目前电气火灾事故的发生率普遍比较高，人们对电缆在运行时的电气安全提出了更高的要求。在目前诸多场合发展过程中，涉及到的电缆设计本身要具备一定的防火性能和特点，结合实际要求，保证各种不同类型的防火电缆在选择和利用时的针对性，这样才能够实现对现有诸多问题的妥善处理，避免重大火灾引起的人员伤亡及财产损失。

1 防火电缆的种类以及柔性防火电缆的应用

1.1防火电缆的种类

结合目前市场情况和发展现状，防火电缆中主要划分为两种不同类型，其一是刚性矿物绝缘防火电缆，其二则是柔性无机矿物绝缘防火电缆。刚性防火电缆应用的历史相对比较悠久，但是随着应用的时间不断延长，其自身暴露出来的缺点也越来越严重，逐渐被全新兴起的柔性防火电缆所替代。现如今，柔性防火电缆并没有统一的国家标准和要求作为支持，多数情况下都是以企业新研发出来的产品为主，型号规格、结构也是五花八门各不相同。

1.2柔性防火电缆的应用

对于部分建筑或者是人员相对比较密集的建筑物来说，其中涉及到的各种不同类型设备以及照明系统供电过程，在现有高层建筑中，消防设备的供电持续性以及防火电梯等各部位都具有非常重要的影响和作用，尤其是对其中涉及到的部分易燃易爆的场所：比如石油化工的供电、核电站供电等。基于此，目前在实际应用过程中，普遍都会选择利用具有优异阻燃效果的防火电缆。

2柔性无机矿物绝缘防火电缆的应用优势特点

柔性矿物绝缘防火电缆，采用绞合铜导体、无机矿物绝缘包带复合绝缘层、改进型无机矿物化合物为隔氧填充层及隔热骨架层等先进工艺技术，火焰燃烧条件下不熔不燃，燃烧后形成坚硬的壳体，以及在外层包覆低烟无卤聚烯烃外护套等构成。柔性无机矿物绝缘防火电缆，主要具有以下优异特点：1、成品外径Φ20mm及以下防火性能通过英国BS 6387标准C、W、Z试验，成品外径Φ20mm以上防火性能通过英国BS 8491标准C、W、Z 试验；2、无中间接头，采用柔性结构，连续生产长度长，交货周期短、安装方便、免日后维护；3、电缆具有优异的电气性能、机械性能，安全性高、使用寿命长；4、主要原材料均采用无机材料，安全性高、无卤无毒、环保清洁。因此该电缆可以在受火情况下，不主动传播火焰，不蔓延火焰，火灾状态下继续保持供电，是一种真正意义上的高性价比防火电缆。

3 柔性防火电缆、易击穿问题及解决对策

3.1 BBTRZ产品制造工艺及问题解决

柔性无机矿物绝缘电缆以T形紧凑型绞合导体→合成云母带绝缘+陶瓷硅胶带组合绝缘防火层→交联聚乙烯绝缘防潮层→成缆→挤包防火泥（绕包玻璃纤维带）→挤包橙色低烟无卤阻燃聚烯烃护套的工艺流程进行制造及检验。基于此，对导体进行合理的设计，促使其可以设计成为T形紧凑性的绞合导体。这种类型的导体在应用时，具有非常明显的优势特点，其处于常规状态下，绞合紧压圆形导体紧压系数为91%左右，而T形紧凑型绞合导体紧压系数高达97%左右，如图1所示。

图1  常规绞合紧压导体（左）、T形紧凑型绞合导体（右）

结合图1中的内容进行对比分析时，不难看出常规紧压导体铜丝与铜丝相互之间具有非常明显的缝隙，T形紧凑型绞合导体却没有看到任何的间隙，铜丝相互之间具有一定的紧密性特征。对于新工艺电缆来说，其自身的导体单线相互之间的接触面大涡流损耗相对比较小。对于相同规格下的导体来说，其外径常规绞合紧压导体外径减小5%左右，而电缆的整体材料节约可以达到2%以上^[1]。根据目前试用的T形绞合导体35mm²-400mm²导体重量平均下降2.6% 有效节省不可再生的铜资源，同时电缆成本也下降。对各种不同类型的新工艺电缆绞合导体来说，其自身的外径相对比较小，重量在穿管敷设过程中，有利于实现对管道等空间的节约使用。对于已经成型的绞合圆形导体在绞合工序非紧压绞合，绞制过程几乎对铜单线无加工硬化晶格变形，为此绞合后铜单线电阻率几乎无变化。

