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陶铠防火耐火电线电缆材料的探讨
time:2015-12-28 17:50from:陶铠高分子材料（上海）科技中心 author:赵源 cliks:次
陶铠防火耐火电线电缆材料的探讨
赵 源
（1.河南机电高等专科学校 2.新乡市电线电缆制造工程技术研究中心 河南 新乡 453002）
摘要：分析探讨了当前生产制造防火耐火电线电缆的几种材料，以及防火耐火电线电缆材料与结构的关系对防火耐火电缆性能的影响。
关键词：防火耐火 阻燃 电线电缆 电缆结构
耐火电缆，特别是试验要求达到烧3个小时，温度950-1000℃的耐火电缆，材料是一方面，耐火电缆的结构也非常的重要！如果单靠一种材料解决所有的问题，耐火电缆在正常的运行时的散热又是一个问题。
如果单用一种材料，厚度足够厚，耐火是没有问题了，但是散热的要求就难以达到。
如何能够达到既能够防火，又不影响散热，这是个非常关键的问题。要达到综合性能优良，就要选择相应的解决方案。
在考虑成本、耐火、散热这些综合矛盾的问题时，不能单独的考虑一个问题的解决，还要考虑其他问题的综合解决；用一种方案来解决单一的一个矛盾，没有同时考虑带来的相应问题的解决，同样难以达到产品最终要求。
耐火电缆首先要解决的是高温隔热、挡火，保护绝缘在高温火焰的情况下不受破坏，同时还要考虑运行的散热问题。
陶瓷化的材料可以起到很好的隔热、挡火的作用，那么如何还能够很好的散热呢？
除了导体本身是一个很好的散热材料，玻璃纤维也是一个很好的热量传导的材料，它能将外部的热量传导一部分出去，加上玻纤之间存在有间隙，空气也能起到非常好的隔热效果，包括玻纤包带；玻纤包带除了耐温高之外，经纬线之间的间隙也能起到很好的隔热作用，玻纤包带在电缆层与层之间形成的轴向间隙通道，也可以起到很好的散热作用。
以上这些都可以起到很好的散热和隔热作用，在火烧的情况下对绝缘都可以起到很好的温度保护作用。
在结构上，加钢铠和不加钢铠，同样有很大的差别，钢铠可以起到挡火的作用； 如果没有钢铠，特别是低压耐火电缆，相应的解决方案是将陶瓷化材料做相应的加厚，同时多加一层搭接率45-50%的玻纤包带，可以达到相应的结果。
低烟无卤料可以起到降低温度的作用，对温度保护可以起到相应的效果；PVC只是起到一个阻燃作用，在很短时间内不但烧掉而且滴落，不能够起到很好的耐火和降低温度的作用。
在这里要强调的是耐火和阻燃不是一个概念，要想达到既耐火又阻燃，甚至达到含卤素的阻燃等级，目前在世界范围内既阻燃又耐火都是一个非常困难的一个课题，同时又要求价格低廉，目前很难做到；只能够做到一个综合的性能，片面的追求某一方面的性能，其他性能势必损失，比如耐火阻燃性能高了，物理机械性能就要降低，开裂问题、挤出问题都随之产生。
关于铝合金耐火电缆的问题，一般认为铝合金的熔点600多度，不可能耐950-1000度的高温火焰；如果综合考虑的话，就不难得到答案。例如，在生活中大家可以理解在纸杯中加入水，可以用火将纸杯里的水烧开而纸杯没有被烧，什么原因？就是温度传递和转移给了水，纸杯本身的温度达不到燃点；同样铝合金和铜都是很好的热导体，之所以不会被熔化是热量被传递了出去，以致于铝合金本身没有达到熔点而被熔化，导体与铝护套之间有了耐高温的绝缘层，就可以达到了耐火电缆的性能要求。
同样，陶瓷化材料不是单一的在陶瓷化后才具有耐火和绝缘的作用，陶瓷化材料在烧前具有优异的绝缘性，在被烧的初始阶段、成瓷初期和成瓷过程中，以及成瓷后，都具有很好的绝缘性和耐火性，不是完全成瓷后才具备了耐火性和绝缘性；在950℃，90分钟或180分钟的耐火试验中没有能够完全成瓷，说明温度和时间都没有达到成瓷的温度和时间，陶瓷化材料在这个过程中同样起到了隔温、隔热和耐火的温度保护作用，单一的理解为成瓷后才具备耐火的作用是较为片面的，就像是认为铝合金熔点低于950-1000℃不能够做耐火电缆一样，没有从全面的、综合的去理解这一耐火机理。
从材料的角度来说，如果先考虑价格，又要求性能，客观上讲要达到耐火电缆的耐火等级要求，目前来说是一件非常困难的事情，更难达到阻燃等级很高的耐火电缆。
由于高分子材料的特性，它很难做到十全十美。氧化镁矿物绝缘电缆，包括连锁铠装的柔性防火电缆，其价格的昂贵，制作工艺的复杂，铺设的困难，只能做低压耐火电缆是大家公认的；试图代替氧化镁矿物绝缘电缆，用玻璃水膏状混合物挤出后如石膏般快速硬化的低压耐火电缆，其持久的安全性最近得到了质疑，随着时间的推移，膏状硬化物逐渐开始风化粉化，这种电缆自重非常大，难以抵抗重物的锤击，弯曲半径很大，运输较为困难，容易脆断，而且也是只能做低压耐火电缆。
云母带的吸潮性使得它的储存期只有6个月，梅雨季节储存期更短，受潮后绝缘急剧下降，绕包的速度是影响它生产效率的关键，而且云母带绕包后还要进行烘干，加工过程中的隐形加工成本，也是一个不小的数目，加上合格的云母带的价格也是不菲，绕包时云母带上的粉末到处飞扬，严重影响操作人员的身心健康；当温度达到600℃以上时，云母带开始发脆、很容易脱落，特别是受到震动和水的冲击，更容易脱落。
综上情况，每一种材料都有其不足之处，最终目的都是要达到防火耐火电线电缆要求，性价比、综合性能是不二的选择；满足防火耐火电线电缆的要求是我们追求的终极目标，过高的性价比是目前的材料很难以企及的。
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