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淺談耐火電纜

文檔作者：韓惠福李海榮徐華勝文檔來源：安徽新亞特電纜集團有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年03月11日
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2007年第3期
No．3 20o7
電線電纜
Eleetrie Wire&amp;amp; Cable
2007年6月
Jun．，2007
淺談耐火電纜
韓惠福， 李海榮， 徐華勝
(安徽新亞特電纜集團有限公司，安徽巢湖238331)
摘要：主要介紹了耐火電纜的定義，耐火材料分類及性能，耐火電纜的耐壓等級，探討了耐火電纜的生產(chǎn)工藝，
耐火電纜的試驗方法及試驗原理和新老標準的試驗差異，介紹了耐火電纜的國家標準。
關鍵詞：耐火電纜；云母帶：電壓等級；工藝；試驗；標準
中圖分類號：TM246．9 文獻標識碼：A 文章編號：1672—6901(2007)03—0007—03
A Brief Description of Fjre-Resisting Cables
HAN Hui—fu．et al
(Siait Cable Group Co．，Ltd，Anhui，Chaohu 238331，China)
Abstract：This paper presents the definition of the fire—resisting cab le，classification and properties of fire-resisting materials
an d voltage rating of the fire—resisting cab le． n1e author investigated the manufacturing process and test principle／test method
for the fire-resisting cab le as well as the diference between the results ofthe tests made according to old and new standards．
Finally，the author presented the Chinese National standards on the fire—resisting cab les．
Key words：fire—resisting cab le；mica tape；voltage rating；manufacturing process；testing；standard
0 引 言
隨著我國社會經(jīng)濟建設步伐的加快，耐火電纜
被廣泛的應用在高層建筑、地鐵、發(fā)電廠、核電站、隧
道等重要部門及公共場所，同時許多工程開始趨向
于使用低煙無鹵耐火電纜，以便在發(fā)生火災后，線路
能夠保持一定時間正常運行，對救援工作有很大的
幫助，在很大程度上可以減少人員傷亡和財物損失。
鑒于此，我們有必要對耐火電纜有個明確的認識。
1 耐火電纜的定義
所謂耐火電纜就是在規(guī)定火焰燃燒條件下能夠
保持一定時間正常運行的電纜；或者說在燃燒條件
下在一定時間內(nèi)能夠保持線路完整性的電纜。
2 耐火云母帶
耐火云母分為三種：白云母、金云母和合成云
母。三者之間的區(qū)別：(1)常溫下電性能：合成云母
帶最好，白云母帶次之，金云母帶較差；(2)高溫下
絕緣性能：合成云母帶最好，金云母帶次之，白云母
帶較差；(3)耐高溫性能：合成云母帶即氟金云母
收稿日期：2006．11-02
作者簡介：韓惠福(1978一)，男，河南周口人，助理工程
師．
作者地址：安徽巢湖市無為高溝工業(yè)園[238331]．
