文档介绍：煤矿用阻燃电缆设计
编写张胜飞旷天申
上海胜华电缆集团
阻燃电缆研发中心
二0一二年七月上海
目录
1. 前言
2. 阻燃电缆的由来及发展概况
3. 中国阻燃电缆发展概况
4. 煤矿用阻燃聚合物电缆及护套设计
5. 对阻燃电缆燃烧产生的烟雾和毒气量进行限制
序言
“矿用阻燃电缆设计”是应上海胜华电缆集团系统的生产、技术、营销以及市场的广大职工和管理者们的需求而编写的简明手册。
正如本书中所述,阻燃电线电缆是具备在燃烧环境中能够阻止燃烧性能的各类电缆产品。因为在运行中,如遇火灾出现了容易烧着的情况,就要求电缆产品在燃烧环境中具备遇火能够阻止燃烧的性能,甚至在火灾中仍能通电的性能(耐火电缆)。因此阻燃点电线电缆应运而生。早期的阻燃电缆只是同类产品前冠以“阻燃”“ZR”××电缆的品种,是具备一定阻燃性能普通品种中的产品。随着“安全”意识的提升,市场开始对电缆产品的阻燃性能的要求越来越高。不同应用环境中的电缆在其产品标准中对产品的阻燃性能都作了专门规定,如井下煤矿用电缆,即要求凡井下煤矿用电缆都要能通过所规定的严格燃烧试验,方可进入现场使用。因此,近来又逐渐伴随不同燃烧试验方法(标准)而诞生发展了了越来越多的适用于不同应用环境的阻燃电线电缆产品,如船用电缆等。
阻燃电缆产品一般说它是同类普通产品的基础上增加了阻燃性能的品种,经过30多年发展,已远不能适应高安全部位的需要,因此,世界各国和我国就如何提高电缆产品在火灾中的高安全性,从聚合物材料,阻燃化学和火灾学方面进行了深入研究,如同电缆产品的标准中除已列入物理、化学、力学等性能外更高“阻燃性能”
将会一并列入,再不必附注了。
关于电缆阻燃性问题,欧盟在建筑产品指南(CPD)将建筑物中所用电缆产品等同建筑材料(部件)看待,对电缆的燃烧性能有明确要求。
由此观之电缆产品的阻燃性能,随着环保安全观念提高,将会有更多更高的要求。这为电缆工作者提供了广阔的开发空间。
笔者曾服务于沈阳电缆厂,有幸亲自参与了我国一些阻燃电缆的研发工作,并作了一点具体技术工作,了解一些我国在这方面的概况,在编写小册子过程收集了一些有关文献资料,还未见到有关系统介绍“阻燃电缆产品”的书。所整、编内容如阻燃电缆的由来和发展、聚合物阻燃电缆的设计、各类阻燃电缆产品系列代表,及阻燃电缆技术发展概况虽列出,由于水平所限,时间仓促,有错误和疏漏之处敬请读者指正。笔者以抛砖引玉之势,将迎来更高水平专著问世。
煤矿用阻燃电缆设计
一前言
所谓阻燃(耐火)电线电缆是难以着火,并且有阻止延缓火焰蔓延能力的电线电缆,是能通过规定的燃烧试验、合格的产品。
阻燃电线电缆系列产品是在相对应的电线电缆产品结构的基础上,采取增加阻燃技术措施的结构材料(护层材料、个别的绝缘层)而制成的具有特定的阻燃(防火)性能的电线电缆产品。故这些产品的结构、几何尺寸、各项物理、力学、电气性能等与非阻燃同类产品是一致的,只是其阻燃(耐火)性能要按该阻燃(耐火)电线电缆要求,满足所选择采用以后阐述的某燃烧试验标准(方法)检测通过的产品。
一般在原产品型号前冠以“ZR”表示该阻燃型号产品是满足某一级阻燃性能的阻燃××××电缆。
同样如冠以“NH”表示该耐火型号产品是满足某一级的耐火性能的耐火××××电缆。
随着电线电缆应用市场不断扩大,现正遍及传导电流的电缆产品和传送各种信息的光纤电缆领域。从防护功能来讲,它只是在该电缆产品遇到热和火焰时起到保护该电缆免遭火侵害,达到能维持正常传导电流(信号)功能,或少受火烧损。现在进一步发展要求该电缆一旦受火焰侵害时所散发出的烟气要少,透光性好,所产生的烟气体对人损害要求极轻。这是要保护人
、减轻大气污染所需。
据统计,国内每年发生的电气火灾中,电线电缆火灾约占50%。,而竖井电缆燃烧速率约为8~9m/min,且电缆往往在电缆沟或竖井内是成束敷设,因此,一旦发生火灾,它就会成群燃烧、蔓延,且伴随有大量有毒烟气产生,难于扑救,同时也会引发次生电气火灾,其后果十分严重。
电缆在密布的隧道中火焰蔓延速度约2m/min,如果竖起来会形成自然抽风,着火的电缆燃烧更快。如图1所示:
图1按IEEE-383方法成束电缆垂直燃烧时试样升温曲线
美国标准和技术研究所曾对有代表性的阻燃和非阻燃的材料,如聚乙烯和橡皮电缆等,进行了可比性的试验,通过试验室,尤其是实体房间火灾的燃烧对比试验,从易燃性、烧损率、热释放率、毒性和产烟性几个主要参数,着重考察了阻燃与非阻燃材料的火灾安全性,并得到以下结论。
阻燃产品比非阻燃产品可提供约15倍以上的逃生时间;
阻燃材料烧掉的约为非阻燃材料的50%;
阻燃材料的热释放率只是非阻燃