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[摘 要]防火电缆尤其是环保型防火电缆在人们的生活、工作中起着不可或缺的重要作用，但与聚氯乙烯电缆有着几十年的发展历史相比，短时间内还无法完全取代，不过随着国家相关政策的不断出台，我国建筑、交通、通讯、供电等部门对应用环保电缆将更加偏重，电缆生产企业也应继续加大防火电缆的产品研发，以更安全、更环保、更经济的产品来服务社会。
[关键词]防火电缆 防火性能 思考
中图分类号：TU865 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）43-0122-01
1、防火电缆主要性能及其特点
1.1绝缘电阻
防火电缆的绝缘电阻在很大程度上取决于氧化镁内水分的含量。在标准条件下，当湿度不超过0.4%（最大允许值）时，紧压的氧化镁绝缘电阻比其它绝缘材料（如PVC，PE，XLPE等）的绝缘电阻要高，在20℃时可达10Ψ/m～1016Ψ/m。此外，电缆的绝缘电阻与线芯根数和截面大小有关，线芯数越多，截面越大，其绝缘电阻越小。同时，绝缘电阻还取决于氧化镁中杂质的形式和数量，与温度的关系也极为重要，温度越高，电缆的绝缘电阻越低。
1.2电气强度
与电缆工业中采用的其他绝缘材料相比，氧化镁绝缘成品电缆的电气强度并不高。成品电缆的电气强度取决于氧化镁的最终密度、绝缘厚度和电缆试样的本身状态。当电缆受到急剧弯曲时，弯曲处的绝缘材料密度会降低。严重时出现开裂，这样导致电缆的电气强度下降。试验表明，在温度为20℃，频率为50Hz时，标准密度的电缆未经弯曲时电气强度接近6.0MV/m，弯曲过的电缆，当弯曲半径为电缆直径的6倍时，其电缆强度约为3MV/m。
1.3电缆的耐热性
防火电缆耐热性能取决于运行时线芯和护套的最高允许工作温度。在高温时，无论是线芯或者是铜护套均不产生氧化。由于电缆绝缘内的含氧量很低，线芯氧化并不严重。但电缆护套因暴露在空气介质中而剧烈的氧化，温度越高氧化就越严重。当电缆铜护套的温度超过250℃时，便开始发生急剧氧化，形成氧化层CuO，使护套厚度减薄。
2、关于防火电缆防火性能的思考
1970年之前，国际上没有测试防火电缆在火灾情况下电路完整性的通用标准。众所周知，自1932年以来，被用于耐高温的MICC矿物绝缘电缆，其防火性能是防火电缆中最佳的。20世纪70年代，随着新型聚合物电缆绝缘材料的发展，制造商发现使用硅橡胶或玻璃云母带绝缘材料可以使电缆通过一些火焰测试。在1970年颁布的IEC331《电线电缆燃烧试验方法》基础上制定的BS6387《在火焰条件下电缆保持线路完整性的耐火试验方法》（1983版）测试标准，一直是欧洲和亚洲大多数电缆火灾电路完整性测试的基础。
在美国、加拿大、澳大利亚、新西兰、德国和比利时，简单的电缆燃烧测试已不再被接受，认证要求所有“防火电缆系统”的测试炉试验结果应符合ISO834《耐火试验———建筑构件》（以下简称BS8343），EN1363—1《耐燃极限测定试验》，AS1530pt4《材料、组件和结构的防火测试方法第4部分》中的“标准时间温度协议”或英国的BS476pts20—23《建筑材料耐火测试》（以下简称BS476）或美国的ASTME119—75《建筑物和建筑材料防火测试方法》。人们通常不理解的是，常规的英国火焰测试标准测试的防火电缆，不需要与建筑物中的其他结构、系统或部件保持相同的时间-温度曲线。具体来说，防火结构、防火系统、防火分区、防火门、防火间隔、楼板、防火墙等均应按照建筑规范来进行防火分级，并通过检测符合英国BS476标准规定的“标准时间温度协议”。相反，BS6387CWZ《在火焰条件下电缆保持线路完整性的耐火试验方法》，BS8343，BSEN50200《应急电路中无防护型小电缆的耐火性能试验方法》，BS8491《用作烟热控制系统及其它特定消防安全系统部件的大直径电缆着火性能试验方法》，BS8491《用作烟热控制系统及其它特定消防安全系统部件的大直径电缆着火完整性的评估方法》，这些防火电缆测试标准仅要求所测试的电缆满足较低的最终测试温度（相对于BS476），在“火焰”条件下而不是“火灾”条件下进行测试。
