众所周知,传统的电线电缆的护套和绝缘材料普遍采用了聚氯乙烯进行生产,这种含卤材料构成的电线电缆在长期使用中经常会出现自然现象,且在燃烧之中产生大量的腐蚀性气体和有毒烟雾,给消防工作开展构成影响,甚至导致人员窒息死亡。随着电力事业的飞速发展和电缆线路的增多,人们对电线电缆的阻燃技术进行了深入的研究,自上个世纪七八十年代开始着重研究防止火焰蔓延、延缓火焰扩散的阻燃材料措施,下面着重分析了阻燃塑料电线电缆的发展技术要点。
一、阻燃电线电缆现状
为了更好的确保电线电缆运行安全性、可靠性和稳定性,电线电缆防火阻燃技术的应用越来越广泛,也引起社会各界人士的重视,机制目前电线电缆阻燃技术已成为实现电缆综合发展的重要指标,是保障电力事业稳步前行的基础。
1、阻燃塑料电线电缆定义
阻燃电缆顾名思义就是采用阻燃特性的塑料制成束缚设的电线电缆,在目前被广泛的应用在电线电缆铺设密集度高的隧道、高层建筑、发电站等场所。阻燃电线电缆在运行中主要是通过阻燃阻热材料来对电缆进行防护,阻止火灾的发生,即便是发生细微火焰也能及时的自信熄灭,进而有效控制火石的蔓延,提高了供电安全性和可靠性。
2、阻燃塑料电线电缆的优势
句有关数据统计,每年因电线电缆引起的火灾占消防工作总量的三分之二以上,这些火灾一旦出现很容易造成社会经济损失和人员伤亡。电线电缆火灾在发生之后,火势会沿着电缆线路蔓延,增加火灾危害的同时还给消防工作带来很大的影响。另外,电线电缆中的塑料绝缘层在高温燃烧作用下形成大量的有毒气体和烟气,严重影响现场人员的疏散,给火场逃生以及火灾救援工作的开展带来影响。因此,做好阻燃塑料电线电缆技术创新十分必要。
自上个世纪八十年代开始,发达国家便已经研制出无卤低烟电缆,并大力推广和使用这种技术,逐渐取代了正在使用的有毒PVC电线电缆。经数据研究得出,含卤电缆在发生火灾之后可释放出大量的含卤烟气,在30分钟之内可致人死亡,如果含卤烟气的毒性系数增加,甚至人们在毒烟中的存活时间不会超过2分钟。而通过将电线电缆材料换成无卤低烟电缆,即便是发生火灾,人们在烟气中的存活时间会超过30分钟,大大增加了火灾逃生时间。另外,根据有关资料表明,阻燃塑料电线电缆一般不容易发生火灾,其释放出的烟气中透明度较高,降低了人们在火灾发生之后因辨不清方向而胡乱窜的现象,增加了火灾现场人员疏散效率,提升救援质量。
二、阻燃塑料电线电缆的发展
国外于70年代初开始进行阻燃电缆开发工作。早期,含卤塑料和橡胶被大量使用于电线电缆的绝缘和护套;同时为了提高阻燃性,还在上述含卤塑料和橡胶基料中添加Sb2O3阻燃剂、溴系阻燃剂等,这个时期比较有代表性的专利有Cerro公司的US3576940A和住友株式会社的JP2657474A。但当火灾发生时,这些线缆材料由于燃烧和热分解,会释放出大量的浓烟和有毒的腐蚀性气体。随着人们环保意识的加强,70年代末80年代初,出于对安全性和环保的考虑,人们开始着力研制性能更好的“低毒环保”的低烟无卤阻燃电缆,比如瑞侃公司的GB2107720A以及西门子公司的EP0017609A1。80年代中后期,相关的研发成果和产品相继问世并投入实际应用,美国电话电报公司的申请无卤通信电缆US30317289A先后在包括中国的十个国家申请专利,标志着无卤电缆在全球范围内开始投产,并走向实用化。国内对阻燃电缆的认识较晚,20世纪80年代以来,随着经济的发展和电气火灾事故的频频发生,国内对阻燃电缆的认识、研制和使用才开始引起高度重视。一些大的电缆厂家在80年代初期相继生产出含卤阻燃电缆,PVC阻燃电缆曾在国内市场风靡一时。80年代末,国内一些电缆厂商开始研制低烟、低卤、低酸、低卤阻燃电缆,相关的专利和研发成果在80年代末,90年代初相继问世,如CN1095181使用不含氯碱的PVC以及氧化物阻燃剂制作低烟无卤耐火电缆,然而国内大部分产品都存在机械性能和加工性能较差等问题。到了21世纪,国内的无卤阻燃电缆技术得到长足的发展,并且技术发展已相对成熟。
目前,发达国家一直非常重视低烟无卤阻燃电线电缆及相关材料的研发和推广使用,特别是在高层建筑、地铁、车站、机场、电站和商场等相对封闭或人员集中的重要建筑和设施内。近年来发达国家又在电气、电子设备中限制铅、镉等重金属和聚溴联苯(PBB),聚溴联苯醚(PBDE)等溴化物的使用,发达国家的电子电器业巨头纷纷制定了其各自的"绿色计划",从而禁止或限制使用对人体和环境有害的重金属和卤素,并且进行了大量的研发工作,已推出了许多系列"绿色"电子电器用电线电缆。
三、阻燃塑料电线电缆的发展方向
由于电线电缆引起的火灾是危害社会经济发展、构成人员伤亡的重大事故之一,其危害程度促使世界各国都将电线电缆的阻燃、耐高温作为研究重点。国内各界也已认识到其重要性,可是我国这方面的工作刚刚起步,如何发展我国的阻燃电缆生产,是一个十分重要的课题。我们的初步看法是
1、大力发展阻燃剂
必须大力开发我国的阻燃剂生产,增加阻燃剂的品种和产量,提高阻嫩剂的质量。我国电缆行业预计到1990年耗用塑料13万吨,很定那时能有10%的电缆料为阻燃型,按平均添加7%的阻燃剂计算,就需耗用阻燃剂近千吨,这个数字就相当于目前国内的阻燃剂年产量。因此国内阻燃剂市场的前景良好。
2、加快发展阻燃电缆料尤其是无卤低烟阻燃电缆料的研制和生产
目前国内电缆工业用塑料中,聚乙烯用量仅占总用量的76%,乙烯一醋酸乙烯酷共聚物树脂国内还处于试制阶段,因此影响了无卤低烟阻燃型电缆料的开发。如果不尽快抓紧这项工作,缩短与国外平均水平的差距,就难以为国家重点建设项目如煤矿机械化、半自动化改造、石油平台、地铁、核电站等提供阻燃低烟的电线电缆。
四、结束语
目前,阻燃电缆正逐渐朝着无烟、无毒、无卤方向迈进,顺应了可持续发展战略和环境保护、生态协调发展等社会发展潮流要求。在我国阻燃塑料电线电缆的研发中,相关企业必须着眼于学习和合作,抓住阻燃电缆由有卤有毒阻燃型电缆向无卤环保型电缆转型的机会,加强对核心关键技术的研究,重视专利保护,各大阻燃电缆企业、研究单位应加强合作,集中资源优势,提高我国阻燃电缆技术的水平以及核心技术的掌握能力。
参考文献
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