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1 引言

據(jù)統(tǒng)計(jì)，電氣原因引起的火災(zāi)約占我國(guó)火災(zāi)的一半。火災(zāi)時(shí)，火焰可能會(huì)點(diǎn)燃電線電纜中的絕緣和護(hù)套材料，導(dǎo)致火災(zāi)事故進(jìn)一步擴(kuò)大。特別是火焰損壞消防設(shè)備控制線、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)信號(hào)傳輸線、消防廣播線、消防電話線等電纜后，會(huì)延誤救援時(shí)間，造成更大的生命財(cái)產(chǎn)損失。因此，世界各國(guó)對(duì)重要建筑物中的關(guān)鍵線路電纜提出了線路完整性要求，即這些線路的電纜具有耐火性。

按據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 60331《在火焰條件下測(cè)試電纜維持線路完整性的能力》和我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19216年《火焰條件下電纜或光纜線路完整性試驗(yàn)》規(guī)定，耐火電纜線路完整性定義為電纜在規(guī)定的火源、電纜承載能力和時(shí)間周期內(nèi)連續(xù)運(yùn)行的能力。結(jié)合這些標(biāo)準(zhǔn)中試驗(yàn)條件的具體規(guī)定，可以看出耐火電纜的基本要求是在火災(zāi)事故條件下繼續(xù)保持合理的運(yùn)行時(shí)間，以滿足人員自救和消防救援的需要。

本文介紹了我國(guó)幾種典型的耐火電纜的類型和特點(diǎn)，簡(jiǎn)要分析了耐火電纜的具體應(yīng)用及相關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，然后對(duì)耐火電纜技術(shù)發(fā)展面臨的問題提出了一些建議。

2 典型結(jié)構(gòu)

2.1 礦物絕緣電纜

礦物絕緣電纜(Mineral Insulated Cables)簡(jiǎn)稱MI電纜以實(shí)心銅導(dǎo)體為線芯，以銅或銅合金為金屬護(hù)套，線芯與金屬護(hù)套之間以壓礦物粉為絕緣層，金屬護(hù)套外可擠壓一層有機(jī)護(hù)套，典型結(jié)構(gòu)如圖1所示a所示。

與傳統(tǒng)電纜極為明顯的區(qū)別是，礦物絕緣電纜的絕緣材料由礦物粉末組成，這也直接決定了礦物絕緣電纜的電氣性能和耐火性。根據(jù)相關(guān)研究和實(shí)際應(yīng)用，礦物絕緣電纜礦物粉末的主要成分可以是MgO、Al2O3或特種SiO2等多種材料，但目前只有大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用MgO一種。

2.2 云母帶耐火電纜

云母帶耐火電纜主要采用云母帶在室溫和高溫下具有特定的電氣絕緣性能。根據(jù)云母帶在國(guó)內(nèi)外耐火電纜中的應(yīng)用，有多種不同的結(jié)構(gòu)形式，主要包括以下兩類：

(1)云母帶直接包裹在導(dǎo)體上，形成絕緣線芯成纜后以金屬為護(hù)套，典型結(jié)構(gòu)如圖1所示b所示。

（2）云母帶直接包裹在導(dǎo)體上，然后擠壓有機(jī)聚合物形成絕緣芯，擠壓有機(jī)聚合物護(hù)套，典型結(jié)構(gòu)如圖1所示c所示。在這種結(jié)構(gòu)中，有機(jī)聚合物材料可為交聯(lián)聚乙烯、低煙無鹵聚烯烴、改性硅橡膠等，且通常會(huì)使用一些具有阻燃及耐火特性的材料進(jìn)行填充和隔離，以提高電纜的整體耐火特性。

