根据耐火电缆的结构和所采用的耐火材料不同,分为有机耐火电缆和无机耐火电缆两大类。
(1)有机耐火电缆的结构和普通电缆基本相同,不同之处在于耐火电缆的导体必须采用耐火性能好的铜导体,在导体和绝缘层间增加了用云母带再挤塑料绝缘绕包而成的耐火层。由于此类电缆的绝缘由云母带与挤包塑料复合组成,高温使塑料很快碳化,碳粒在电场力作用下沿云母带界面移动,再加上云母带的损坏温度约为820℃ ,两者叠加很容易导致电缆对地击穿。不同云母带允许工作温度差异较大,因此其耐火性能主要表现在耐火温度上。额定电压下能耐750—800℃的火焰,燃烧大于90 min,电缆不击穿为B类耐火电缆;额定电压下能耐受950~1000℃的火焰,燃烧大于90 min,电缆不击穿为A类耐火电缆。
(2)无机矿物绝缘耐火电缆是耐火电缆中性能较优异的一种电缆。现在市场上有三种结构的矿物绝缘电缆。一种是由铜芯、铜护套、氧化镁绝缘材料加工而成的矿物绝缘电缆,也是最传统的矿物绝缘电缆,简称MI电缆(高温电缆)。这种电缆完全由无机物构成耐火层,因此,MI电缆的耐火性能较普通耐火电缆更优,且不会因燃烧而分解产生腐蚀性气体。MI电缆具有良好的耐火特性,且可长期工作在250℃ 高温下,同时还具有防爆、耐腐蚀性强、载量大、耐辐射、机械强度高、寿命长、无烟的特点,但价格较高,施工工艺复杂,难度较大,绝缘层容易吸潮导致绝缘电阻降低。由于生产条件和工艺决定了MI电缆在大规格电缆中要使用较多的中间接头,且只能为单芯电缆,现有技术条件和水平还很难实现中间接头和分支接头的所有特性达到与电缆本体同一个等级;单芯电缆外壳两端接地后会产生环流,增加了铜损;刚性电缆的动稳定校验也必须引起足够的重视。
针对MI无机矿物绝缘电缆存在着硬、短、烦、贵以及其他一些电气配件等性能上的不足之处,一些厂家开发研制了无机(矿物)绝缘带,机械绕包,绝缘层紧密均匀、耐潮湿、有柔性,采用连续轧纹,容易弯曲的外铜护套的柔性防火电缆。该电缆无论何种规格长度都可基本满足配电长度需要,无需中间连接,方便现场敷设,现场安装容易,不需专用工具。这种矿物绝缘电缆的绝缘耐压等级最高为750 V,为达到A类的防火。
性能的要求采用了氟云母带,而氟云母带在加工生产时存在较大危害,并且连续轧纹的铜外套在弯曲燃烧时焊缝容易开裂,造成防水性能变差。
若采用无毒云母带作为绝缘带,则其云母的特性决定了只能达到B类的耐火特级。
为改善前两种矿物绝缘电缆和有机耐火电缆的品质,在传统的矿物绝缘电缆和有机耐火电缆的基础上,研制了集二者产品优点于一身,而又摒弃各自缺陷的一种全新型的矿物绝缘耐火电缆,它的导体为传统电缆采用的圆形铜绞线,绝缘层为纯金云母带,改变了其他耐火电缆用云母带挤包绝缘料复合组成绝缘层,排除了碳粒的产生,提高了耐电稳定性。护套采用连续挤出的金属管,在最外层覆以火焰下不熔不燃可膨胀阻火的无机物及外护套交联聚烯烃。该电缆在耐火性能上完全达到了传统MI无机矿物绝缘电缆的考核标准,长度可根据用户需要定制。敷设时不必穿管保护,防水防冲击功能与传统的MI电缆同等,而产品成本却比传统矿物绝缘电缆和柔性防火电缆大幅下降,额定电压可达到1 kV,是目前市场上无论性价比还是电气、机械强度、耐腐蚀、节能环保各方面的指标参数均比其他同类防火电缆略胜一筹。由于该电缆的金属套为铝制品,而铝较易氧化和蠕变,故该电缆的金属套接地要引起重视。
2.3 耐火电缆的使用场合及选用
在外部火势作用下,需保持线路完整性并维持通电的场所,其线路应采用耐火电缆,即该电缆主要使用在应急电源至消防设备、火灾报警设备、应急诱导灯、照明灯等消防应急供电回路。
根据有关规范,对火灾自动报警保护对象为特级的建筑物,其消防设备供电干线及分支线应采用矿物绝缘电缆;对火灾自动报警保护对象为一级的建筑物,其消防设备供电干线及分支线宜采用矿物绝缘电缆,当线路的敷设保护措施符合防火要求时,可采用耐火类电缆;火灾自动报警对象为二级的建筑物,其消防设备供电干线及分支线采用有机绝缘耐火类电缆。消防电缆采用支架或沿墙明敷设时应采用矿物绝缘电缆。各建筑物中的高温场所也适合采用矿物绝缘电缆。由于消防电缆在实际工程中均为成束敷设,故此类有机绝缘耐火电缆应选用阻燃耐火电缆。
3 电缆的烟雾和毒气
在预期火灾的条件下,电缆选择需要关注的3个要点是:① 火焰的传播;② 烟、毒或腐蚀性烟雾的产生;③ 电路的完整性。火焰的传播与电路的完整性,在制造电缆的材料上可采取措施加强或削弱,在线路设计安装时亦可采取一定的保护措施来尽量满足使用上的要求。但由于一般电缆均采用有机绝缘,即使是火焰传播性能较低的电缆,在实际现场中电缆成束的敷设在一起,也会把其绝缘材料添加到火焰上,成为额外的燃料。这时,燃烧的有机绝缘电缆会产生烟、有毒气体或腐蚀性烟雾,烟雾既会妨碍救火工作的开展,又会增加人员的恐惧感。有毒气体不但使人中毒窒息伤亡,而且像氨化氢(HCC)之类的气体可影响水泥加强件和砖体,甚至计算机系统都有被腐蚀的可能。
4 阻燃电缆、耐火电缆的主要区别
综上所述,阻燃电缆和耐火电缆是截然不同的两种电缆。一般阻燃电缆是常规概念下的不延燃电缆,其阻燃性能或不延燃性能不等同于其耐火性能。阻燃电缆不会自发燃烧起来,在外部有火焰存在的情况下可能会被动燃烧,但无外部火源后,有停止传播火焰的能力。该类电缆不穿金属管保护是无耐火性能的。耐火电缆具有仅能耐受单一的火焰温度的能力,并不代表不自燃、不具有传播火焰