关于电缆中如何有效应用耐火云母带的分析探讨

关于电缆中如何有效应用耐火云母带的分析探讨［工程技术与产业经济］
吴海峰 约3076字
摘要：电缆的应用越来越广泛，其质量和性能的要求也越来越高。耐火云母带作为电缆的主要绝缘耐火层，对电缆的安全使用起着关键性的作用。目前市场上生产的多种云母带各有其优点和缺点，通过分析和比较，能够很好地掌握各种云母带的性能和特点，以利于生产出合格、耐火、实用的高质量的电缆产品，促进设备的正常运转、生产的稳定增长和效益的有力保证，进一步促进社会经济的发展。
关键词：电缆；耐火云母带；安全
中图分类号：TM2　文献标识码：A　文章编号：1007-3973(2010)010-024-02
电线电缆被称为国民经济的“动脉”与“神经”，是输送电能、传递信息和制造各种电机、仪器、仪表，实现电磁能量转换不可缺少的基础性器材，是未来电气化、信息化社会中必要的基础产品。既然被称为国民经济的“动脉”与“神经”，就足以证明电线电缆在国民经济和社会发展中的作用和地位。
要保证正确使用电线电缆，首先就要掌握电线电缆的结构、特性和功能，而要做到安全使用，对电线电缆的使用者提出了更高的要求。随着经济的飞速发展，普通线缆已经无法满足环保、安全的需要，因此阻燃、耐火、低烟无卤等系列产品应运而生，已经成为了线缆发展的普遍趋势，其中耐火电线电缆的使用已经非常广泛，应用领域也越来越广，从最初的海上石油平台扩大到工业与民用建筑、航空航天、航海船舶、地铁隧道、商贸建筑、医院学校、娱乐歌厅、冶金化工以及发电厂等耐火等级要求高地方和场所，因此，对电缆质量的要求也越来越高。
耐火电线电缆之所以广受重视，主要有两大特点：
(1)在规定的火源和时间下进行耐火试验，具备在指定状态下送电运行的能力，即能保证线路的完整性。耐火电缆能在一定时间内保持线路的正常运行，主要应用于火灾条件下也必须保证正常输送电力的重要场合。通俗点说就是耐火线缆能够保证在发生火灾后的一定时间内电缆继续运行，保持通道的照明、应急广播、防火报警装置、自动消防设施及其它应急设备的正常供电，以传输各种控制信号，利于人员及时疏散，保证救援工作得以正常进行。
(2)对于短期过载而引起的火灾起到抑制作用，耐火线缆能在一定时间内有效的隔绝因导体过载自身发热而引起的自身绝缘层火灾，从而降低火灾发生的机会。
耐火电缆采用铜导体，额定电压在0.6／1.0kV及以下(更高电压等级尚未颁布)，其绝缘层具有耐火特性，否则在导体或