分析國(guó)內(nèi)耐火電纜的應(yīng)用現(xiàn)狀和問題

3 應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和對(duì)建筑穩(wěn)定的重視，耐火電纜得到了更廣泛的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)和地方政府有關(guān)部門對(duì)各類建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范中耐火電纜的選擇和使用也有明確的要求。如在GB 50045-95（2005版）《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定，消防電氣設(shè)備配電線路應(yīng)滿足火災(zāi)時(shí)連續(xù)供電的需要，電纜井、電纜溝敷設(shè)阻燃或耐火電纜不得采取防火措施；礦物絕緣電纜可直接敷設(shè)[1]。在DCJ 08-93-2002《民用建筑電線電纜防火設(shè)計(jì)規(guī)程（上海）》規(guī)定：消防設(shè)備控制線、消防自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)信號(hào)傳輸線、消防廣播線、消防電話線穿過金屬管時(shí)，采用耐火線；變配電站（或總配電室）引至消防設(shè)備的電源主線采用阻燃耐火電纜或礦物絕緣電纜，但礦物絕緣電纜應(yīng)用于高級(jí)和一級(jí)場(chǎng)所； 當(dāng)雙電源從切割箱引入消防設(shè)備控制箱和從消防設(shè)備控制箱引入消防設(shè)備時(shí)，應(yīng)使用耐火敷設(shè)時(shí)，應(yīng)使用耐火線，但應(yīng)使用金屬管，電纜應(yīng)使用支架或沿墻，應(yīng)使用礦物絕緣電纜等[2]。從上述規(guī)定可以看出，建筑物中的一些關(guān)鍵線路電纜需要在火災(zāi)條件下維持一段時(shí)間，但耐火電纜的選擇類型（礦物絕緣電纜除外）不夠明確。

除了傳統(tǒng)的礦物絕緣電纜外，中國(guó)近年來還在開發(fā)其他耐火電纜（特別是圖1）c電纜的結(jié)構(gòu)取得了很大的進(jìn)步，也廣泛應(yīng)用于一些建筑的關(guān)鍵線路。從國(guó)內(nèi)耐火電纜的實(shí)際使用情況來看，不同結(jié)構(gòu)耐火電纜的性能差異較大，如同一導(dǎo)體截面的載流能力明顯差異，不同電纜的安裝和敷設(shè)難度完全不同。此外，許多結(jié)構(gòu)耐火電纜（如云母耐火、有機(jī)聚合物作為護(hù)套）沒有威信的國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，一方面導(dǎo)致耐火電纜產(chǎn)品質(zhì)量不均勻，另一方面用戶不能按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)選擇，也導(dǎo)致耐火電纜在實(shí)際使用過程中混亂。

4 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

耐火電纜極為重要的要求是在火災(zāi)事故條件下繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，因此耐火試驗(yàn)也是判斷電纜是否具有耐火特性的極為直接的驗(yàn)證方法。從國(guó)內(nèi)外耐火試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)來看，對(duì)電纜耐火性的評(píng)價(jià)基本相同，要求電纜在燃燒試驗(yàn)條件下保持電壓和導(dǎo)體，但耐火試驗(yàn)條件差異較大。

首先，各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)耐火試驗(yàn)條件的規(guī)定存在較大差異。許多標(biāo)準(zhǔn)對(duì)燃燒試驗(yàn)時(shí)間沒有明確規(guī)定，對(duì)試驗(yàn)裝置的要求也不同。對(duì)這些標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容進(jìn)行分析比較，可以初步看到國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)(包括國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn))EN 50200、BS 6387、BS 8491等。)對(duì)耐火試驗(yàn)的要求更加明確和嚴(yán)格，規(guī)定電纜除單獨(dú)燃燒外，還需要承受與實(shí)際火災(zāi)狀態(tài)相似的沖擊、噴霧等試驗(yàn)要求。

耐火試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是檢驗(yàn)電纜是否具有耐火特性的基本判斷。耐火試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)化確保了耐火電纜的使用安全。從我國(guó)目前的耐火試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)來看，也迫切需要修改和改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容和要求。該標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)更多地考慮火災(zāi)事故中電纜的狀態(tài)，包括電纜敷設(shè)、沖擊、噴涂等條件。

分析國(guó)內(nèi)耐火電纜的應(yīng)用現(xiàn)狀和問題

5 問題及發(fā)展趨勢(shì)

隨著國(guó)內(nèi)外耐火電纜應(yīng)用的發(fā)展，近年來耐火電纜技術(shù)也取得了顯著進(jìn)展。但由于耐火電纜應(yīng)用要求、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不完善，國(guó)內(nèi)耐火電纜仍處于混亂狀態(tài)，耐火電纜技術(shù)的發(fā)展主要包括以下問題。