帶，不含結晶水，熔點達1375。C，安全裕度大，耐高
溫性能最好；金云母在800。C以上釋出結晶水，耐高
溫性能次之；白云母在600。C釋出結晶水，耐高溫性
能較差。
云母帶一般由云母紙、無堿玻璃纖維布和硅酸
鹽類粘合劑組成，遇火后生成不溶不熔的堅硬絕緣
殼體。三種材料的性能及選用：(1)云母紙作為耐
火原料，幾乎沒有強度，價格最便宜。(2)玻璃絲布
起增強作用，有單面增強和雙面增強。(3)粘合劑
的作用是把云母紙和玻璃纖維布緊密的粘合在一起
構成耐火云母帶。粘合劑的選用原則為燃燒不炭
化、粘合力強、柔軟，其中燃燒不炭化最為重要。由
于云母紙是由云母粉炒制而成的，可能會有一定的
空隙或微孔，當用粘合劑把它與玻璃絲布粘合時，粘
合劑會滲透到空隙或微孔中，如果燃燒炭化，就成為
導電的通道，而專用的耐熱有機硅樹脂粘合劑燃燒
后生成粉狀的白色二氧化硅，有良好的電絕緣性能。
云母帶的初步鑒別：把云母帶用手掌揉捏，如手
感柔軟、不分層，且在酒精燈的火焰上(或打火機的
藍色內(nèi)焰上)燃燒，云母帶表面為白色粉末而不顯黑
色(炭化)，則認為基本可以，但要做出最準確的鑒別
還要采用更加好的辦法。
3 耐火電纜的電壓等級
{
由于火災現(xiàn)場溫度高，導致耐火電纜導體電阻
升高，為保證線路傳輸效率，減少線路電壓降，應將
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2007年第3期
No．3 2oo7
電線電纜
Electric W ire&amp;amp; Cable
2007年6月
Jun．，2007
導體截面提高一檔。耐火電纜的使用電壓等級由于
受云母帶在高溫情況下電氣性能會產(chǎn)生驟變的影
響，目前均使用在1 kV及以下低電壓線路和電器設
備上，例如耐火電力電纜為600／1000 V，耐火控制電
纜為450／750 V，耐火電線為300／500 V電壓等級。
4 耐火電纜的工藝探討
4．1 耐火電纜的導體
由于鋁導體不耐高溫，所以耐火電纜均采用銅
導體，導體為緊壓絞合的圓形導體。圓形緊壓銅導
體與扇形導體相比有許多優(yōu)點：繞包云母帶時使云
母帶與導體結合緊密，有利于電場均勻分布，增強電
纜的電氣絕緣性能，同時可以節(jié)約云母帶的用量，降
低成本。
4．2 耐火電纜的耐火層
導體外采用兩層或多層云母帶重疊繞包，生產(chǎn)
中重疊率通常應不小于30％，由于云母帶性能不
同，有時重疊率達到50％才能達到耐火試驗要求，
所以說云母帶的繞包情況以達到耐火試驗為基準。
繞包耐火云母帶時，導電線芯截面大小同樣會
影響繞包工藝，生產(chǎn)中應正確選擇云母帶的寬度、厚
度、搭蓋率，并選好繞包角，避免漏包、斷帶，并要減
小縫隙和打?。辉颇笌Т钌w接頭處不允許用帶有揮
發(fā)性物質(zhì)的材料粘結。
云母帶寬度計算公式為
b=丌(d+t)sina／(1一k)
式中，d為導體直徑(mm)，t為耐火云母帶厚度
(mm)；k為重疊率(％)；a為繞包角(。)；b為耐火云
母帶寬度(mm)。
關于繞包角a，其大小有一定范圍，從提高生產(chǎn)
率出發(fā)，希望繞包角越大越好，但繞包角過大，帶的
張力小，包的不緊，不僅影響機械性能，而且影響下
道工序的擠塑。根據(jù)實際情況，繞包角為45。最好，
以使帶的摩擦力最小，工藝設計時，繞包角控制在
40o～50o。
4．3 耐火電纜的絕緣層
耐火電纜由于導體外重疊繞包兩層或多層耐火
云母帶，對于導體截面25 mm 及以上的電纜其絕緣
層厚度允許減薄20％ ，但以能夠通過耐火電纜試驗
為基準。
4．4 耐火電纜的護層
火災中線路維持通電的特性，亦即耐火特性是
由整個電纜線路結構的協(xié)同作用來保證的，因此從
理論上看，沒有必要選用阻燃電纜料來作電纜的絕
緣和護套，通常，實際生產(chǎn)中僅選擇阻燃護套料，只