由于防火电缆很可能暴露在同一火灾中，因此必须要确保人员的生命安全和消防系统的持续运行。防火电缆因其所承载了关乎生命安全的电路而被认为是火灾中持续发挥作用的关键。在火灾情况下，应急照明、报警电源、喷淋系统、通讯/疏散系统、通风系统等都必须保持有效，直到每个人都疏散至安全区域。它们至少要与防火门、防火窗和防火墙等保持同样的耐火时间。电缆由许多不同的行业安装在众多不同的场所中，人们通常会忽视这一事实，数英里长的电缆以及数吨重的构成电缆绝缘和护套的众多塑料聚合物可能会成为建筑物中最大的固定火灾荷载（燃料源）。
测试电缆火焰传播通用标准：IEC60332—1《着火条件下电缆和光缆的试验》、BS4066—1《单根垂直绝缘导线或电缆着火实验条件下试验方法》、UL1581《电线电缆软线的测试标准》、UL2556—pt9.1，9.3，9.4《电线和电缆试验方法》、NFPA262《电线和电缆的着火和烟雾特征试验》、IEC60332—3《垂直成束电线电缆火焰蔓延测试》、BS4066—3《电线电缆多根成束燃烧测试》、AS/NZS1660—5.1《电子电缆包皮导体的测试方法方法》、UL1666《电缆和光缆垂直安装在竖井中时火焰蔓延高度的测试》、UL1685《标准成束电缆燃烧试验室》、UL2556—pt9.6《电线和电缆试验方法》以及IEEE383《核设施的电缆或拼接标准》。
外部热/火：所有对电缆的测试都是在环境温度下进行的，但实际上它们可能处于60，70或90℃的工作温度下。如果电缆在工作温度下进行了预处理，很多试验都会失败。
内部热：没有任何标准或AHJ（译者注：AuthorityHavingJurisdiction，即有管辖权之主管机构）要求对短路或过载电缆进行火焰传播测试。鉴于消防部门的报告中经常认为电缆是引发火灾的原因，这种忽视是值得关注的。需要注意的是，一旦火焰闪燃温度达到300～400℃，所有的聚合物电缆都会燃烧。目前，关于电缆的所有测试都是针对电缆的外部进行的，这只是火灾风险的一部分。
电缆所使用的绝缘材料通常是易燃的碳氢化合物，包括聚氯乙烯、聚乙烯或交联聚乙烯、乙丙橡胶等。需要指出的是，另一个众所周知的碳氢化合物是汽油。由于这些材料都是以石油为基础的，都含有易于燃烧的分子，所以它们会燃烧。在过载或短路的情况下，热量就蕴含在里面———就像迪拜Address酒店的火灾一样，这些电缆并不需要被点燃，这就是常常起火的原因。
许多电缆制造商声称他们用于绝缘和保温套的聚合物是低烟材料，并且已经通过了BS-EN61034《在规定条件下燃烧的电缆烟雾密度测量》（以下简称BS-EN61034）等测试来证明这一点。但这些烟密度测试仅是在特定房间或规定的空气体积中进行的，而且取决于特定样品的重量。测试结果不是预测最终用途的模拟。出现火焰之前的高热产生了大量烟雾，产烟量与燃烧物的数量直接相关。
目前的测试是在一个3m的立方体内进行测试的。但是，正如所讨论的，聚合物电缆更容易从内部燃烧，所以在火灾发生之前，这种高热实际上导致了大量烟雾产生。像在新加坡和华盛顿特区地铁系统发生的重大事件、几年前伦敦的下水道井盖爆炸，以及最近在迪拜Address酒店發生的除夕夜大火，都是由于聚合物电缆燃烧产生了大量烟雾，导致大规模的人员疏散。所有这些都是由于电缆短路引起的。
结束语
现行关于电缆防火性能的国际标准，必须视其为在受控环境中的最低性能标准，不能保证电缆在现实场景中的防火性能，尤其是在电缆仅通过了基于燃烧测试的情况下。因此，建议终端用户、顾问和其他行业专家明确对防火电缆的具体要求，并指定解决方案以满足实际需要。仔细考虑如何减少建筑物总体的火灾风险及其对居民的影响。通过采取全面的消防安全措施，提升建筑的消防安全并最终有助于挽救生命。
参考文献
[1]庄真文.防火电缆设计误区浅谈[J].江西建材，2017（11）：200+202.
