據(jù)統(tǒng)計，全國火災中電氣原因引發(fā)的火災數(shù)占總數(shù)的30%左右，其中因為電線老化引發(fā)的火災占整個電氣火災的一半以上。對電線電纜的消防安全提出了更高要求。隨著科學技術不斷進步及人們生活水平需求的日益提高，尤其是建筑內(nèi)的安全環(huán)保性要求越來越受到重視。作為工業(yè)神經(jīng)的電線電纜對安全環(huán)保的要求及對其的研究在行業(yè)內(nèi)正形成一股新的熱潮。

本文從行業(yè)內(nèi)常見的三種阻燃電纜工藝結(jié)構(gòu)、設計方案及其對應材料選用進行探討，希望有助于我國安全環(huán)保電纜質(zhì)量的提升，力求找到既經(jīng)濟實用又能滿足產(chǎn)品設計要求及用戶需求的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程。

1、有關術語

1.1阻燃

試樣在規(guī)定條件下被燃燒，在撤離火源后火焰在試樣上的蔓延僅在限定范圍內(nèi)，具有阻止或延緩火焰發(fā)生或蔓延能力的特性。

1.2耐火

試樣在規(guī)定火源和時間下被燃燒時能持續(xù)地在指定條件下運行的特性。

1.3無鹵

燃燒時釋放出氣體的鹵素（氟、氯、溴、碘）含量均小于或等于1.0mg/g的特性。

1.4低煙

燃燒時產(chǎn)生的煙霧濃度不會使能見度（透光率）下降到影響逃生的特性。

2、安全環(huán)保阻燃電纜工藝、結(jié)構(gòu)設計方案概述

1）基本結(jié)構(gòu)+包帶+阻燃護套：行業(yè)內(nèi)常見結(jié)構(gòu)，材料比較容易找到，價格也適宜，但是部分產(chǎn)品的試驗通過率低，試驗風險較大。

2）基本結(jié)構(gòu)+隔氧層+阻燃護套：行業(yè)內(nèi)常見結(jié)構(gòu)，材料性能比較高，價格相對也較高，試驗通過率較高，試驗效果相對較好。

3）基本結(jié)構(gòu)+擠壓式填充+阻燃護套：國外常見結(jié)構(gòu)，材料性能優(yōu)異，價格相對昂貴，試驗通過率很高，試驗效果較好。

3、材料選用

3.1金屬材料

用于導體、屏蔽或鎧裝的金屬材料主要有銅、鋁、鋼及合金材料等。有的電纜結(jié)構(gòu)存在鎧裝，那么鎧裝層也可以作為阻燃結(jié)構(gòu)的一部分。事實證明，鎧裝電纜的燃燒性能要明顯好于非鎧電纜，但無論鋼帶鎧裝還是鋼絲鎧裝都不是密閉結(jié)構(gòu)，燃燒過程中會透火，同樣需要別的結(jié)構(gòu)配合。                              表1常用金屬材料的熔點               

從表1可見，鋼的熔點達到1500℃，耐熱能力極強，遠高于銅和鋁，滿足鎧裝性能的同時作為阻燃結(jié)構(gòu)也是好的選擇。試驗結(jié)果也證明鎧裝結(jié)構(gòu)的電纜阻燃試驗通過率遠高于同規(guī)格非鎧裝結(jié)構(gòu)電纜。

以銅帶、鋁帶、不銹鋼帶/合金金屬帶等為原料用氬弧焊或互鎖鎧裝加工出無縫管，可以在燃燒過程有效的保護內(nèi)護結(jié)構(gòu)，但用銅管、合金帶成本較高，目前只有防火電纜采用。鋁管到底適不適合用于阻燃和耐火條件下，還有待進一步商榷，因為其熔點僅為660℃，而耐火試驗的溫度為750℃，從企業(yè)試制的情況看，鋁管的作用也并不明顯。

3.2有機材料

高分子材料主要用于常規(guī)電線電纜的絕緣、護套或隔離層等。眾所周知，以前傳統(tǒng)的電線電纜，無論絕緣還是護套材料，大多使用PVC，這類含鹵材料組成的電纜在燃燒過程中會產(chǎn)生有毒氣體且不會自熄，危害人類健康甚至生命。

