣層高聚物燃燒速度受到很大控制 。

2．2 電線電纜燃燒特性分類及其標準試驗

藉由電線電纜的阻燃 、耐火性能水平以及阻燃，對其進行分類，可以分為普通電線電纜 、阻燃電線電纜 、耐火電線電纜。而根據阻燃 、耐火的機理可以將阻燃 、耐火電線電纜分為無鹵低煙電線電纜及礦物絕緣電纜。

(1)、火焰不僅是火災發生時的主要危害因素之一，也是火災擴散的主要原因。阻燃電線 電纜就是針對避免明火產生而設計出來的當發生火災時，阻燃電線電纜絕緣層受到高溫影響發生變化，但并不形成火焰 ，從而降低了火災的威脅，延緩了火災擴散的速度。常用的標準試驗為 GB／T 18380．3(等同于1EC60332—1999 )；

(2 )、耐火電線電纜則指的是在火災高溫環境下一定時間內保持材料性質穩定和電路正常 工作的電線電纜。其檢測標準為GB／T 12666．6(等效于IE C60331—21—1999)；

(3 )、在電線電纜絕緣層材料合成生產時加入鹵素是常見的絕緣材料阻燃設計方法。但由于鹵素毒性較大，所以無鹵絕緣材料成為目前開發的一個重要方向。低煙電線電纜根據耐火性能分為阻燃型和阻燃耐火型兩種，均不含鹵素 。其中，阻燃 型電線電纜在發生火災時不產生火焰 ，生成的煙塵也較少 ，對火焰的擴散 、蔓延有一定 的控制、抑制作用。檢測標準主要有 GB／T17650．

2(等同于 IEC60754—2)、GB／T17651．2( 等同于IEC61034 —2 ) 和 G B／T18380．3(等同于IEC60332—3 )三項 。阻燃耐火型則是對阻燃性電線電纜進行了強化，不但阻燃，而且保障電線電纜在火災環境下一定時間內工作正常，檢測標準則在上述標準之外增加了G B,q'12666．6( 等效于IEC60331 )。

(4 )礦物絕緣電纜是在綠色環保 、健康理念下設計開發出來的又一新型電線電纜，該種電纜不僅在火災條件下不會起火燃燒，而且不會形成煙塵和有毒物質其本身也不會因短路而引起火災。檢測標準除了常用的GB／T 12666．6 耐火試驗外，還針對火災實際情況，參照英國Bs 標準有關內容對電線電纜進行了抗噴淋水和抗機械撞擊 (重物墜落)檢測。此外，國標G B13033—1991((額定電壓 750V及以下礦物絕緣 電纜及終端》也是礦物絕緣電纜常用的重要參考標準 。