· 8 ‘
是在客戶特別要求的情況下或用在特殊的場合時，
才選用阻燃絕緣料或纜芯外繞包阻燃帶或增加高阻
燃隔氧層。
4．5 小截面耐火電纜工藝的研究
對于小截面耐火電纜來說，要達到耐火試驗要
求，以下方案較為合理：(1)導體應采用圓銅單線，
軟結構束線易造成云母帶損傷，因而不宜作耐火電
纜導體。(2)耐火層采用合成云母帶重疊繞包。云
母帶繞包時，當設計要求層數(shù)為偶數(shù)時，采用55％
正搭蓋繞包；當為奇數(shù)時，采用縱包加上55％正搭
蓋繞包。繞包時，重點控制云母帶寬度、繞包角度和
張力，保證云母帶繞包平整、緊密，保證正搭蓋50％
以上。繞包設備應采用穩(wěn)定性好，加工精度高的繞
包機，傳統(tǒng)繞包機生產(chǎn)小截面耐火電纜，質(zhì)量穩(wěn)定性
較難保證。(3)絕緣使用聚乙烯(PE)和交聯(lián)聚乙烯
(XLPE)比聚氯乙烯(PVC)效果更好。擠制絕緣時，
內(nèi)?？讖降倪x取應適當放大，避免損傷絕緣，要避免
云母帶進水、受潮，同時要嚴格控制擠制厚度，保證
薄絕緣效果。
5 耐火電纜的試驗
5．1 現(xiàn)行耐火電纜的試驗方法
耐火電纜的試驗方法按照國家標準GB／T 19216
(等效IEC 60331)進行。(1)加熱方法：用噴燈加熱。
(2)試驗溫度為750 800。C，在試樣上施加額定電
壓(導體之間的試驗電壓應等于導體之間的額定電
壓，導體對地之間的試驗電壓應等于導體對地的額
定電壓；如果是單芯電纜，電壓應施加在導體和接地
的支撐裝置和接地的金屬護層(如果有的話)之間)
持續(xù)90 min，停止供火后再施加15 min的額定電壓
試驗，電纜不擊穿，2A熔斷器不熔斷(GB 12666．6中
規(guī)定3A熔斷器不熔斷)。
5．2 耐火電纜新老試驗標準差異
新的試驗標準GB／T 19216沒有規(guī)定耐火的等
級，相當于GB 12666．6標準中的B類耐火，原來GB
12666．6中為“電纜的耐火特性”，現(xiàn)國家推薦性標準
GB／T 19216改為“在火焰條件下要求電纜或光纜保
持線路完整性的試驗”，該試驗方法完全采用國際標
準，取消了A類耐火試驗，這不能不說是一種遺憾。
GB／T 19216與GB 12666．6相比在試驗裝置和
試驗步驟的要求上作了一定的改進：確定了噴燈及
其在試驗中的位置，尤其能確保從試樣上掉下的殘
片不會干擾試驗火焰；確定了燃料、流量及其供給的
控制方法，以及溫度的控制、測量和檢驗方法；提供
了電氣試驗線路；明確了合格判據(jù)：保持電壓—— 即
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2007年第3期
No．3 2007
電線電纜
Electric Wire＆ Cable
2007年6月
Jun．，2007
沒有一個熔斷器或斷路器斷開；導體不斷—— 即燈
泡一個也不熄滅。
5．3 耐火電纜試驗原理
試驗原理也就是在試樣兩端施加恒定的電壓，
隨著燃燒溫度和時間的增長，耐火電纜的耐火層最
終會被燒損，只要在規(guī)定的時間內(nèi)電路不被破壞，試
驗燈泡保持亮，導體不斷，則判為合格。反之，在規(guī)
定時間內(nèi)電纜燒壞時，變壓器與電纜試樣之間形成
短路，電流不通過燈泡，燈泡熄滅，同時瞬間電流激
增，超過熔斷器的熔斷電流，此時熔斷器燒斷，電路
被破壞，則判為不合格。
6 耐火電纜的國家標準及其它相關標準
6．1 耐火電纜的國家標準
GB／T 19666—2005《阻燃和耐火電線電纜通則》
是我國第一個關于耐火電纜的國家推薦性標準，標
準中對耐火電纜的耐火特性做了要求，并提出導體
截面25 mIIl2及以上耐火電纜的絕緣層可以減薄
20％ ，并允許在耐火層上設置增強層，成品應能通過
耐火試驗GB／T 19216的要求。同樣標準中也只規(guī)