隨后為改變電纜易燃燒的現(xiàn)狀，開始在塑料中加入氯化石蠟、三氧化二銻、氫氧化鎂等阻燃劑，以提高阻燃性能。但含鹵始終無法滿足人們對電纜的安全環(huán)保的更高需求，低煙無鹵材料及低煙無鹵電線電纜步入線纜行業(yè)的舞臺。

有機塑料是電纜絕緣的重要結(jié)構(gòu)，常用的低煙無鹵阻燃電纜的絕緣有阻燃交聯(lián)聚乙烯（XLPE）、交聯(lián)聚烯烴（XLPO）和內(nèi)層交聯(lián)聚乙烯外層交聯(lián)聚烯烴雙絕緣等幾種。XLPE優(yōu)勢在于電絕緣性能，XLPO優(yōu)勢在于阻燃性能，假如燃燒時燒不到絕緣結(jié)構(gòu)，XLPE更具有價格和性能的優(yōu)勢，假如燃燒時燒到絕緣結(jié)構(gòu)，則XLPO和雙層絕緣優(yōu)勢更為明顯。

低煙無鹵阻燃電纜的護套可選用低煙無鹵阻燃聚烯烴、低煙無鹵阻燃輻照交聯(lián)聚烯烴等，材料本身也存在側(cè)重點，有的偏向于阻燃，有的偏向于機械強度及特殊性能等。但是，此類護套材料結(jié)構(gòu)中可燃物的比例仍比較大，對于嚴苛的阻燃要求，還需要其它結(jié)構(gòu)的配合才能實現(xiàn)。

3.3無機阻燃帶材

帶材在電纜中應用較多，而對于電纜的阻燃要求，無機阻燃帶材也起到至關重要的作用。以我司試制過的一根低煙無鹵阻燃電纜為例，外護套內(nèi)繞包1層玻纖帶，其煙密度為56%，而繞包1層玻纖帶+1層無鹵低煙阻燃帶，其煙密度可達70%以上，提升十分明顯。

云母帶一般用于耐火電纜導體外的耐火層，也多用于柔性防火電纜的絕緣層，其阻燃隔火性能突出，包括陶瓷化硅橡膠帶及陶瓷化防火耐火復合帶，也可以用于建筑類高阻燃電纜的結(jié)構(gòu)中，只是這兩種材料價格較貴，現(xiàn)階段使用受到一定限制。

3.4無機阻燃填充

傳統(tǒng)的填充材料為聚丙烯（PP）撕裂膜繩或玻璃纖維填充等。隨著技術的發(fā)展，逐步采用無機金屬水合氧化物（如AL(OH)3、Mg(OH)2）等代替。   

其工作原理是：在火焰高溫下AL(OH)3分解成AL2O3和H2O，水能降溫，蒸汽能排氧，而殘存物AL2O3又緊密地裹覆在交聯(lián)絕緣芯外，成為隔堵熱氧的屏障，使得防火電纜獲得極高的阻燃及耐火能力。

此類結(jié)構(gòu)對于阻燃的效果較好，但由于材料所限，生產(chǎn)必須注重時效性，其狀況與水泥類似，3個月內(nèi)便會硬化，對安裝使用造成影響。

除此以外，還必須填充飽滿、包覆緊密，以防止在燃燒過程中因為漏包造成填充散落或者因為填充缺陷影響整個試驗的結(jié)果。

青島華強電纜是一家專注生產(chǎn)電線電纜的廠家，公司生產(chǎn)的華宇牌電線電纜各項性能均達到國際電工委員會和國家標準的要求，主導產(chǎn)品有：鋁合金電纜、交聯(lián)電力電纜、聚氯乙烯絕緣電力電纜、控制電纜、計算機電纜、礦物絕緣電纜、電氣裝備用電線電纜等多種型號電纜，還可以根據(jù)用戶需求加工定做需要的特種電纜