5.1 開發(fā)耐火電纜產(chǎn)品

經(jīng)過多年的發(fā)展，礦物絕緣電纜的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和制備工藝相對(duì)成熟，GB/T 13033《額定電壓750V以下礦物絕緣電纜及終端明確規(guī)定了產(chǎn)品性能和試驗(yàn)方法，但礦物絕緣電纜產(chǎn)品單長(zhǎng)度的限制一直是產(chǎn)品應(yīng)用的瓶頸。近年來，隨著電纜行業(yè)設(shè)備技術(shù)的發(fā)展，礦物絕緣電纜產(chǎn)品單根長(zhǎng)度的制造能力也有了特定程度的提高。礦物絕緣電纜產(chǎn)品發(fā)展方向是如何改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備，進(jìn)一步增加礦物絕緣電纜產(chǎn)品的單根長(zhǎng)度。

對(duì)于云母帶耐火電纜產(chǎn)品，還需要解決以下問題：（1）需要相應(yīng)規(guī)定該結(jié)構(gòu)中云母帶的類型和性能要求；（2）除外JGT 313-2011《額定電壓750V及以下金屬護(hù)套無機(jī)礦物絕緣電纜及終端》外，其他以云母帶作為耐火層結(jié)構(gòu)的電纜還沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn);(3)耐火電纜的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)沒有完全統(tǒng)一，國(guó)內(nèi)外相關(guān)耐火試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差異較大。這些問題在特定程度上限制了云母帶耐火電纜的發(fā)展。除了滿足極為關(guān)鍵的耐火性要求外，還應(yīng)考慮產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)適用性、結(jié)構(gòu)合理性和制造方便性。

5.2 建立耐火電纜的相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)

耐火電纜作為一種具有特殊功能要求的電纜，需要詳細(xì)規(guī)范其產(chǎn)品性能和應(yīng)用。在GB 50016-2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》僅規(guī)定了建筑物的耐火等級(jí)，沒有具體規(guī)定[12]；在GB 50217-2007《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》中也僅提到“100℃礦物絕緣電纜應(yīng)選擇上述高溫環(huán)境[13]。考慮到建筑物的整體耐火安全，設(shè)計(jì)和使用部門應(yīng)對(duì)耐火電纜的性能要求作出更明確的規(guī)定。

耐火試驗(yàn)是評(píng)估電纜耐火性極為直接的方法，國(guó)內(nèi)外對(duì)耐火試驗(yàn)方法的規(guī)定差異較大。本質(zhì)上，耐火試驗(yàn)應(yīng)模擬火災(zāi)事故條件下電纜的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。在火災(zāi)狀態(tài)下，電纜承受的狀態(tài)應(yīng)包括火焰燃燒、其他燃燒物的可能沖擊、水噴霧等。耐火試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中的試驗(yàn)程序和方法應(yīng)各個(gè)方位覆蓋這些條件，綜合考慮耐火電纜在火災(zāi)中仍需維持正常運(yùn)行的合理時(shí)間。

此外，行業(yè)相關(guān)部門和電纜生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)結(jié)合耐火電纜的應(yīng)用和耐火試驗(yàn)要求，制定相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范企業(yè)生產(chǎn)，確保產(chǎn)品質(zhì)量，為用戶選擇提供參考，促進(jìn)耐火電纜的應(yīng)用。

6 結(jié)束語(yǔ)

在耐火電纜行業(yè)的發(fā)展過程中，建筑設(shè)計(jì)及消防部門應(yīng)該對(duì)耐火電纜提出切合實(shí)際的要求，如耐火電纜在發(fā)生火災(zāi)險(xiǎn)情時(shí)需達(dá)到的運(yùn)行狀態(tài)要求以及還需維持正常運(yùn)行的時(shí)間要求等。耐火電纜的研發(fā)和制造企業(yè)應(yīng)根據(jù)建筑場(chǎng)所的具體要求設(shè)計(jì)耐火電纜的產(chǎn)品，包括材料的可靠性和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理性。此外，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)耐火電纜產(chǎn)品和試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)的研究，包括采用合理的耐火試驗(yàn)裝置、試驗(yàn)程序和評(píng)價(jià)方法，形成統(tǒng)一明確的耐火試驗(yàn)規(guī)范。只有當(dāng)使用要求明確、考核要求一致時(shí)，才能促進(jìn)耐火電纜的健康有序發(fā)展，使耐火電纜在火災(zāi)事故中真正發(fā)揮作用，減少人民生命財(cái)產(chǎn)損失。