耐火电缆之最——氧化镁绝缘电缆

耐火电缆之最——氧化镁绝缘电缆

前言

我国耐火电缆的发展过程颇为曲折，从名词开始就有争论，设计和救灾部门将这类产品命名为“防火电缆”，制造部门则命名为“耐火电缆”，IEC标准的完整术语应为“在火焰条件下燃烧而要求保持线路完整性的电缆”。这样的名词太长，久而久之"耐火电缆"成了习惯使用术语，不过"耐火"和"防火"之争至今未了。不管用词如何，关于火焰规定、燃烧时间和线路完整等要求，才是耐火电缆的实质问题，局限的模拟试验只是相对比较，建筑真的发生火灾时哪一种电缆能保证安全运行，需要用更为切合实际的试验方法。上海电缆研究所于1969年开始研制用于核反应堆无机绝缘信号检测电缆（属于仪表电缆），试制氧化铝和氧化镁绝缘耐高温合金导体和护套电缆，某些性能氧化铝较氧化镁更佳，但对于配电布线来说，氧化镁绝缘已足够有余。上世纪80年代，电缆研究所成功试制并生产了氧化镁绝缘电缆，为耀华-皮尔金顿玻璃厂设备配套，从而国产氧化镁电缆在国内打开了市场。由于铜价问题影响了氧化镁电缆的广泛使用，云母带绕包加塑料绝缘耐火电缆迅速崛起，确实对氧化镁电缆冲击很大，加上商业抄作升温，云母带绝缘耐火电缆在行业中风行一时，只要有检测报告，似乎发生火灾时这种电缆就能保持线路完整性。这里并不否认优质云母带绝缘耐火电缆可以在火灾时维持一段时间，但到底可维持多长，很难有数字概念表达，再说各厂产品良莠不齐，遇到劣质产品则杞人忧天之念也不无道理。我国大、中城市的火灾损失已引起政府重视，公安部消防处对建筑某些线路，应采用氧化镁电缆已作出规定，当前氧化镁电缆的订单骤增，已接近供不应求的局面。对氧化镁电缆耐火性能的信任，当然不是靠宣传而得，真正的体会是由实体火灾模拟试验给予证实。

实体火灾模拟试验

目前执行的耐火电缆燃烧试验方法国家标准与相应IEC标准等同，都是规模较小的着火试验，实质上说只是定性的相对比较试验，并不能说明真正发生火灾时电缆究竟会出现什么情况。英国政府研究机构--火灾研究站制订的名为"Full Size Fire Test"的试验方法，含义是完整尺寸的燃烧试验，简单地称"实体火灾模拟试验"，与实际火灾相当接近，是很严酷的燃烧试验方法。英国在卡玎顿地方利用了一个废的飞机库，改造成实体燃烧室。其长、宽、高分别为7.4×5.7×4m，燃烧室有一个吊顶，吊顶垂直深度为1m，由不燃烧材料制造，应能承受2小时的火灾而不坍塌。火源以松木作燃料，松木的准备需要先在窑内烘干，松木湿度为20% 。松木条总量为150kg，共有100根木条搭成框架，松木条尺寸为60mm×60mm×1m ，每10根木条平行间隔放成一排，各排相互垂直，共10排。引火用的汽油，应事先在室温下存放直至启用。进行燃烧试验时将产生1兆瓦（Megawatt）的能量，时间超过30 min 。这项试验本身是模拟火灾条件，试验目标可有试验主持者自己制定。例如美国杜邦公司为多种结构和不同材料制成的局域网电缆进行对比试验，观察它们的延燃、发烟、二氧化碳等情况，他们的结论是F-46电缆情况最好。

以往国内火灾发生后，电气线路很快失效，引起公安部的重视，消防处参考英国规定进行了实体火灾模拟试验，试验目的是观察通用电缆、阻燃电缆、云母带绝缘耐火电缆和氧化镁电缆等品种的耐火能力。电缆有明线敷设、穿管敷设（明管）和埋墙敷设。试验结果是氧化镁绝缘电缆全部通过试验。通用电缆和阻燃电缆很快全部失效。云母带绝缘电缆明线敷设的只能短暂维持运行，穿管敷设（明管）的运行时间略长一些，部分埋墙的能维持运行。

从实体火灾模拟试验结果分析，云母带耐火电缆，不一定能保证火灾时维持正常运行，而氧化镁绝缘电缆则可维持正常运行。因此建筑电气设计时耐火电缆的选型和敷设条件需周密考虑。实体火灾模拟试验还可以考验各种电缆的二次危害性程度，电缆燃烧时一方面看它的单位重量物质燃烧释放一氧化碳和二氧化碳数量大小，另一方面看它的燃烧物质有多大，这项试验中某些电缆全部烧毁，那么不管它是含卤还是无卤，用一氧化碳和二氧化碳释放量来看，客观上对人的毒性危害似乎差别不大了。另一种观点是电缆燃烧时生成有一些毒气，但是它的自熄能力很强，没有较多的物质燃烧，则它的毒性危害反而较小，公安部燃烧试验标准的毒性测试方法与国家标准相差甚大，这个悬念也许是以后的议题。