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 電線電纜阻燃料概述-河南成版人快孤app短视频電線電纜有限公司
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電線電纜阻燃料概述

2015-6-1 15:11:50點擊:

一、概述業界一直關注網絡數據線纜外皮的特性


比如外皮能否滿足阻燃或低煙的標準,是否具有含有高燃點、抗燃特性,而具有後一種特性卻在燃燒中會釋放出有毒氣體的鹵素。網絡布線專業人士和廣大的網絡用戶甚至在不同地區的標準組織之間,都存在分歧。隨著集成語音、數據及圖像為一體的、多媒體寬帶的、融合的網絡時代的到來,網絡布線更將深入千家萬戶,正確認識網絡數據電纜外皮的組成成份及其特性,對於未來網絡的建設者及用戶的工作和生活都是很重要的。對於網絡數據線纜外皮的選擇及標準,北美與歐洲的標準組織和廠家就像他們對於使用UTP還是采用FTP屏蔽產品一樣,爭論已久,互不相讓。目前,北美、南美、亞太及中國等均采用基於北美的電纜防火標準UL及NEC(National Electrical Code),歐洲部分地區則采用低含鹵或低煙無鹵素綠色環保型電纜標準。


二、線纜外皮含鹵素


與不含鹵素特性目前全球大部分地區敷設的電力及通信電纜均含有鹵素,該類線纜在燃燒時會散發出有毒霧狀化學物質。在火中,含鹵纜會產生酸性氣體,有損人的鼻子、嘴和喉嚨,煙霧還使受害者容易迷失方向,難以逃離大火現場。認識到這一潛在的危害性,部分歐洲國家已將無鹵纜作為電力與通信線纜的標準。但是,美國國家電氣法規卻明確規定:通信網必須使用具有含鹵素包層的超五類或六類UTP(非屏蔽雙絞線)網絡電纜。這是因為,含鹵電纜雖然具有重要缺陷,但鹵素本身卻具有很強的抗燃性及高燃點,如果電纜根本不著火或很難著火,那麽就不會引起燃燒,從而就不會散發出有毒的煙霧。事實上,有些火災就是因為電纜本身通電時間較長導致過熱而引起的。無鹵線纜因為燃點低,所以更易引起火災,而鹵絕緣層可以更好地防止電纜自燃。但是,如果電纜已經處於火場,那麽其產生的煙霧就會導致生命中毒。上述這些矛盾在鹵素的應用中一直是業界爭論的焦點。支持含鹵素線纜應用的主要代表公司有,美國聯邦公司和Goodrich等公司。反對含鹵素線纜應用的機構更期望更能夠說服NFPA(美國防火協會)修改當前的標準,停止使用含鹵素線纜或允許在建築物的通風處使用含鹵素線纜。無鹵線纜提倡者試圖修改標準,但迄今為止都未成功。最主要的原因在於,主幹線槽內線纜自燃性的竄層燃燒使人們不易進行區域防火控製,從而引起整棟大廈的火災,而且低燃點極易產生火源。另一主要原因是無證據證實無鹵線纜確能拯救生命(因為房屋內還存在大量其他裝飾物也含有鹵素)。按照現行美國建築法案規定,惟一能合法安裝的無鹵線纜是將電纜置於金屬導管中,這卻使整個布線係統的成本翻了一倍。因此,多數歐洲國家包括法國、意大利和英國等均轉向使用有鹵線纜。在歐洲的通信線纜中,目前無鹵線纜占約25%的比例,而在北美及世界大部分地區,有鹵線纜則超過98%的市場。


