科技论文
B1级阻燃电缆研究的目的和意义
时间:2023-09-06 00:25 所属分类:科技论文 点击次数:
引言
随着我国城市化的快速发展,高层建筑、酒店、大型超市等建筑设施不断增加,电缆消耗量也迅速增加。目前,国际上关于阻燃电缆燃烧性能的研究已经从防止火焰传播的传统意义转变为模拟其实际应用场景的研究。据统计,绝大多数电路火灾的根源是电线短路。传统阻燃电缆虽然具有一定的阻燃特性,但在熄灭前不能阻止电线短路产生的火焰点燃周围的可燃物质,从而不能阻止火灾的蔓延。因此,传统的阻燃电缆已不能满足先进建筑消防的使用要求。
阻燃电缆简介
阻燃电缆的发展历史可以追溯到20世纪初。随着现代建筑的普及和火灾事故的频繁发生,阻燃电缆逐渐成为电缆行业的重要产品。作为一种安全电缆产品,对提高建筑、电力、通信等行业的安全可靠性具有重要意义,提高人们对消防安全的意识和重视,促进阻燃电缆行业的健康发展具有重要意义。目前,国内外阻燃电缆的标准不同,国际常见的阻燃电缆标准主要包括IEC、BS、VDE等;而国内则是GB、JB、UL等。
B1级阻燃电缆研究的目的和意义
GB31247《电缆及光缆燃烧性能分级》规定了B1阻燃电缆的技术要求。通过量化电缆燃烧性能分级技术指标,从燃烧热释放特性、烟雾产生特性、火焰传播特性和腐蚀性等方面对电缆的燃烧性能进行综合评价和分级,严格规定了火焰传播距离、热释放速率、火灾1200s热释放总量、燃烧增长率等技术参数,大大降低了电缆燃烧时点燃周围可燃物质的概率,避免了二次灾害。可见,B1电缆的阻燃性能明显优于普通阻燃电缆。
GB51348-2019《民用建筑电气设计标准》于2019年11月22日发布,2020年8月1日正式实施。作为强制性标准,该标准第13.9.1规定如下:
为防止火灾蔓延,根据建筑物的使用性质和灭火难度,选择相应燃烧性能等级的电力电缆、通信电缆和光缆。民用建筑电力电缆的选择除符合本标准第七章的要求外,还应符合下列规定:
(1)建筑高度超过100m的公共建筑,应选用燃烧性能Bl级以上、产烟毒性T0级、燃烧滴落物/颗粒等级D0级的电线电缆;
(2)避难层(间)应选择燃烧性能不低于Bl级、产烟毒性为T0级、燃烧滴落物/颗粒等级为D0级的电线和A级电缆。
根据上述标准,建筑高度超过100m的公共建筑和避难层(间)对阻燃电缆的最低要求为B1阻燃电缆,仅次于A级阻燃电缆。A级阻燃电缆,通常称为矿物绝缘电缆,虽然阻燃性能较高,但与其他电缆相比,存在以下缺点:a.成本高:矿物绝缘电缆由于采用矿物材料绝缘、铜带护套,成本约比普通阻燃电缆高15%~30%。b.绝缘电阻容易下降,存在安全风险:矿物绝缘电缆采用矿物材料绝缘,易吸水,降低绝缘电阻,导致泄漏电流过大,甚至短路,存在安全风险。c.生产效率低:矿物绝缘电缆护套采用铜带焊接,一般生产速度在10m/min以下,生产效率较低。d.安装敷设困难:矿物绝缘电缆产品硬度高,弯曲半径大,不易安装敷设。因此,如何开发比B1级阻燃电缆具有更高阻燃性能和生产效率、更低成本的电缆,是电缆企业研究的重要课题。
4.B1级阻燃电缆的原理及构成
B1阻燃电缆的目的是通过防止火源进一步燃烧来控制火灾。其机制是在电缆中添加一些阻燃材料,使电缆在遇到火源时自行熄灭,以减少火灾的发生。它可以在着火时产生一层保护层,防止电线和电缆被火焰烧毁,并通过限制火焰和烟雾的扩散来控制火势。阻燃材料是一种防止物体燃烧的材料,其特点是可以释放水蒸气、惰性气体和其他非易燃物质来抑制燃烧,并通过分解和吸热来控制火灾。常用的阻燃材料包括:a.阻燃填料:阻燃填料是一种用于填充电缆内部空隙的材料,可减缓火焰蔓延,减少火灾危害。常见的阻燃填料有纤维材料、碳酸钙等。b.阻燃涂料:阻燃涂料是一种用于覆盖电缆表面的涂料,能有效隔离火源和电缆,起到隔离火焰的作用。常见的阻燃涂料有聚氨酯、酚醛、氯丁橡胶等。c.阻燃剂:阻燃剂是一种可以添加到电缆中的化学物质,可以与火源发生反应,形成惰性气体来隔离火焰。常见的阻燃剂有铝氢氧化物、氢氧化铝等。
B1阻燃电缆的结构与普通电缆基本相同,B1阻燃电缆一般由导体、绝缘层、屏蔽层、护套和阻燃层组成。阻燃层是防止电缆燃烧的最关键层,常用的阻燃材料包括聚烯烃、卤化聚烯烃、矿物填充聚烯烃等。但在材料选择和制造过程中有所不同。主要包括以下几个方面:a.绝缘材料:阻燃电缆的绝缘材料通常采用聚烯烃材料,如聚乙烯、聚氯乙烯等,具有良好的绝缘性能和阻燃性能。b.包层材料:阻燃电缆包层材料一般采用PVCC、PE等阻燃材料。
B1级阻燃电缆的试验方法一般按标准进行,主要试验参数有:燃烧试验:燃烧试验是衡量阻燃电缆阻燃性能的重要试验方法之一。在燃烧试验中,电缆需要在一定的时间和条件下进行燃烧试验,其表面是否会燃烧,燃烧的长度和时间是否会发生,以测试其自熄能力和阻燃性能。氧指数试验:测试电缆是否能在一定的氧浓度下燃烧。氧指数越高,电缆的阻燃性能越好。烟气密度试验:测试电缆燃烧时产生的烟气密度。烟气密度越小,电缆的阻燃性能越好。酸性气体试验:测试电缆燃烧时是否会产生有毒的酸性气体,这也是一个重要的防火性能指标。温度试验:测试电缆在一定温度下是否会变形或着火。机械性能试验:测试电缆的拉伸、压缩、扭转等机械性能。
5.B1级阻燃电缆的应用领域和市场前景
随着人们对安全的日益重视,对B1阻燃电缆的需求也越来越大。未来几年,随着城市化和工业化的加速发展,B1阻燃电缆市场将继续快速增长。此外,加强环保要求也将促进阻燃电缆市场的发展。B1阻燃电缆广泛应用于各行各业、电力行业和电力传输配电系统。当电缆发生火灾时,阻燃电缆可以减缓火灾的蔓延,保持电缆的正常工作状态,减少火灾损失。广泛应用于建筑行业。建筑中需要大量的电缆和电线。如果发生火灾,普通电缆容易燃烧,释放大量有害气体和烟雾,危及人员的生命安全。阻燃电缆能有效减缓火灾的蔓延,避免烟雾和有害气体的释放,保证人员的安全。B1阻燃电缆也广泛应用于船舶、石化、交通等领域。在这些行业,阻燃电缆可以保证系统的可靠性和安全性。