铝合金耐火电缆在消防回路中应用的可行性分析
摘要:文章从耐火电缆测试标准和方法、铝合金导体耐火电缆的耐火原理及各类设计规范对耐火电缆导体的规定三方面出发,分析了铝合金耐火电缆在消防回路中应用的可行性。
1 前言
随着我国社会经济发展力度加大,耐火电缆在工业厂房、公共设施项目、商业建筑、民用住宅等场所中得到了大量应用,对消防回路防火安全具有重要意义,所以我们对如何正确选用耐火电缆应该有个明确的认识。耐火电缆产品系列在国内已生产使用了二十多年,在国内这二十多年的耐火电缆应用中,电缆导体只有唯一的选择——铜,而现在得到市场广泛推广的另一种常用的铝合金导体在中国却几乎从未被作为耐火电缆使用过。
铝合金电缆及其附件系统在国外已大量和安全使用超过40年,自从2007年铝合金电缆引入中国以来,作为一种成熟可靠的产品和技术,对于我国“以铝节铜”,节省资源,节约能源有很好的促进作用,应用项目数量也超过3000多个,其优良的机械性能和电气性能已经得到广泛认可。而铝合金是否能作为耐火电缆的导体使用呢?本文将通过以下几方面进行分析。
2 耐火电缆性能测试标准和方法
所谓耐火电缆即是在一定温度的火源和一定时间下能持续运行的电缆,即具有保持线路完整性的能力。耐火电缆相关国家标准主要有《阻燃和耐火电线电缆通则》GB/T19666-2005,《在火焰条件下电缆或光缆线路完整性实验 第21部分:实验步骤和要求-额定电压0.6/1KV及以下电缆》GB/T19216.21-2003,《阻燃及耐火电缆塑料绝缘阻燃及耐火电缆分级和要求 第2部分:耐火电缆》GA306.2-2007。其中GB/T19216.21-2003对耐火电缆实验步骤及要求有如下定义:
(1)线路完整性-在规定的火源和时间下燃烧时能持续地在指定状态下运行的能力。
(2)在实验过程中,用作连续性检查的电流应通过电缆全部导体,该电流由一台三相星形连接的变压器或单相变压器提供,在式样的另一端,每根导体或每组导体连接适当的负载和指示装置(如灯泡)形成电流。
(3)对于单相、双相或三相电缆,每相导体应与变压器输出端各相连接,变压器输出端的每一相上串接一个2A熔断器或具有等效特性的断路器。
(4)实验按火焰温度不低于750℃的单独供火,给定的90min供火时间持续进行,之后熄灭火焰,但应对电缆式样继续供电15min.即总的实验时间应为供火时间加上15min的冷却时间。
按照以上的实验方式,只要在实验过程中达到以下要求就可以判断产品合格:
①保持电压,即没有一个熔断器或断路器断开;
②导体不断,即灯泡一个也不熄灭。
需要说明的是,不管是铜芯耐火电缆还是铝合金耐火电缆,其测试标准和方法是一致的。
3 铝合金耐火电缆可达到铜芯耐火电缆一样的性能
目前,已有铝合金电缆厂家通过了国家防火建筑材料质量监督检验中心所做的检验报告,从中也可以看出,铝合金耐火电缆完全可以通过GA306.2-2007或GB/T19216.21-2003的测试,甚至是供火温度不低于950℃的测试,达到和铜芯耐火电缆一样的耐火性能。
4 铝合金导体耐火电缆的原理
在大多数耐火电缆耐火性能测试中,选择火焰温度不低于750℃或950℃.铜的熔点为1083℃,铝的熔点为660℃,一般的认为铝在750℃时已经熔化,根本达不到耐火的要求,但是铝合金耐火电缆又是怎么通过的耐火实验呢?实际上铝合金耐火电缆采用整体结构耐火模式,铝合金耐火电缆采用高性能的合成云母绝缘制品,具有优良的耐高温性能和耐燃烧性能,其主要特点是耐热等级高。制造工艺上合成云母带两层缠绕,搭接率大于50%,保证四层合成云母带包覆。合金电缆之所以能耐火,主要是因为以下几点。
4.1 优质的耐火材料
(1)熔点超过1000oC的合成云母带;
(2)双面补强有效减少绕包过程中云母的破损;
(3)高体积电阻及高工频介电常数保证高温下的绝缘能力。
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