NH-IIA BGY -450/750V 耐火电缆

NH-IIA BGY -450/750V 耐火电缆
　  创新成果报告
　  
　  一、 研发背景
　  （一） 引言与产品简介
　  人们常说水火无情，自从人类发现火以来，火不仅加速了人类文明的发展，也给人类文明带来了毁灭，多少古代的文明毁于大火。近年来电缆火灾事故频繁发生，由于防火措施不完善，着火后蔓延很快，火势凶猛，难以扑灭，不但直接烧损了大量的电缆和设备，而且停电修复的时间很长，严重影响了工农业生产和人民生活用电。据有关部门统计，中国每年发生的电线电缆火灾事故造成直接损失达上千亿元。
　  因电缆问题造成的火灾事故，遍及公共场所、医院、商场、工厂企业、高层建筑、铁道、船舶等场所。为了吸取电缆火灾事故的经验教训，现列举国内外电缆火灾的部分典型事例：
　  1975年2月13日晚，座落在美国纽约市的110层411 m高的“世界贸易中心＂大厦第11层突然起火，烧着通讯电缆，经由未封堵的孔洞延燃并波及动力电缆，沿着竖井使火灾从9层直达19层，火灾中心的11层楼着火面积836 m2，电话盘全部被毁；造成巨大损失。
　  2001年10月17日，一德路综合市场因照明电器线路短路引燃了可燃物造成火灾。此次火灾的过火面积为3800平方米，共有232个档口、36个仓位和16户居民不同程度受灾。直接经济损失185万元，1人受伤。
　  2005年12月15日，吉林省辽源市中心医院发生特别重大火灾事故，造成37人死亡，95人受伤，直接财产损失822万元。事故的直接原因是：辽源市中心医院配电室电缆沟内电缆短路故障引燃可燃物。
　  关于电缆火灾引发重大伤亡的原因，可归纳为以下2个方面：
　  （1）来不及逃生或缺乏逃生意识。
　  （2）电缆着火产生大量的烟雾和毒性气体，对人体直接造成直接灾难，伤亡大多是被有毒气体熏死的。于中国人口众多，公共场所人员密度较大，在公共场所火灾中80％的人员死亡是因为吸入了有毒燃烧气体所致，燃烧时产生大量的烟雾也不利于人员的疏散。
　  为了确保人民生命财产的安全，人们就希望在发生火灾后，能保证关键部位的电力设施可靠运行，如楼道照明、电梯运行，使人员和财产迅速转移到安全的地方，将损失降到最低。因此，在线缆行业中，还有一类防火线缆，它的目标是线缆在火场中仍然能保持线路畅通，让电源和信息仍然能够正常传输。
　  随着国民经济的不断发展，人们对电力安全越来越重视，线缆在电力传输过程当中对于突发性灾难的抗击能力自然就成为各国工程师研究的热门领域，作为综合布线“三防”之首的防火也就成为重中之重。谁如果想在安全线缆领域有所作为，那么其成为在线缆防火方面研究之执牛耳者，也就成为了必然。
　  耐火电缆是指：在规定试验条件下，试样在火焰中被燃烧，在一定时间内仍能保持正常运行的性能。它的根本特性就是：电缆在燃烧条件下仍然能维持该线路一段时间的正常工作。众所周知，普通的聚氯乙烯绝缘电线电缆最大的优点是易加工、绝缘性较好、价格低，缺欠是易燃、发热量高、火焰传播速度快，燃烧时会释放出大量的有毒有害的腐蚀性气体和浓烟，造成“二次灾害”。 
