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阻燃低烟无卤电线电缆在修建工程中的操纵
宣布时候:2014/8/2 8:54:26

择要:经由进程对阻燃低烟无卤绝缘电缆及其要到达的IA级阻燃低烟无卤绝缘电缆辐照交联出产工艺的先容.提出对一类高层修建和首要的大众场合等防火品级高的修建物,应按JGJ 16—2008《民用修建电气设想规范》请求操纵低烟无卤辐照交联聚乙烯绝缘电力电缆。


    JGJ 16—2008《民用修建电气设想规范》(以下简称《民规》)7.4.1条第二款第三项划定: “对一类高层修建和首要的大众场合等防火请求高的修建物,应接纳阻燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电力电缆、电线或无烟无卤电力电缆、电线。”因为“阻燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘”建造须要特别出产工艺(辐照交联工艺).能够增添电缆本钱。很多人以为请求太高,增添了线缆的投资。现实上早在2002年上海市就拟定了DGJ 08—93—2002《民用修建电线电缆防火设想规程》,其第5.1.3条划定: “当电线电缆成束敷设时,应接纳阻燃电线电缆”(此条为强条);第5.1.6条划定: “除直埋敷设的电缆和穿管敷设的电线电缆外,用于特级、一级场合的电线电缆应接纳无卤低烟型.用于二级场合的电线电缆宜接纳无卤低烟型” (该场合分级首要参照GB 50116—98《火警主动报警体系设想规范》中火警主动报警体系掩护工具分级的划定)。上海市DGJ 08—93—2002与《民规》的请求是分歧的,只是《民规》的请求更高。

    通俗的交联聚乙烯绝缘资料不含卤素.固然熄灭时不会发生大批毒气及烟雾.但不具备阻燃机能。要增添阻燃机能.就需增添阻燃剂.今朝较经常利用的是增添有卤阻燃剂(如ZR—YJV型电缆、ZR—BV型电线等),这类电线电缆熄灭时会发生大批有毒烟雾;而增添别的阻燃剂(如氢氧化物等).若接纳非辐照的交联工艺.会使电缆的机器及电气机能降落.今朝还只要接纳辐照交联工艺能力建造既不发生大批有毒烟雾。又能保障其机器及电气机能的阻燃电力电缆、电线,如阻燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电线电缆。

1 电气火警
    《中国火警统计年鉴》数据显现1993。2007年15年间.天下共发生火警152.76万起.此中电气火警37.37万起.占火警总起数的24.5%。而2008年天下整年共发生电气火警4.57万起.更是占到了火警总数的30.1%。电气火警不管发生起数和间接经济丧失都占有了各种火警之首位。在电气火警中。因火警引燃线缆收回的有毒气体致使大批职员伤亡.并障碍消防职员灭火。是以设想中准确选用电线电
缆,防止电线电缆的熄灭和降落电线电缆熄灭构成的风险.长短常首要的。
    恰是基于有烟有毒电缆在火警时引发的风险.《民规》作出了上述“严酷”的划定.请求接纳阻燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电线电缆。长短常须要的。是不是是以就增添了投资呢,还需作详细阐发。

2 阻燃电缆的分类
    阻燃电缆的阻燃特色按照GB/T 19666—2005《阻燃和耐火电线电缆公例》分为A类、B类、C类、D类.见表1。查核成束电缆的阻燃机能的实验体例参照GB/T 18380.31.33。36—2008《电缆和光缆在火焰前提下的熄灭实验第3l,33~36局部》(见表2).带型的丙烷燃气喷灯的火焰与试样打仗,在垂直熄灭40(20)rain后熄灭火焰,试样中测得的炭化局部应不跨越喷灯底边以上2.5 m。A类、B类、C类和D种别离用以评定阻燃机能好坏。

表I 现行产物熄灭特色代号

系列称号代号称号
阻燃系列有卤ZA阻燃A类
ZB阻燃B类
ZC阻燃C类
ZD阻燃D类
无卤低烟WDZ无卤低烟阻燃
WDZA无卤低烟阻燃A类
WDZB无卤低烟阻燃B类
WDZC无卤低烟阻燃C类
WDZD无卤低烟阻燃D类
耐火系列有卤N耐火
ZAN阻燃A类耐火
ZBN阻燃B类耐火
ZCN阻燃C类耐火
ZDN阻燃D类耐火
无卤低烟WDZN无卤低烟阻燃耐火
WDZAN无卤低烟阻燃A类耐火
WDZBN无卤低烟阻燃B类耐火
WDZCN无卤低烟阻燃C类耐火
WDZDN无卤低烟阻燃D类耐火


注:其余代号在斟酌中。


表2 GB/T 18380.31,33。36—2008实验请求

熄灭实验箱尺寸(1 000 4-100)mill
(2000 4-100)mm
(40004-100)mm
熄灭前氛围流量(5 0004-5 00)L/rain
熄灭源范例标称纯度为95%的手艺级丙烷
流速(13.5 4-0.5)L/min
热值(73.7 4-1.68)MJ/h
相称于(20.5 4-0.5)kW
试品长度3.5 m
试品整体积中所含非金属资料A类:7 L/m
B类:3.5I/m
C类:1.5 L/m
D类:0.5 L/m
拱火时候A类:40rain
B类:40min
C类:20min
D类:20rain
成果的鉴定试样巾测得的炭化局部应不
跨越喷灯底边以上2.5m