3.2 2层双面合成云母带+2层陶瓷化硅橡胶带的结构

双面合成云母带耐高温性能相对比较良好，可以达到1000摄氏度以上，但是带中的云母粉在经过导轮以及线盘等相互之间的摩擦，会导致云母粉有脱落的情况，导致电缆自身的耐受火焰的性能受到一定的影响。更为重要的是云母带曝露在空气当中，很容易就会对水分进行吸收，在目前现有的导体线芯线包完成之后，必须要利用专门的高温烘箱对其进行烘烤处理，烘烤时间需要达到8小时以上。更为重要的是其烘箱的温度要控制在90±5℃，整个过程中需要耗费的人力、物力以及资金成本普遍比较大，其交货周期也会延长^[2]。在整个陶瓷化硅胶带当中，并没有对云母粉进行添加处理，一般都是直接利用压延等技术手段，促使硅橡胶制作成可以绕包使用的带材。其处于常规状态下，材料自身相对比较柔软，具有非常良好的弹性，同时还具有高强度的特征，要保证电绝缘性能得到不断完善和优化。需要注意的是该材料不吸潮、不吸水，存储期可以达到1-3年，体积电阻率≥10¹⁵Ω•cm，环境温度下的电缆成品绝缘超过：100MΩ•km（GB/T 34926-2017 5.2.3 条款要求）。在550℃-3100℃温度下，迅速被烧成坚硬、完整的壳体，燃烧后坚硬的壳体对线路起到保护作用，保障线路在火灾情况下的畅通。由此可以看出，可以直接将该类型材料作为绝缘层，同时也可以作为耐火层。

3.3交联聚乙烯绝缘防潮层

交联聚乙烯本身具有非常良好的电绝缘性能，同时还可以体现出一定的防潮效果，其自身在阻水方面的作用比较明显。在具体操作过程中可以结合实际要求，使用挤出机挤包在合成云母带绝缘+陶瓷硅胶带组合的绝缘防火层的外层。基于此，可以对带材绕包起到良好的保护效果，促使其自身的绝缘电阻值得到有效提升。

3.4成缆

用1250 1+1+3或1600 1+1+3成缆机将挤包绝缘的线芯成缆在一起。

3.5挤包防火泥

成缆后将缆芯进行防火泥挤包，这是防火电缆防火性能的关键步骤，经过火焰高温燃烧后形成坚硬、完整的壳体保护内部的缆芯不被火焰侵蚀分解^[3]。结合表1、表2中有关BS（英联邦标准）的防火试验要求，对防火泥的配方进行了调整并试制：BBTRZ 5×50mm² 0.6/1kV 250米。

表1  防火电缆防火试验要求（成品外径≤Φ20mm）

表2  防火电缆防火试验要求（成品外径＞Φ20mm）

3.5.1氢氧化镁

氢氧化镁是白色粉末状的硅镁盐，具有无色、无毒以及无味的特征，同时并不具备任何的腐蚀性特征，不溶于水以及乙醇。其自身具有非常良好的片状以及纤维状晶形的氢氧化镁，与原材料之间可以建立良好的匹配效果，并不会对原材料的强度等各种不同类型的物理性质产生任何影响，对材料的挠曲强度以及延伸率等都可以起到良好的改善和优化效果^[4]。需要注意的是氢氧化镁不仅具有非常良好的阻燃效果，而且还可以将其自身的抑烟的功能作用充分发挥出来，在诸多性能方面与氢氧化铝相比都要更好一些，可以被看作是具有环保型特征的无机阻燃剂。

