電纜、電線的耐熱性、耐火性、不燃性絕緣

無法想像沒有有線和有線通信的現代世界，順便說一句，其數量在不斷增長。各種電纜的高密度電纜絕緣條件並不總是理想的，增加了火災的風險。例如，美國每年因電纜起火引起的火災，給該州經濟造成約60億美元的損失。因此，製造不會蔓延燃燒的可靠耐火電纜和電線的問題變得越來越緊迫。

所以，電纜的防火安全性是由以下五個指標決定的：

非傳播燃燒

燃燒的非傳播性被理解為電纜在火焰停止後立即自熄的能力。該指標可以在火焰結束後沿被火損壞的電纜長度進行量化。

煙霧光密度

實驗電纜樣品燃燒期間空間中介質的最大比光密度表徵了此類電纜在燃燒期間的煙霧特徵水平。該參數反映瞭如果打開此類電纜，煙霧在受火災影響的房間內傳播的速度。這對於確定滅火條件很重要。

除氣產品的腐蝕活動

脫氣產物的腐蝕性越高，火災損失越大。氣體釋放產物具有高腐蝕性，被火覆蓋的房間內的電氣設備被毀壞。定量地，該參數由以下物質的釋放量決定：氯化氫、溴化氫、二氧化硫等。 - 來自此類活性產品的數量。

氣體毒性

通常，氣體排放物的毒性會導致火災事故和人員傷亡。這些有毒產物主要有：氨、一氧化碳、氰化氫、硫化氫、二氧化硫等。

防火性能

耐火電纜在明火的影響下仍能保持其特性，該指標是隨時間計算的——從 15 分鐘到 3 小時——在此期間耐火電纜可以繼續工作。

電纜絕緣和防火

電纜的防火安全性主要取決於其絕緣和保護塗層的材料，以及電纜的設計。用於生產絕緣材料的聚合物材料具有以下防火安全參數：

• 易燃;

• 氧指數；

• 產菸係數；

• 除氣產品的腐蝕活動；

• 燃燒產物的毒性。

易燃

根據 GOST 12.1.044-89，材料的可燃性被表徵，即它們的燃燒能力。材料不同：不可燃、難燃和可燃。

不燃材料一般不能在空氣中燃燒。不燃物質遇空氣能自燃，但一旦移開火源，就不能自行繼續燃燒。

易燃材料具有自燃能力，在火源移開後仍可繼續燃燒，這裡重要的是，可燃性的定量指標往往不能完全表明電纜的防火安全性。

氧指數

為了在測試過程中更準確地評估材料的可燃性，使用了“氧指數”，它等於氮氧混合物中氧氣的最小體積，在該體積下，給定材料可以穩定燃燒地方。氧指數小於21表明該材料具有可燃性，即這種材料即使在移去火源後仍能在空氣中燃燒。

產菸係數

如上所述，煙霧係數反映了材料在試驗室或室內燃燒過程中煙霧的光密度。該參數是通過光度計記錄由於光線穿過充滿煙霧的空間而導致的照明衰減來確定的。例如，美國國家標準局定義了兩種煙霧比率：陰燃和燃燒。針對不同材料確定最大煙霧光密度：

除氣產品的腐蝕活動

根據IEC推薦的氯化氫、溴化氫、硫氧化物和氟化氫的含量，評價脫氣產品的腐蝕性。為此，使用已知的分析方法，將樣品在燃燒室中加熱到 800°C 的溫度 20 分鐘。

燃燒產物的毒性

通過燃燒過程中釋放出的有毒氣體，如：一氧化碳、二氧化碳、氯化氫、氟化氫、溴化氫、氧化硫、氧化氮和氰化氫等有毒氣體的多少，來評價燃燒產物的毒性程度。材料加熱到 800°C 的溫度。眾所周知的事實：主要在電纜行業中，PVC 絕緣材料、橡膠和聚乙烯用於絕緣。