　  我国目前采用的耐火电缆按产品结构分类主要有两类：一类是铜芯护套氧化镁绝缘电缆，国外叫MI电缆，它是采用高导电率的铜作导体，无机物氧化镁作绝缘，无缝铜管作护套，经特殊工艺制作而成的现代建筑布线电缆和特殊行业用电缆。它虽然具有高的使用温度，着火后保持长时间的供电能力也很好，明火中能保持90分钟以上不断电，但存在以下缺点：1）制造长度受限制，工艺复杂；2）电缆接头困难；3）成本造价昂贵；4）电缆弯曲性能差，施工要求高，因此在实际应用中受到很多限制。另一类是目前市场上应用最广泛是云母绕包耐火绝缘电缆，但这类电缆在遇火后，有机材料被烧失，造成电缆内部结构松动，尤其是火灾现场，往往会出现水淋、物体脱落的冲击力等现象，导致云母绝缘层的破碎脱落，因而丧失绝缘性能，无法保持在火焰中的供电功能，因此其应用同样受到一定限制。耐火电线电缆只能达到Ⅳ级耐火标准，在火灾中虽然能比普通线缆延长使用时间，但在燃烧时却产生大量有毒性气体和烟雾，在抢救时产生困难，在实际应用当中存在着一定的可行性问题。
　  低烟无卤阻燃IIA级耐火电线电缆为我司新开发耐火电线电缆，本公司研发的低烟无卤阻燃IIA级耐火电线电缆产品，采用特殊硅橡胶绝缘，包覆铝带屏蔽层，高科技低烟无卤护套料和特殊工艺，使电缆在燃烧时迅速膨胀结壳，保证线路完整性。本电缆符合GA306标准耐火性能最高级别IIA级，不但耐火温度更高，而且在烟气毒性、烟密度、耐腐蚀性上达到IIA级国家标准。本电线电缆使用方便，成本相对较低，可大量使用在地铁等高端建筑领域。该产品生产工艺先进，能充分发挥可塑性进行连续性生产和大长度生产，避免了由于中间接头可能造成的一系列不利因数，是防火电缆制造工艺的新方向。产品采用的先进挤压工艺。 
　  耐火电缆的防火等级在中国普通耐火电缆分为A类和B类：B类电缆能够在750℃～800℃的火焰中和额定电压下耐受燃烧至少90min而电缆不被击穿（即3A保险丝不熔断）。在改进耐火层制造工艺和增加耐火层等方法的基础上又研制了A类耐火电缆，它能够在950℃～1 000℃的火焰中和额定电压下耐受燃烧至少90min而电缆不被击穿（即3A保险丝不熔断）。A类耐火电缆的耐火性能优于B类。而本公司研制的NH-IIA BGY –450/750V 耐火电缆属于A类耐火电缆。
　  随着国家城市化建设的不断推进，建筑规模大、人员密集、功能复杂的大型商业建筑越来越广泛存在于我们的周边，国家对消防安全的重视也提到了前所未有的高度。目前，国家已出台政策，强制规定高层建筑必须使用耐火电线电缆。因此，该产品具有非常光明的市场前景。
　  （二）单位简介
　  浙江元通线缆制造有限公司是浙江元通机电工贸有限公司全资子公司，为法人独资的有限责任公司，注册资本：5000万元。元通线缆成立于2000年，系物产元通集团下属科工贸一体化试点企业，2005年落户于余杭崇贤镇，实现当年投资，当年产值过亿，当年盈利，系余杭区百强企业。2008年产品被评为“杭州市名牌产品”。2009年受国际金融危机影响，金属材料大幅下降，电线电缆行业面临严峻考验，产值、利润均有明显下降。但是元通线缆依靠前几年的研发投入，产生明显效果，产值不降反升，达到1.8亿元，同比上升26%。2010年，初审通过“杭州市高新技术企业”、“浙江省名牌产品”称号。
　  公司成立以来，以“质量为生命，创新为动力”，一直致力于创新发展，强化科研队伍的人才工程建设，保证高素质、合理梯队的研发团队，公司专门成立的研发中心被评为“区企业技术研发中心”，常年搜集市场信息，进行新产品、专利产品的研发，承担特种电缆产品的技术创新工作，积极与电线电缆专业研究所、高等院校保持合作，加强技术联合开发工作，开展对外技术交流与合作，扩大与国内外先进企业的技术交流，加大力度引进吸收新技术和新设备，高技术创新能力，保持公司后续发展的动力，以实现企业基业常青。