目前涉及線纜的相關國際標準主要關注三個問題是:防火性(線纜燃燒的速度)、煙的密度(產生多少可見煙)和有毒性(對人體產生多大的損害)。美國防火標準隻涉及了前兩個問題,但它卻在使用上更為廣泛和嚴格,要滿足美國標準必須將鹵素添加到線纜絕緣層的聚合物中,其PVC線纜含有氯,而FEP(Teflon 特氟瓏聚四氟乙烯)線纜含有氟。FEP具有很強的防火性,在燃燒冒煙解體之前可以忍受高達800℃以上的溫度,它比通常無鹵線纜最高可承受150℃的溫度要高數倍,同時FEP也是一種高效的絕緣體。因此,FEP非常適用於製作傳輸高速數據的線纜,是目前通風處廣泛采用超五類UTP的關鍵因素。在高樓豎井和其他通風地方,FEP電纜已大量取代了PVC電纜。歐洲有些國家的標準則不同,為了符合嚴格的防毒性規範,電纜生產商不使用鹵素,代之以金屬加入到聚乙烯和聚內烯線纜絕緣層中。當受熱時,這種線纜隻散發出毒性很小的可見氣體。但是,這種無鹵線纜的防火性能不如含鹵線纜,並且其絕緣層很快會燃燒。因此,無鹵線纜不能符合嚴格的美國防火標準,要達到通風及抽風處級別的防火要求,就不得不加入過量的金屬氫氧化物,從而影響線纜性能及技術要求。當PVC電纜燃燒時會散發出氟化氫和二氧化物氣體,而FEP電纜燃燒時,它釋放出無色、無味,但毒性比氯化氫更強的氟化氫。有測試表明,在FEP煙霧中還存在另外一種危險氣體。歐洲的Anderson實驗室使用被稱為匹茲堡測試的方法(此方法由匹茲堡大學發表)來測量電纜外皮的毒性。


在測試中,燃燒一定量的絕緣層,將煙通過導管傳送到4隻白鼠所在的空間,觀察直至有2隻白鼠死亡。通過這個測試,人們發現,FEP電纜的毒性是PVC纜的1.5倍,是無鹵纜的 5倍。FEP支持者則認為,這個測試隻是學術性的,因為測試環境並不是真實的火災現場,而且在建築物中達到釋放那些有毒氣體所需的溫度時,無論什麽都會因為溫度太高(800℃)而早已死去了。


2.1低鹵(Low halogen)


構成線纜的材料中可含有鹵素,但含量較低。用IEC60754-1:1994(國標為GB/T17650.1-1998)方法測定 HCI含量。標準中無指標,建議HCI≤100 mg/g。


2.2無鹵(Free halogen)


構成線纜的材料不含鹵素,即低腐蝕性,其燃燒產物的腐蝕性較低。用IEC 60754-2:1991(1997修正),我國等同采用的國標為GB/T17650.2-1998方法測定,指標為PH≥4.3,r(電導率) ≤10ps/mm。國外不少國家或公司把無鹵標準定為HCI≤5mg/g,國人也有所仿效,這是不恰當的。因為IEC60754-l已明確指出該方法不能用來測定HCI含量小於5mg/g的材料,即不能判定"無鹵"。其次,當HCI含量>2mg/g時,其水溶液的PH值就小於4.3,即不符 IEC60754-2的要求。此外,有人認為IEC定的指標PH≥4.3,而德國的指標是PH≥3.5,因此IEC的要求比德國高。這隻是表麵現象。其實兩者的效果是完全相同的。


2.3低煙(Low smoke)


線纜燃燒時產生的煙塵較少,即透光率較高。低煙的國際標準要求為透光率≥60%。必須指出,我國以PVC為基的所謂低鹵低煙材料所製作的電線電纜,其低煙達不到上述要求,不應采用低煙的型號。除非在產品標準中另有說明,例如降低透光率的指標,並說明該指標低於國際標準或國家標準的要求,以免用戶誤解。


2.4低毒(LOW toxicity)


線纜材料燃燒時產生的氣體毒性較低。有關標準IEC尚在考慮中。目前使用較多的是英國海軍工程標準NES713,用毒性指數(TI)表示,如要求絕緣材料的毒性指數小於3,護套的毒性指數小於5。國內有些廠家稱可提供無鹵、低煙、低毒線纜。因無鹵、低煙材料燃燒時會產生有毒的CO,如材料中含有P、N、S,則生成的有毒氣體還要多。