    大众宁静行业规范GA 306.1—2007《阻燃及耐火电缆塑料绝缘阻燃及耐火电缆分级和请求第l局部:阻燃电缆》将阻燃级别分为四级(I。iv),每级按阻燃试样种别分为A类、B类、C类。见表3。该规范对低烟无卤阻燃电缆的请求停止了细化.比国度规范GB,T 19666—2005更高、更明白。此中最小透光率≥80%为I级、≥60%为II级、≥20%为III级、<20%为IV级。I级、II级为低烟无卤型,III级和IV级为非低烟无卤型。在一类高层修建和首要的大众场合等防火请求高的修建物,应接纳IA或IB级低烟无卤阻燃电缆.别的通俗场合可接纳IIA或lib级低烟无卤阻燃电缆。今朝只要接纳辐照交联工艺的阻燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电缆.能够到达I级。


表3 阻燃级别及手艺请求

阻燃级别手艺请求
阻燃特烟气毒性烟密度
(最小透光率)
耐侵蚀性
实验前提炭化高度PH值电导率
I A级知足GB,T 18380.3
中A类划定的请求
≤2.50m合适GB/T20285ZA2≥80%≥4.3≤10us/mm
I B级知足GB,T 18380.3
中B类划定的请求
I C级

知足GB,T 18380.3
中C类划定的请求

ⅡA级知足GB,T 18380.3
中A类划定的请求
≥60%
ⅡB级知足GB,T 18380.3
中B类划定的请求
ⅡC级知足GB,T 18380.3
中C类划定的请求
ⅢA级知足GB,T 18380.3
中A类划定的请求
合适GB/T20285ZA2≥20%-
ⅢB级

知足GB,T 18380.3
中B类划定的请求

ⅢC级知足GB,T 18380.3
中C类划定的请求
ⅣA级知足GB,T 18380.3
中A类划定的请求
---
ⅣB级知足GB,T 18380.3
中B类划定的请求
ⅣC级知足GB,T 18380.3
中C类划定的请求

3 阻燃资料的演化
    上世纪70年月很多国度起头研制阻燃电线电缆.人们起首想到了用含有卤素的资料来停止阻燃,因为含有卤素的资料具备很好的阻燃性。此类资料分为两种:一种是资料的基体树脂含有卤素,如聚氯乙烯(PVC)、聚四氟乙烯(PTFE)等;另外一种是资料的基体树脂不含卤素.如聚乙烯(PE)等,增添溴联苯醚(有卤阻燃)、氯化石醋(低卤阻燃),可是这些阻燃电线电缆存在多发烟高毒性的弊病.火警时会开释出浓厚的黑烟和氯化氢(HCI)气体.构成被困职员看不到分散途径.吸入有毒气体而梗塞.构成二次灾难。上世纪80年月国际上起头研制低烟无卤阻燃资料.这类资料的长处是低烟、无毒.被明火熄灭时,发生金属氧化物和水蒸气。

4 低烟无卤阻燃聚烯烃
    低烟无卤阻燃聚烯烃是以无卤聚烯烃为基体.将被EVA(乙烯一醋酸乙烯酯共聚物)活化了的大批氢氧化镁或氢氧化铝捏合在聚乙烯基体中.操纵氢氧化物熄灭受热时。分化成金属氧化物和水.完成阻燃的目标。其反映式以下:Mg(OH)2一MgO+H20吸热2A!(OH)3一Al:O 3+3H:0吸热低烟无卤阻燃聚烯烃是接纳吸热和金属氧化物隔氧的体例来阻燃的,其阻燃机理:一是电线电缆熄灭时.外表氢氧化物发生分化反映.该反映是吸热反映.接收四周氛围中的大批热量.降落了电线电缆外表的温度;二是天生的水份子.也接收了电线电缆外表的大批热量;三是发生的金属氧化物结壳.禁止了氧气与无机物的再一次打仗。

5 交联工艺
    低烟无卤聚烯烃因为捏合了氢氧化物(也便是碱)作为阻燃剂,碱类物资很轻易接收氛围中的水份而潮解。使得绝缘层的绝缘电阻系数大幅度降落(可由本来的17.6 Mn/km降至O.1 MQ/km)。为防止潮解的发生.只要转变基体——聚烯烃的份子布局.由本来的线性布局变成三维网状布局.构成致密层.以禁止氛围中的水份子与阻燃剂氢氧化物连系构成潮解.这一转变基体的进程称之为交联。交联的体例分为化学交联和物理交联两类。
5.1 化学交联
    化学交联又分为干法交联和温水交联两种.干法交联是在温度达300。400℃的高压气体中.颠末必然的时候使聚乙烯份子链交联。因为阻燃剂——氢氧化物在此低温平分化为金属氧化物和水.在电缆外表会呈现裂纹及水泡.粉碎了电缆绝缘层的完整和绝缘.是以干法交联不能用于低烟无卤资料。温水交联是将电线电缆置于90℃的温水中浸泡5.7 h.在此状态下.阻燃剂——氢氧化物将接收大批的水份(潮解反映).致使绝缘电阻降落,影响电缆的综合机能.是以温水交联也不能用于低烟无卤资料.
5.2物理交联
    物理交联又称辐照交联.是操纵电子加快器发生的高能量电子束流.轰击绝缘层及护套。将高份子链打断.被打断的每个断点称为自在基.自在基不不变.彼此之间要从头组合.从头组合后由本来的链状份子布局变成三维网状的份子布局构成交联。此交联体例无低温、无水,既能使聚烯烃交联。又不影响阻燃机能及电气机能.以是低烟无卤阻燃聚烯烃只能接纳辐照交联的体例。