累计开发的新产品有：尼龙护套电线电缆、低烟无卤射频电缆、高温耐火电线，其中三项获国家级专利（专利号：ZL200720114427•X ZL200720114428•4 XQ06122428001）。几年来，为市场提供大量优质电线电缆，产品多次通过省级、国家级抽检合格。公司技术力量雄厚，工艺装备精良，检测手段完备，质量管理严格，生产的电线电缆品种、规格齐全。主要产品有铜芯电线、铝芯电线、ZR系列阻燃线缆、NH系列耐火线缆、NH-IIA BGY新型耐火线缆、电力电缆、控制电缆、屏蔽电缆、射频电缆、分支电缆等，特殊产品可根据用户需要组织研制和生产。产品获得国家生产许可证（XK06-001-00212）和国家CCC认证（2007010105250281/0282/0277/0279），企业通过测量管理体系、标准化管理体系（20081-053D/054D/055D）和ISO9001：2000质量体系认证（00109Q211343R1S/3302）。产品行销省内外，受到广大用户一致好评。
　  
　  二、研发过程和工艺
　  本公司自2007年开始，对国内耐火线缆市场需求进行前期市场调研、对进口样品进行解剖分析、专利查阅及相关技术资料收集和分析。2008年，公司正式立项启动NH-IIA BGY –450/750V 耐火电缆项目的试制工作，前期投入资金500万元，与杭州休闲博览园进行沟通交流后，确定了针对此项目的合作关系。就此，公司选用了技术骨干10名，成立了专门的配方研发小组，引进先进设备。根据GA306.2-2007《阻燃及耐火电缆：塑料绝缘阻燃及耐火电缆分级和要求》相关标准的具体要求，经过多次材料的筛选与比较，工艺试制条件优化和长达数月的高温燃烧试验与抗老化寿命试验等关键的试验跟踪工作，终于在2008年12月，研发出NH-IIA BGY –450/750V 耐火电缆，经检测，各项性能完全符合国家标准。同时，经休博园选用后，性能优良。
　  2009年1月，中华人民共和国国家知识产权局颁发了本产品的专利证书（专利号：XQ06122428011）。2009年5月，我公司将样品送至国家防火建筑材料质量监督检验中心进行检测，经国家权威检测，本产品各项性能均高于国家标准，关键指标超越同类产品，达到国际先进水平。
　  生产规模设计： 年产NH-IIA BGY耐火电线电缆 1000KM
　  主要原料：电解铜、电解铝、膨胀型低烟无卤高阻燃聚烯烃、硅橡胶。
　  产品规格：NH-IIABGY 1.5-240 mm2
　  工艺流程：
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  生产线技术参数：
　  1、电压等级：交联聚乙烯：1KV 
　  2、产品规格：
　  铜芯：1.5-240mm2 铝芯：10-185 mm2
　  3、电缆最大重量：2.5KG/m
　  4、电线最大直径：Ф35mm
　  5、电缆结构：
　  导体结构：7根1.35-24根2.52 mm 导体绝缘：1.4-2.1 mm 
　  6、设计线速度：0-60 m/min
　  7、挤出机排列：
　  65机三台并列 65高温挤出机一台
　  90高温挤出机一台 120高温挤出机一台
　  8、硫化 长度：约45 m
　  材料：硅橡胶
　  管壁最高温度：250℃
　  9、功能消耗：
　  电：安装存量 400KVA
　  380V，50HZ，三相四线
　  水：水压0.2-0.6Mpa，用水量： 5M3/h瞬间（水池循环）
