摘 要：文章通过对民用电线电缆的防火安全技术的系统分析和研究，重点讨论了民用电线电缆中应用材料的阻燃性能发展和线路的综合防火技术，为民用电线电缆防火工作提供有力支持。

关键词：民用电线电缆；阻燃电缆；耐火电缆

中图分类号：TM08 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）05-0122-02

电线电缆被称为建筑及公共设施内的“血管和经脉”，其安全性能的高低对整个建筑的防火安全都有着十分重要的影响。据消防部门统计，我国每年发生的火灾中，由电气线路引起的火灾占一半以上，而因电线电缆中的应用材料和线路设计的缺陷引发的火灾占很大比例。同时，由于电缆在燃烧中也会产生大量有毒气体，会造成一定程度的人员伤亡，这也在一定程度上阻碍了消防部队灭火工作的顺利开展。与此同时由于火灾也会影响到消防设施的电路情况，导致关键时刻消防设备不能正常工作，延误了灭火时间，从而造成了更大的人员伤亡和财产损失。2001年上海供电局因电缆中间接头过热引发电缆隧道火灾，造成大面积停电和电缆受损；2005年吉林省辽源中心医院发生特大火灾，起火原因也是由于配电室电缆沟内主电源供电电缆短路引燃周围可燃物而造成的。塑料电线电缆的绝缘层和护套层均用塑料作为原料，因其具有良好的电绝缘性能、机械性能和耐热性能等优点，仍然在市场上占据主流位置。其绝缘材料主要有聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）和交联聚乙烯（XLPE），而这些材料在火灾中会释放出大量的烟气、毒气（如CO、HCl等），从而影响人员的疏散和灭火工作的开展。历史经验告诉我们，我国电线电缆销售额增长一般比国民经济总产值增长要略高一些，我国的基础设施建设、交通、能源、通信以及住宅、家电的发展也给电线电缆的发展带来了更大的机遇。

根据相关火灾数据统计，常见民用电线电缆发生火灾的原因主要包括：短路过载、外部热作用、外部层的绝缘老化导致漏电以及接头暴露等。而相应的电线电缆防火技术也主要表现为：一是预防，二是采用阻燃电缆，三是采用防火封堵技术，四是设置火灾自动报警及自动灭火设备。

1 民用电线电缆的火灾预防

1.1 预防电线电缆短路

电气线路中导线由于多种原因造成相线与相线或者相线与零线相连，从而在回路中导致电流瞬间增大的现象称为短路；电缆短路会由于电阻减小、电流增大而产生很大的热量，从而引发火灾。造成电缆短路的原因包括绝缘层受高温、潮湿或者腐蚀等作用失去绝缘能力；线路老化或受损而线芯裸露；电源过电压致使电线绝缘被击穿；不按规定私拉乱接等，因此要定期检测电缆的绝缘电阻值，同时注意电缆沟或电缆隧道的潮湿程度、化学腐蚀和高温影响；要加强电缆沟或电缆隧道的通风和散热能力，距地面2 m以及穿过楼板和墙壁的电线均应具有绝缘措施，安装保险器或自动开关等。

1.2 监视电缆接头

对处于电缆沟或电缆隧道以及电缆槽盒等位置的电缆终场接头设置监视设备，例如采用远红外线测温仪对电缆接头测量温度，当接头温升过高时，迅速将该段电缆切断电源进行检修。

1.3 合理布置电缆线路

在铺设电缆时，做到以下几点：第一，严格遵守施工规范，不密集布设电缆；第二，尽量避免电缆在电缆支架上跨层布置；第三，高压和低压电缆分区敷设；第四，在电缆沟及电缆隧道内装漏电保护设备和采取一些防爆措施。

2 民用电线电缆的绝缘材料发展

电线电缆的绝缘材料包括聚氯乙烯、交联聚乙烯、氟塑料、天然橡胶、交联乙烯-丙烯橡胶（EPR）、硅橡胶、氯丁橡胶、丁晴橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶等材料；类型和性能的不同也决定了电线电缆的用途。经过阻燃处理的含卤、无卤电缆以及无机型、有机型耐火电缆具有一定的防火性能，一般绝缘材料的极限氧指数（LOI）达到30即可达到阻燃等级C级。

2.1 耐火电缆

耐火电缆指的在规定试验条件下，在火焰中燃烧一定时间内仍能保持正常运行的电缆。对于民用电缆而言，火灾时仍需保持正常运行的消防系统、应急照明系统、报警系统、救生系统等都需要使用耐火电缆。耐火电缆按耐火特性分为A类（受火温度为900～1 000 ℃）和B类（受火温度为750～800 ℃）。按绝缘材质分为有机型和无机型。

矿物绝缘防火电缆也是无机型耐火电缆，因其绝缘层采用的无机物（如氧化镁）而得名，国际上称为MI电缆。MI电缆为铜护套铜芯氧化镁绝缘防火电缆，它具有防火、耐火、耐高温、在2 200 ℃下不熔化，无烟无毒、防水耐腐蚀性能高，无辐射、无涡流、过载能力强，机械强度高、使用寿命长，安全可靠性高等优点，在高温下可以持续供电3 h左右，日常工作温度可达250 ℃。这类电缆适于安全要求高、辐射强度大的一些场合，但是工艺复杂，价格昂贵，制作长度相对受限。