6 辐照交联低烟雾卤阻燃电线电缆的机能
6.1 电气机能
    绝缘电阻常数(90℃):17.6MQ/km。
6.2阻燃机能(无卤、低烟特色)
a.电缆熄灭时气体逸出实验:绝缘pH值为6.74(≥4.3),绝缘电导率为1.18(≤10)uS/mm。
b. 电缆熄灭时烟浓度实验:透表4电缆性价比对比表
c.氧指数:38。
d.炭化高度:≤2.5 m;自熄时候:≤60 min。

    上述括号内为IA级阻燃级别手艺请求。经由进程对比,低烟无岗辐照交联电缆的阻燃机能杰出.高于困标IA级的请求。

6.3机器物理机能《耐低温特色)
a.135℃、168 h氛围箱老化实验:老化后抗张强度保留率为106%,老化后断裂伸长率保留率为90%。
b.热延长实验(2000C、15 min):负载下伸长率≤175%.冷却后永远变形率≤15%。

    辐照交联低烟无卤电线电缆到达了GA306.1-2007中的IA级阻燃级别;其许可持久最高任务温度到达135℃;短路温度在280℃时,延续时候可达5min;敷射时的最小曲折半径,外径小于25平方毫米及以下为7D(D为电线电缆外径)、25平方毫米以上通俗为10D(不同截面最小曲折半径略有不同,操纵时需核实);情况温度最低-40℃。这些机器及电气特色性优于通俗交联聚乙烯电缆。因为其优良的阻燃绝缘机能,其90℃任务温度下载流量比通载面的通俗交联聚乙烯电缆要大,电缆的操纵寿命可到达35年,远高于通俗交联聚乙烯电缆寿命(通俗为20年)。是以接纳辐照交联低烟无卤电线电缆即知足了低烟无毒的高宁静性请求,又具备必然的经济性。
    今朝市场上另有一种低烟无卤交联聚乙烯的阻燃电缆,其绝缘层接纳的长短阻燃绝缘资料,外层接纳的是低烟无卤阻燃聚乙烯资料,其阻燃级别最多只能到达II级,其机能与辐照交联低烟无卤阻燃电缆差异甚大,不能用于请求IA或IB级阻燃请求的修建物内,其载流量与通俗交联聚乙烯电缆相称,不能称之为完整的底烟无卤阻燃交联聚乙烯阻燃电缆。在设想选型和装置定货时,必然要注重这两类电缆的不同,防止构成不须要的丧失。表4为电缆性价比对比表。

表4 电缆性价比对比表

称号辐照交联低烟无卤阻燃
聚乙烯绝缘低烟无卤阻燃
聚乙烯护套电缆
交联聚乙烯绝缘
低烟无卤阻燃聚乙烯
护套电缆
交联聚乙烯绝缘
阻燃聚氯乙烯
护套电缆
型号WDZ—IA—YJ(F)EWDZ—-IIA—-YJE
(或WDZ—YJY)
ZR—IIIA(或B、C)一YJV
导体 GB 3953《电工圆铜线》
绝缘辐照交联低烟无卤阻燃聚乙烯交联聚乙烯
添补低烟无卤添补通俗添补
护套低烟无卤阻燃聚乙烯护套聚氯乙烯护套
导体许可
任务温度
135℃90℃
PH值6.74(靠近中性,无毒)4.3(较强酸性,有毒)不作请求.剧毒
气体透光率97%60%不作请求
载流量比1.31.01.0
价钱比1.141.091.0
宁静及靠得住性很高较高通俗
操纵寿命较长


7竣事语
    《民规》7.4.1条第二款第三项所请求的电缆的绝缘和护套都为低烟无卤阻燃聚乙烯.且为了保障绝缘层有靠得住的机器机能和电气机能.绝缘层必须交联。因绝缘层中含有大批的氢氧化物阻燃剂。今朝只能接纳辐照交联工艺.因为该工艺的特色.使电缆具备杰出的机器和电气机能.具备超长的操纵寿命.可同时知足宁静性和经济性的请求。
    以上辐照交联低烟无卤阻燃电线电缆的综合机能参数是上海八方电T团体供给的数据.别的公司的相干产物的机能参数应由相干公司供给.以知足工程的操纵请求。

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