电缆缆芯上应设置耐火层。耐火层通常采用多层耐火云母带直接绕包而成，常用的耐火电线一般由导电线芯、耐火层和绝缘层三部分组成，耐火电缆则是由若干根耐火电线经过一定的技术手段进行处理而成，“耐火云母带”属于无机绝缘材料，主要由云母、硅酸盐类物质构成。该材料遇火后能烧结成附着于导体表面的坚硬致密的绝缘体物质，从而保证线路在火灾条件下的正常运行。
“耐火云母带”的选用对耐火线缆的质量起着至关重要的作用，那么，我们就要对其组成成分做一些深入、细致而科学地分析，特别是要抓住影响质量和安全的关键点，以保证电线电缆的质量，确保生产、设备和人员的安全。
从专业上分析，耐火电缆用的云母带由云母、补强材料和有机硅粘结剂及添加剂三大材料组成。是由玻璃织物或塑料薄膜与粉云母或合成云母，经耐高温树脂胶浸渍粘合制成的电气绝缘材料，其标称厚度从0.05mm至0.18mm，以带状、成张或成卷柔软状态供货。其中云母纸是由片云母或粉云母用水胀法工艺制成。根据组成成分的不同，云母纸有白云母、金云母和氟金云母(即为合成云母)三类。玻璃纤维布采用无碱玻璃丝织成，具有较强的柔软度和抗张力，在电线电缆中起着一定的补强和强化作用。有机硅粘合剂是一种胶状物质，由硅粉和其他有机物化合而成，经溶剂稀释后，对云母纸和玻璃布带产生良好的渗透性，利于云母纸和玻璃布的粘合。在火焰温度下，有机硅粘合剂中的有机物连同部分硅粉通过分解和挥发，最后形成烧结状硅粉。但因含碳量极低，有机硅粘合剂即使在高温作用后，其残留物仍具有较高的电气绝缘性能，从而达到绝缘效果。
通过以上对构成云母带的基材进行分析，可以发现，云母带高温下电气绝缘性能性能的高低主要取决于云母纸的性能和品种。而在三种云母纸中，常温性能：合成云母带最好、白云母带次之、金云母带较差。高温下绝缘性能：合成云母带最好、金云母带次之、白云母带较差。耐高温性能：合成云母带即氟金云母带，不含结晶水，熔点1375℃耐高温性能最好，金云母在800℃以上释放出结晶水，耐高温性能次之、白云母600℃释出结晶水，耐高温性能较差。
可以看出白云母的耐热性在要求的火焰温度以下，金云母的短期工作温度为800℃，氟金云母(合成云母)带耐热性能长期的为1000℃，短期的则可达1200℃。因此，我们可以得出这样一个结论：当粘合剂质量得到保证的前提下，云母带在高温下的电气绝缘性能取决于云母纸的品种。也就是说，选用采用白云母纸云母带制造耐火电缆不能符合

国标要求，选用采用金云母纸云母带制造耐火电缆可以符合国标要求，但是选用合成云母纸云母带制造耐火电缆可以符合国标要求而且电气绝缘性能更优。由此我们可以得出结论：耐火电缆质量的好坏特别是“耐火”功能的强弱，又很大程度上取决于云母带的耐火、绝缘能力。因此，在云母带的选用上，必须坚持科学、安全、质量的标准，要符合企业生产的实际要求，符合耐火电缆耐火特性的要求。根据以上比较还可以看出合成云母带其自身的特性和优点。
合成云母带所选用的合成云母是以氟离子代替羟基，在常压条件下合成的尺寸较大、晶型完整的人工云母。合成云母带不同于天然云母带，但具有天然云母带的特性，即膨胀系数小、介电强度大、电阻率高、介电常数均匀。合成云母带质地柔软、绕包服贴、抗拉强度大，是耐火电线电缆理想的耐火包带。
需要说明的是原国家标准中根据耐火电缆耐温程度的不同，将耐火电缆分为A级(950－1000℃)和B级(750－800℃)两类，新国家标准中耐火试验的温度一项，只要求达到750－800℃便可通过测试要求。因此在选用耐火云母带时可根据实际要求进行选择，但考虑到重点工程的特殊性，仍应首先选用合成云母纸的耐火云母带，这是建筑安全标准的考虑，也是企业安全文明生产的需要。
在当前经济得到飞速发展的形势下，国家对防火工作的也越来越重视，为了确保电器线路安全等级的稳定和提高，减少电气火灾事故的发生和损失，国家相关单位和部门及地方政府相继颁布了一些电气设计规范，明确规定在一些重要的电器线路或场所必须采用耐火阻燃、低烟无毒、无污染的耐火电缆。随着社会经济的进一步发展和人们生活水平的不断改善，人们的安全意识逐步提高，安全防范工作也做得越来越到位，不论是企业、单位或个人，在电气设备、电气材料的选用上更多地注重质量、环保和安全，越来越多的地方特别是重点建设、重点工程都指定必须用耐火电缆，耐火电缆的使用空间和使用领域必将更加宽广。质量就是安全，安全就是效益，这是经济发展的需要，也是保证企业安全文明生产、保障人民生命财产安全的有效途径。
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学与技术，2010