PVC化合物由於其化學結構是最不易燃的材料，分子中沒有雙鍵，只有氯原子。

發生火災時，聚氯乙烯會分解並釋放出氯化氫，從而阻止火勢蔓延。但與水或蒸汽作用時，氯化氫會變成鹽酸，具有很強的腐蝕性。此外，氯化氫對人體有危險，因此PVC在生產防火、耐火電纜的絕緣材料中的使用受到限制。

提高耐火性和耐熱性

通過向 PVC 添加抑製劑，可以提高其耐火性。因此，磷酸鹽增塑劑、阻燃劑、填料的引入降低了 PVC 化合物的可燃性。同時，發生火災時的氣體排放也會減少，因為抑製劑會結合氯化氫，使其以不易燃房間的形式沉澱下來。

聚乙烯更易燃，為了使聚乙烯絕緣不燃，在其中添加了阻燃劑，有助於基於改性成分的聚乙烯絕緣的自熄。最常見的解決方案是三氧化二銻和氯化石蠟的混合物，因此與 PVC 相比具有優勢 - 減少氣體排放、降低毒性和對人的危險。

至於橡膠絕緣，橡膠是最不易燃的。 氯丁橡膠, 被廣泛用作電纜護套材料。最耐火的橡膠是矽橡膠、氯磺化或氯化聚乙烯（“hypalon”）和其他橡膠類聚合物。

以四氟乙烯等含氟聚合物為基礎的聚合物由於氧指數高、蒸發量低而具有很高的阻燃性，但在電纜護套溫度超過 300°C 時，此類材料會變得有毒，對人體有害，還會腐蝕電氣設備。

浸漬紙絕緣和鋁護套電纜是最早的耐火電力電纜。

TsAABnlG和AABnlG品牌成束高壓電纜不蔓延燃燒，護套能承受20分鐘的明火暴露，即這些電纜的耐火性能已通過測試得到證實。

它們的保護罩結構複雜：一對鍍鋅鋼條和保險槓下方的玻璃纖維墊。此外，外殼、鎧裝和金屬屏蔽層的存在提供了耐火性，這有助於提高電纜的質量和耐火性，即使是塑料絕緣也是如此。

當要求電纜具有阻燃性時，則使用扇形或圓形銅或鋁導體的 PVC 絕緣鎧裝電纜。在與餡料絞合在一起的芯子上，加上一卷聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚丙烯條帶，它們之間有間隙排列。

施加條帶後，通過擠壓製成自熄性聚乙烯絕緣帶。接下來，應用一條帶間隙的半導體電纜紙，然後是一對 0.3 至 0.5 毫米厚的鋼帶，形成鎧裝。上部皮帶覆蓋下面皮帶的間隙。主體由厚度為 2.2-2.4 毫米的低易燃性 PVC 混合物製成。

因此，與膠帶結合的護套完全滿足 AVBVng 和 VBVng 電纜成束敷設時的阻燃要求，儘管採用普通 PVC 覆蓋層。

耐火電纜的一些有用的解決方案是在芯上鋪上玻璃雲母條。這種防火屏障與 PVC 化合物一起確保電纜護套長期抵抗火焰的作用；它們用於電壓高達 6 kV 的電纜中。

燃燒時不放出鹵化氫的配方，如含有阻燃劑和礦物填料的交聯聚乙烯，最適合電纜防火。

此外，有時會在電纜護套上噴塗或刷塗含有不燃成分的水性乳膠漆和油墨，以對電纜提供額外的保護。該層的厚度約為 1.5 毫米，而電纜的載流能力僅降低 5%。

KNMSpZS、KNMSpN、KNMSS、KNMS2S等礦物絕緣鋼護套耐熱電纜應用廣泛。在這裡，電線被包裹在合金或不銹鋼的護套中。芯和殼之間的絕緣由氧化鎂或方鎂石製成。