[2]石二敏.高层住宅电缆特性要求与选用[J].中国新技术新产品，2017（13）：67-68.
[3]本刊编辑部.漫谈建筑物耐火电缆的选择[J].电气工程应用，2017（02）：33-37.
[关键词]防火电缆 防火性能 思考
中图分类号：TU865 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）43-0122-01
1、防火电缆主要性能及其特点
1.1绝缘电阻
防火电缆的绝缘电阻在很大程度上取决于氧化镁内水分的含量。在标准条件下，当湿度不超过0.4%（最大允许值）时，紧压的氧化镁绝缘电阻比其它绝缘材料（如PVC，PE，XLPE等）的绝缘电阻要高，在20℃时可达10Ψ/m～1016Ψ/m。此外，电缆的绝缘电阻与线芯根数和截面大小有关，线芯数越多，截面越大，其绝缘电阻越小。同时，绝缘电阻还取决于氧化镁中杂质的形式和数量，与温度的关系也极为重要，温度越高，电缆的绝缘电阻越低。
1.2电气强度
与电缆工业中采用的其他绝缘材料相比，氧化镁绝缘成品电缆的电气强度并不高。成品电缆的电气强度取决于氧化镁的最终密度、绝缘厚度和电缆试样的本身状态。当电缆受到急剧弯曲时，弯曲处的绝缘材料密度会降低。严重时出现开裂，这样导致电缆的电气强度下降。试验表明，在温度为20℃，频率为50Hz时，标准密度的电缆未经弯曲时电气强度接近6.0MV/m，弯曲过的电缆，当弯曲半径为电缆直径的6倍时，其电缆强度约为3MV/m。
1.3电缆的耐热性
防火电缆耐热性能取决于运行时线芯和护套的最高允许工作温度。在高温时，无论是线芯或者是铜护套均不产生氧化。由于电缆绝缘内的含氧量很低，线芯氧化并不严重。但电缆护套因暴露在空气介质中而剧烈的氧化，温度越高氧化就越严重。当电缆铜护套的温度超过250℃时，便开始发生急剧氧化，形成氧化层CuO，使护套厚度减薄。
2、关于防火电缆防火性能的思考
1970年之前，国际上没有测试防火电缆在火灾情况下电路完整性的通用标准。众所周知，自1932年以来，被用于耐高温的MICC矿物绝缘电缆，其防火性能是防火电缆中最佳的。20世纪70年代，随着新型聚合物电缆绝缘材料的发展，制造商发现使用硅橡胶或玻璃云母带绝缘材料可以使电缆通过一些火焰测试。在1970年颁布的IEC331《电线电缆燃烧试验方法》基础上制定的BS6387《在火焰条件下电缆保持线路完整性的耐火试验方法》（1983版）测试标准，一直是欧洲和亚洲大多数电缆火灾电路完整性测试的基础。
在美国、加拿大、澳大利亚、新西兰、德国和比利时，简单的电缆燃烧测试已不再被接受，认证要求所有“防火电缆系统”的测试炉试验结果应符合ISO834《耐火试验———建筑构件》（以下简称BS8343），EN1363—1《耐燃极限测定试验》，AS1530pt4《材料、组件和结构的防火测试方法第4部分》中的“标准时间温度协议”或英国的BS476pts20—23《建筑材料耐火测试》（以下简称BS476）或美国的ASTME119—75《建筑物和建筑材料防火测试方法》。人们通常不理解的是，常规的英国火焰测试标准测试的防火电缆，不需要与建筑物中的其他结构、系统或部件保持相同的时间-温度曲线。具体来说，防火结构、防火系统、防火分区、防火门、防火间隔、楼板、防火墙等均应按照建筑规范来进行防火分级，并通过检测符合英国BS476标准规定的“标准时间温度协议”。相反，BS6387CWZ《在火焰条件下电缆保持线路完整性的耐火试验方法》，BS8343，BSEN50200《应急电路中无防护型小电缆的耐火性能试验方法》，BS8491《用作烟热控制系统及其它特定消防安全系统部件的大直径电缆着火性能试验方法》，BS8491《用作烟热控制系统及其它特定消防安全系统部件的大直径电缆着火完整性的评估方法》，这些防火电缆测试标准仅要求所测试的电缆满足较低的最终测试温度（相对于BS476），在“火焰”条件下而不是“火灾”条件下进行测试。