定耐火試驗溫度為750～800。C，沒有提及耐火A類
的要求。
從燃燒特性代號可以看出，阻燃、耐火系列分為
有鹵和無鹵，有鹵分為阻燃A、B、c、D四類(成束燃
燒)，無鹵分為阻燃A、B、c、D四類(成束燃燒)。
對于無鹵低煙耐火電纜還要滿足無鹵低煙性能
要求，即無鹵性能為：pH加權值≥4．3，電導率加權
值≤10／~S／mm(按照GB／T 17650．2進行試驗)；煙密
度性能為：最小透光率≥60％(按照GB／T 17651．2
進行試驗，試樣外徑在70 mm及以上不適用)。
6．2 公安部制定的耐火電纜標準
公安部在2001年頒布了強制性標準GA 306—
2001(阻燃及耐火電纜：塑料絕緣阻燃及耐火電纜分
級和要求》，把耐火電纜分為四個等級(耐火一級到
耐火四級)，每個等級又分A、B兩類，A類耐火溫度
在950～1000。C，B類耐火溫度在750～800。C。耐
火四級為普通型的耐火電纜，對于耐火四級A類沒
有具體的試驗標準，還是參照GB 12666．6的試驗方
法進行試驗，對于耐火四級B類要通過GB／T 19216
— 2003規(guī)定的試驗；對于耐火一、二、三級還應通過
相應的煙密度和煙氣毒性試驗。對于電纜材料的選
用，耐火一、二、三級的絕緣應采用交聯(lián)聚乙烯
(XLPE)或無鹵聚烯烴絕緣料，耐火一、二級電纜外
護套一般選用無鹵低毒阻燃聚烯烴材料，耐火三級
電纜外護套選用低鹵低毒阻燃聚烯烴材料。
7 結束語
隨著社會的發(fā)展和經(jīng)濟建設的加快，耐火電纜
的使用量將有所提高，而競爭也會越來越激烈，要想
在競爭中勝出，必須抓好產(chǎn)品質(zhì)量。為了做出合格
的產(chǎn)品，工藝技術要完善，人員素質(zhì)要提高，只有把
二者有力的結合起來，產(chǎn)品才能更上一層樓。
參考文獻：
[1] GB／T 19216—2003，在火焰條件下電纜或光纜的線路完整性試驗
第11部分和第21部分[S]．
[2] GB／T 19666-2005，阻燃和耐火電線電纜通則[S]．
[3] 劉群，等．耐火電力電纜結構設計及生產(chǎn)工藝的探討[J]．電
線電纜，2001，(5)：24—25．
[4] 徐應麟．耐火電纜的現(xiàn)狀及問題[J]．電線電纜，1998，(4)：2-11．
[5] 張初陽．耐火電纜的等級和特性及選用原則[J]．電線電纜，
2003，(1)：3-5．
[6] GA 306-2001，阻燃及耐火電纜：塑料絕緣阻燃及耐火電纜分級
和要求[S]．
[7] 唐崇健．阻燃、耐火電纜類別與性能[J]．電線電纜，1998，(2)：
】9—23．
(上接第6頁J
2．2 下壓輪尺寸的設計
下壓輪尺寸采用相同主線芯規(guī)格的4芯等截面
電纜的扇形下壓輪：
(1)上下壓輪的間隙( )：一般取0．5～0．8 mm。
(2)下壓輪寬度(P．)：
P．=2R X sine一23 (17)
(3)下壓輪弓高(H．)：
廠———— 一
日。=R一√R 一( ) (18)
3 結束語
市場經(jīng)濟在某種意義講就是買方經(jīng)濟，客戶需
求不斷趨向多樣化，許多非標產(chǎn)品的訂單日益增多，
且要求的生產(chǎn)周期又極其有限，要在較短的時間內(nèi)
生產(chǎn)出滿足客戶要求的產(chǎn)品是行業(yè)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)面
臨的課題。本文從技術角度就快速應變市場變化并
滿足客戶要求方面作一些技術探索，供同行參考。
參考文獻1
[1] GB／TS0217—94，電力工程電纜設計規(guī)范[s]．
[2] 王春江主編．電線電纜手冊(第一冊)[M]．機械工業(yè)出版社，
2001．
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