人類社會的發展和科學技術的進步,使人類從自然界中獲得了巨大的利益,同時各種事故和災害也頻頻發生。而在眾多災害中,光纜、線纜等常常扮演火源和導火線的角色,使火災迅速擴大蔓延,而產生大量煙霧和毒氣,并損壞了貴重的電子儀器和設備,嚴重影響消防救援和現場人員的撤離,從而擴大了災害。為此,無鹵、低煙、低毒阻燃光纜需求旺盛。
現今,FTTH得到快速發展,光纜越來越多地進入用戶室內,于是光纜的阻燃問題普遍受到關注。同時一些電力、礦用、船用等特殊場合使用的光纜也對阻燃性能提出了較高的要求。本文就多種場合使用的阻燃光纜的設計進行了解析探討。
室內用阻燃光纜
室內光纜結構相對簡單,光纜的的阻燃性能主要取決于護套材料的阻燃性,同時對環保性能提出了很高的要求。
以前,室內光纜較多采用PVC護套,這是因為PVC價格低廉,加工簡單,而且它在本質上是阻燃的,但是PVC燃燒會產生大量煙霧,妨礙人們的視線而嚴重影響人員撤離,PVC產生的煙霧含有一氧化碳和二氧化碳,會使人們窒息而亡,同時煙霧還帶有腐蝕性,會損壞室內的電器設備。
PVC材料很多含有歐盟環保法規RoHS指令中的限用物質,可見環保性能差強人意。
隨著阻燃護套料的不斷開發,以聚烯烴為基本材料的低煙無鹵阻燃護套料(LSOH)已成為室內光纜的主要材料。
電力用全介質阻燃光纜
由于電力傳輸線在運行過程中會發熱,這對同路由鋪設的光纜的阻燃性能勢必提出要求,同時光纜在電場中必須采用全介質才可防止電腐蝕及保障終端安全。
護套材料選用
作為電力用阻燃光纜,外護材料必須不延燃,國內基本采用阻燃聚乙烯作為基本材料,主要廠家有上海斯瑞和普立萬。從上面兩表可以看出,國內阻燃PE的性能都能滿足行業標準YD/T1113—2001《光纜護套用低煙無鹵阻燃材料特性》。
纜芯設計
纜芯可采用填充式或干式設計,但為了達到更好的阻燃效果,纜芯也應該進行阻燃設計,方案一般有三種:阻水紗+阻水帶,干式阻水設計,纜芯無阻燃效果,成本最低;阻水油膏+阻燃玻璃帶,填充式阻水及纜芯包覆式阻燃設計,成本較高;阻燃油膏+阻燃玻璃帶,填充式阻水及纜芯填充式+包覆式阻燃設計,成本最高。
目前,一般用戶都會采用第三種方案,畢竟安全系數最高,上海電纜所對該方案光纜進行了試驗,試驗結果燃燒等級通過C類,且該方案成本相對增加不是太大。電力纜與光纜同路由鋪設盡可能采用相對遠端鋪設。
船用、礦用阻燃光纜
船用、礦用光纜是特種光纜的兩大分支,也是結構最復雜、要求最高的光纜品種之一,隨著船載監視、控制及通信系統的大量增加,使用光纜替代銅纜作為信息傳輸手段已逐漸顯示出巨大的技術潛力。由于船用光纜的特殊性,要求光纜具有低毒性、低鹵或無鹵、低發煙、低酸氣、阻燃、極端的工作溫度和儲存溫度、嚴格的機械物理性能要求等。船用、礦用光纜的開發和研制已日益受到各方高度重視。
由于船用、礦用的特殊性,光纜設計宜采用成本最高的阻燃設計,建議光纜纜芯可采用阻燃油膏+阻燃玻璃帶,護套材料應采用低煙無鹵阻燃材料,甚至可采用多層低煙無鹵阻燃護套層的設計。船用、礦用光纜應完全體現光纜的無鹵、低煙、阻燃以及耐火性。
阻燃光纜的應用領域還遠不止這些,其他如地鐵、高層建筑、計算機中心、油井平臺等都會涉及到阻燃光纜的使用,同時因使用場合的不同相應要求也會不同,在此不一一羅列,總體來說,阻燃光纜被譽為清潔光纜,有以下幾個優點:
●阻滯火焰延燃的高阻燃性,能在燃燒的情況下阻止光纜的燃燒趨勢;
●低發煙量燃燒時,傳統PVC護套光纜或其他阻燃光纜,發出大量的濃煙,阻礙火災救援和人員疏散。使用特殊聚烯烴聚合物的阻燃型清潔光纜,可以將燃燒時的發煙量減少到最低程度,避免了二次災害的產生。
●蝕性鹵素氣體等有毒氣體逸出燃燒時,傳統的PVC護套阻燃電纜發煙的同時伴隨著大量有毒的鹵化氫氣體產生。阻燃型清潔光纜不產生任何有毒氣體,因為該光纜無鹵素成分。
●無腐蝕性氣體產生,金屬未被腐蝕燃燒時,傳統的PVC護套光纜產生大量的鹵化氫等腐蝕性氣體,將腐蝕電子設備如計算機等。
我國在阻燃光纜的研發、使用中,基本做到材料自主化、工藝設計自主化、生產設備自主化,但在某些方面尚需進一步提高,如聚烯烴低煙無鹵材料的阻燃性能還需改進,相應的環保性能也應再提高,還需加大阻燃纖用油膏、阻燃松套材料原研發力度,爭取產品完全自主化,產品質量不落后國際先進水平。