3.5.2硅酸纳

硅酸纳可以称之为水玻璃，其属于一种化工材料，并不会受到一系列的管制影响，同时整体用途相对比较广泛。在目前硅酸纳胶水硬化处理之后，其自身的主要成分是以硅凝胶和固体组合而成，自身的比表面积相对比较大，同时具有非常高的粘结力。硅酸纳本身是一种气硬性材料，其自身的模数如果越来越大，那么与其对应的氧化硅含量也会有所增加，硅酸纳自身的粘度也会有所增加。其不仅容易分解硬化，而且粘结力有所提升，所以对于不同模数硅酸纳来说，其自身可以在实践中的用处也具有非常明显的差异性，有利于保证材料自身的防火性能得到不断提升。无论是在密实度或者强度等方面，都具有非常明显的优势特点，需要注意的一点就是使用模数3.0 粘度6000-7000厘泊的硅酸钠溶液作为偶联剂可满足燃烧后不开裂。

3.5.3缓凝增强润滑剂

缓凝增强润滑剂在应用时，其主要是由超细蛇纹石粉以及高岭土等复配制成，属于一种纯无机材料，其自身的耐温可以达到1450摄氏度。目前市面上比较常见的防火泥配方当中，并没有对缓凝增强润滑剂进行增设和利用，防火泥在经过混炼机的搅拌之后，可以形成泥状物，以便于防火泥用特殊挤出机挤包在成缆线芯当中。但是需要注意的是在24小时的范围内，不能够与空气之间呈现反应变干或者是变硬等情况，所以只能单纯的对其进行报废处理，进而导致材料出现严重的浪费问题。基于此，对缓凝剂进行适当的利用，防火泥即使处于空气当中48h之后仍然可以利用^[5]。防火泥按产品成缆外径Φ29.7mm配模芯Φ31.5mm，模套Φ33.2mm,防火泥挤出厚度约1.8mm。并在机头后面的重叠绕包玻璃纤维布带，保护软状态防火泥上盘时被划伤、破坏，也可隔绝空气。

3.6挤包橙色低烟无卤阻燃聚烯烃外护套，此环节与常规电缆相同就不再赘述。

所有工序完成之后，需要对电缆进行耐压试验操作，同时还要保证导体直流电阻试验等相关工作能够在实践中得到全方位有效的落实，促使绝缘与护套材料自身的机械性能试验等得到有效推进。在整个试验过程中，在试验116min左右，设备的指示灯熄灭，同时2A的熔断器呈现出熔断的状态。对电缆进行仔细检查之后，发现防火泥经过机械撞击试验时表面出现了明显的裂纹，火焰已经烧至线芯内部导致导体之间短路。在针对该现象进行深入分析之后，发现其很有可能是由于防火泥挤出时，其厚度无法实现均匀有效的控制，在相对比较薄的地方，受火850℃燃烧状态下，进而形成相对比较坚硬的壳体，由于受到机械撞击影响之后，出现不同程度的开裂问题，导致其在受到高温火焰侵蚀影响之后，很容易就会导致电缆内部形成严重的短路问题。所以，对其重新的生产和制作，其中BBTRZ 5×50mm²  0.6/1kV 200米，在防火泥工序方面进行改进和优化。基于此，在挤出防火泥之前使用用两个绕包头，每个绕包盘内装入Φ1.0mm的航空用钢丝绳，两组绕包头在挤出防火泥时之前进行绕包，将细钢丝绕在成缆线芯上一起进入到防火泥挤出机机头内，通过机头内部及模具的压力将柔软的防火泥与钢丝紧紧挤包在一起。航空用钢丝绳起到防火泥“骨架”的 作用，外面还是重叠绕两层玻璃纤维布带。在经过改进和优化后，挤出橙色低烟无卤聚烯烃外护套后取2m左右进行BS 8491 C、W、Z试验，试验顺利通过，设备指示灯不熄灭，2A熔断器不熔断。

4结语

    对BBTRZ所用导体、防火泥配方及结构等进行合理的改进和利用，不仅要保证满足目前BS防火标准提出的一系列要求，而且还可以实现对成本的有效控制，促使电缆综合成本得到有效管控及下降。在保证可以满足目前市场对柔性无机矿物绝缘电缆需求的基础上，可以提升产品的整体销量。

参考文献：

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[2]丁旭,蔡晓海,马鹏程,胡海彬,曾繁祎,朱光羽.电缆中间接头柔性防火袋关键技术研究及应用[J].现代制造技术与装备,2021,57(08):103-105.

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[5]毛娟娟.柔性矿物绝缘预制分支防火电缆的设计和研制[J].科技风,2020(22):17.