三、線纜外皮阻燃與耐火特性防火(Flame proof)


線纜是具有防火性能線纜的總稱,通常分為阻燃線纜和耐火線纜兩類。從防火安全和消防救生出發,對線纜防火性能的要求越來越多,例如:阻燃(Flame retardancy)-阻滯、延緩火焰沿著線纜的蔓延,使火災不擴大。耐火(Fire resistance)-在火焰燃燒情況下能保持一定時間的運行,即保持線路的完整性(Circuit integrity)。我國阻燃和耐火線纜的研究開發始於1982年。經過5年時間,許多電纜廠家已投入生產,其產品已被用戶所認同。


3.1阻燃特性阻燃不要稱為難燃


阻燃與國際通用的 FLAMERETARDANT切合,因為RETARDANT是延遲、阻止之意。根據IEC332,阻燃有單根和成束之分。為了評定線纜的阻燃性能優劣,故國際電工委員會分別製定了IEC332-1和IEC332-2、IEC332-3三個標準。IEC332-1和IEC332-2分別用來評定單根線纜按傾斜和垂直布放的阻燃能力(國標對應GB12666.3和GB12666.4),IEC332-3(國標對應GB12666.5-90)束垂直燃燒,相比之下成束垂直在阻燃能力的要求上高得多。按GB12666.5-90成束垂直燃燒試驗標準規定,阻燃按其容量多少和試驗時間(外火源噴火時間)長短分A、B、C三類。線纜容量的計算方法如下:V=n(S1-S2)÷1000式中n-線纜試樣根數;S1-試樣線纜外截麵(mm2);S2-試樣線纜中金屬麵積之和(mm2);V-試樣容量之和(升/米)成束燃燒因有阻燃A類、阻燃B類、阻燃C類之分。在IEC的新提案中的阻燃D類,適用於外徑12mm及以下的電線電纜。其所用試樣的非金屬材料總體積僅為C 類的1/3,即0.5L/m。要求在火中時間20min和燒焦高度小於 2.5m則與C類相同。因為這個提案尚待表決通過。此外,IEC 332-3有一個規定,即做A類試驗時,若試樣取間隔排列(有一芯導體大於 35mm2的場合)在標準梯子前麵排列不下時,可在後麵排列,並且用AF/R表示。或采用寬型梯(0.8m寬)全部排在梯子的前麵(用AF表示),並且用雙噴燈供火。但若大規格電纜在標準梯子前麵排得下時,則用單噴燈供火,仍記作AF。


3.2耐火特性根據我國標準GB 12666.6-90


耐火分A類和B類二個級別。A類的供火溫度為950℃~1000℃,B類的供火溫度為750℃~800℃。按IEC 331-1970標準要求,相當於我國標準的B類。但是,在最近IEC新出版的標準IEC60331-1999中,供火溫度仍為750℃~800℃,而提高試驗溫度的建議尚在考慮中。因此,如等同采用編製新的國家標準時,耐火等級就沒有A類B類之區分。礦物絕緣(MI)電纜是有別於有機絕緣電纜的另類電纜,阻燃和耐火是其固有特性之一,因此,在需防火的地方,可推薦選用MI 電纜。關於耐火電纜的阻燃等級根據新近出版的英國標準BS7629-1997和BS6387-1994,耐火電纜的阻燃特性要求是通過單報垂直燃燒試驗。因此,如果我國予以仿效,在製訂標準時也可統一規定耐火電纜的阻燃等級為單根阻燃,則在耐火電纜的型號中可把阻燃的代號省去。當然,如用戶要求提高阻燃等級,再在型號中把阻燃代號介入即可。電纜的燃燒特性都每時總體,並不計較各組成構件的個別特性。