有机型耐火电缆常指以聚氯乙烯或交联聚乙烯等有机材料为绝缘层的电缆，可耐800 ℃高温。如果在线芯和护套之间填充一层无卤金属氢氧化物做隔氧层，则耐火温度可提高150 ℃，达到A类标准。

绝缘层采用的硅橡胶为主的硅绝缘电缆耐火性能好，但原材料进口程度较高，制造和应用上受到较大限制；绝缘层由一些无机和有机绝缘材料复合而成的复合绝缘电缆，因填充耐火云母材料而具有较强的耐火性能。复合绝缘电缆制造工艺简单，因此它的长度和应用范围不受限制，价格也较低。

2.2 阻燃电缆

阻燃电缆是指电缆在规定试验条件下燃烧时，火焰在限定范围内蔓延且火源撤去后，残焰和残灼能在限定时间内自熄。阻燃电缆所用材料的氧指数越高，阻燃性能越好，但由于目前阻燃技术的发展还不够成熟，在阻燃处理过程中会影响到电缆的物理或工艺性能。

①普通阻燃电缆。普通阻燃电缆具有一定的延缓火焰的能力，可以将火焰控制在一定的范围之中，普通阻燃电缆制造工艺简单，目前应用范围较大。但是，普通阻燃电缆在燃烧时产生的烟量大，同时也会产生以HCl等为主的有毒气体。

②无卤低烟电缆。无卤阻燃电缆的绝缘材料常用的有PE、XLPE、EPR等，材料本身无阻燃性，需要添加氢氧化铝等无机阻燃剂或者有机磷系、硅系阻燃剂来实现阻燃效能。阻燃效果大多不如含卤阻燃电缆，只能达到C级，但电缆燃烧时很少产生HC1、C12等有毒腐蚀性气体（产生卤化氢气体的含量<100 ppm，远低于普通电缆），生烟量也较少。20世纪90年代出现了含有金属氢氧化物的隔氧层电缆，能在遇到火灾时，通过填充层析出结晶水从而产生一层不熔不燃的硬壳，阻断氧气通道，降低内层温度，达到自熄目的，所以这类电缆适合于安全要求高的民用建筑使用。

③低卤低烟电缆。低卤低烟电缆在燃烧时产生的烟量以及烟中所含有毒气体介于普通阻燃电缆和无卤低烟电缆之间。低卤低烟电缆的绝缘层多采用聚氯乙烯或氯磺化聚乙烯材料，并添加一些氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌、碳酸钙、三氧化钼等阻燃剂和抑烟剂来减少有毒气体和烟雾的释放。低卤低烟电缆燃烧时发烟量较少，HCl等有毒气体也较少，适合用于一些人口比较密集的场所，如地铁站之类的建筑。

3 电缆线路防火封堵技术

为了更加全面地防止民用电缆线路发生电气火灾事故，在电缆线路中常常采取防火封堵措施。包括封堵防火堵料、设置防火隔离设备、电缆表面涂抹防火涂料等措施。

封堵防火堵料是指电缆通过电缆沟或电缆隧道、电缆槽盒时，对一些孔洞和缝隙用阻燃材料封堵，防止部分电缆燃烧引燃全部电缆。防火堵料通常用的是防火石棉和防火胶泥等材料，目前也有一些较为先进的纳米阻燃复合材料出现，防火堵料要具备足够的机械强度，能够抵挡火灾时气流的冲击。

防火隔离设备一般有防火墙、防火门和防火隔板等几种类型，它们将电缆沟或电缆隧道等分割成一些阻火区间，间隔60～100 m左右，以缩小火灾范围。通常的防火隔离墙厚度在24 cm以上，宽度比电缆支架宽10 cm以上。

在电缆表面涂抹防火材料也可以起到阻燃的效果。目前国内出现的防火涂料有丙烯酸涂料和改性氨基涂料、膨胀型过氧乙烯涂料等类型，分别适用于不同的环境，可以起到防潮、绝热、隔油等作用，在施工时，防火涂料刷、喷都可以，涂料厚度均在400～500 g/m2左右即可。

4 自动消防措施

仅仅依靠电缆线路自身的防火功能，是不足以全面防止电气火灾的，因此，在民用电缆线路中还应该配备自动消防设施。自动消防设施包括火灾自动报警系统和自动灭火系统两大部分。

自动报警系统中的报警探头能够探测电缆火灾中的烟雾、热量和火焰等，由于烟感探测器容易对粉尘和水雾等微粒产生误报警，所以在电缆沟和隧道等场所尽量改用感温探测器，尤其是线性感温探测器。目前常用的自动灭火系统有气体灭火系统、水雾灭火系统和泡沫灭火系统等类型，灭火剂分别是CO2和N2、水蒸气、泡沫灭火剂等。气体灭火系统较为庞大，水雾灭火系统灭火时会产生大量水蒸气，会使火灾区O2浓度相对下降，两者都不适合在电缆隧道内大面积使用，而高倍泡沫灭火系统以全淹没或覆盖方式灭火，克服了上述缺点，可以采用。

随着社会的不断发展，自动化技术应用更加广泛，电线电缆火灾的隐患和危险程度也随之增大，我们只有把握电线电缆材料的发展前沿和安全特性，不断提高电线电缆的阻燃特性和耐火等级，不断改进添加阻燃剂的种类和用量，增强多种阻燃剂、抑烟剂的复配效果，增强添加剂和电线电缆材料间的相容性，才能将电线电缆的火灾事故隐患降至最低，才能更好地保障人民的生命和财产安全。

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