由于防火电缆很可能暴露在同一火灾中，因此必须要确保人员的生命安全和消防系统的持续运行。防火电缆因其所承载了关乎生命安全的电路而被认为是火灾中持续发挥作用的关键。在火灾情况下，应急照明、报警电源、喷淋系统、通讯/疏散系统、通风系统等都必须保持有效，直到每个人都疏散至安全区域。它们至少要与防火门、防火窗和防火墙等保持同样的耐火时间。电缆由许多不同的行业安装在众多不同的场所中，人们通常会忽视这一事实，数英里长的电缆以及数吨重的构成电缆绝缘和护套的众多塑料聚合物可能会成为建筑物中最大的固定火灾荷载（燃料源）。
测试电缆火焰传播通用标准：IEC60332—1《着火条件下电缆和光缆的试验》、BS4066—1《单根垂直绝缘导线或电缆着火实验条件下试验方法》、UL1581《电线电缆软线的测试标准》、UL2556—pt9.1，9.3，9.4《电线和电缆试验方法》、NFPA262《电线和电缆的着火和烟雾特征试验》、IEC60332—3《垂直成束电线电缆火焰蔓延测试》、BS4066—3《电线电缆多根成束燃烧测试》、AS/NZS1660—5.1《电子电缆包皮导体的测试方法方法》、UL1666《电缆和光缆垂直安装在竖井中时火焰蔓延高度的测试》、UL1685《标准成束电缆燃烧试验室》、UL2556—pt9.6《电线和电缆试验方法》以及IEEE383《核设施的电缆或拼接标准》。
外部热/火：所有对电缆的测试都是在环境温度下进行的，但实际上它们可能处于60，70或90℃的工作温度下。如果电缆在工作温度下进行了预处理，很多试验都会失败。
内部热：没有任何标准或AHJ（译者注：AuthorityHavingJurisdiction，即有管辖权之主管机构）要求对短路或过载电缆进行火焰传播测试。鉴于消防部门的报告中经常认为电缆是引发火灾的原因，这种忽视是值得关注的。需要注意的是，一旦火焰闪燃温度达到300～400℃，所有的聚合物电缆都会燃烧。目前，关于电缆的所有测试都是针对电缆的外部进行的，这只是火灾风险的一部分。
电缆所使用的绝缘材料通常是易燃的碳氢化合物，包括聚氯乙烯、聚乙烯或交联聚乙烯、乙丙橡胶等。需要指出的是，另一个众所周知的碳氢化合物是汽油。由于这些材料都是以石油为基础的，都含有易于燃烧的分子，所以它们会燃烧。在过载或短路的情况下，热量就蕴含在里面———就像迪拜Address酒店的火灾一样，这些电缆并不需要被点燃，这就是常常起火的原因。
许多电缆制造商声称他们用于绝缘和保温套的聚合物是低烟材料，并且已经通过了BS-EN61034《在规定条件下燃烧的电缆烟雾密度测量》（以下简称BS-EN61034）等测试来证明这一点。但这些烟密度测试仅是在特定房间或规定的空气体积中进行的，而且取决于特定样品的重量。测试结果不是预测最终用途的模拟。出现火焰之前的高热产生了大量烟雾，产烟量与燃烧物的数量直接相关。
目前的测试是在一个3m的立方体内进行测试的。但是，正如所讨论的，聚合物电缆更容易从内部燃烧，所以在火灾发生之前，这种高热实际上导致了大量烟雾产生。像在新加坡和华盛顿特区地铁系统发生的重大事件、几年前伦敦的下水道井盖爆炸，以及最近在迪拜Address酒店發生的除夕夜大火，都是由于聚合物电缆燃烧产生了大量烟雾，导致大规模的人员疏散。所有这些都是由于电缆短路引起的。
结束语
现行关于电缆防火性能的国际标准，必须视其为在受控环境中的最低性能标准，不能保证电缆在现实场景中的防火性能，尤其是在电缆仅通过了基于燃烧测试的情况下。因此，建议终端用户、顾问和其他行业专家明确对防火电缆的具体要求，并指定解决方案以满足实际需要。仔细考虑如何减少建筑物总体的火灾风险及其对居民的影响。通过采取全面的消防安全措施，提升建筑的消防安全并最终有助于挽救生命。
参考文献
[1]庄真文.防火电缆设计误区浅谈[J].江西建材，2017（11）：200+202.
[2]石二敏.高层住宅电缆特性要求与选用[J].中国新技术新产品，2017（13）：67-68.
[3]本刊编辑部.漫谈建筑物耐火电缆的选择[J].电气工程应用，2017（02）：33-37.