　  压缩空气：压力0.6-0.8Mpa，用气量：0.5M3/h瞬间（标准状态）
　  
　  三、产品内涵与特点
　  （一） 结构特点
　  耐火电缆的结构和普通电缆基本相同，不同之处在于耐火电缆的导体采用耐火性能好的铜导体，并在导体和绝缘层间增加硅橡胶。 
　  
　  图1
　  
　  图2
　  1）高级无氧铜导体；
　  2）高级耐高温硅橡胶绝缘层；
　  3）高温铝塑复合带或铜箔层；
　  4）膨胀结壳型低烟无卤高阻燃护套层。
　  本电缆用无氧铜做导体，用硅橡胶做绝缘，然后多根芯线绞合，再在外面包覆铝塑复合带或铜箔层，最外挤包膨胀结壳型低烟无卤高阻燃护套层。本电缆在着火后，膨胀结壳型低烟无卤高阻燃护套层迅速膨胀，形成一层致密的坚固碳层，同时在铝箔高温热反射保护下，使芯线温度控制在一个较低范围，芯线可以采用硅橡胶保护即可承受水淋、振动、冲击等外力作用而保持长时间供电。达到国家最高级阻燃耐火等级。
　  （二）适用范围
　  耐火电缆广泛应用于高层建筑、商场、办公楼、医院、展示中心、地下铁道、地下街、大型电站及重要的工矿企业等与防火安全和消防救生有关的地方，例如，消防设备及紧急向导灯等应急设施的供电线路和控制线路。尤其适用于对消防要求较高的电力、大型建筑、铁路、船舶等行业。为保护社会财产和人民生命安全提供了有效的保障。
　  
　  四、主要技术指标
　  ▲导体电缆用导体应符合GB／T 3956的规定。
　  ▲ 绝缘层厚度 应符合额定电压0．6／1kV塑料绝缘电力电缆GB 12706的规定。
　  ▲ 绝缘层厚度 应符合额定电压0．6／1kV塑料绝缘电力电缆GB 12706的规定。
　  ▲ 内衬层 应符合GB／T 2952的规定。
　  ▲ 护套层厚度 应符合额定电压0．6／1kV塑料绝缘电力电缆GB 12706的规定。
　  ▲ 机械物理性能 绝缘层机械物理性能
　  应符合额定电压0．6／1 kV塑料绝缘电力电缆GB 12706．1—1991中16．3的规定。
　  ▲ 护套层机械物理性能 应符合额定电压0．6／1 kV塑料绝缘电力电缆GB 12706．1—1991中16．3的规定。
　  
　  五、经济社会效益分析
　  近年来，中国吸取国外的先进经验，研制出了耐火电缆。在近些年的地铁，船舶，银行，大型图书馆和室内公共场所等重要场合，选用低卤（无卤）、低烟、低毒性阻燃耐火电缆和各种防火材料，以减少火灾时产生有毒（酸）气体危害。并在工程设计中就形成强制性要求。从而在源头上为电缆防火安全得到了保证。
　  目前中国生产的耐火及阻燃电缆的规格材料，结构绝缘性能及试验方法，均符合国际和IEC3328标准。在生产实践中广泛采用阻燃电缆，电缆火灾事故明显减少，保证了电厂及电网安全运行，具有明显的经济效益和社会效益。本产品具有较高的耐火性能，经受火焰直接燃烧下，在90分钟时间内不发生短路和短路故障，因此，在火灾发生时，有利于减少损失，低烟无卤型电缆属于环保电缆。
　  浙江元通线缆制造有限公司在整个工艺过程中不会产生有害气体，废铜、废塑料可回收利用，冷却水采用水池循环，不会影响环境，生产过程安全而环保。
　  浙江元通线缆制造有限公司到目前为止累计销售ZR阻燃系列、BGY防火系列电缆达上亿元，广泛应用于地铁、医院、商场、娱乐场所、图书馆等大型公共场所。该产品的成功研发，可提升产品档次，避免低水平竞争，同时符合目前国家政策导向，拉动内需，项目投产后的产品适应市场需求，可为城镇化建设配套。同时，可解决相应人员就业，企业效益、社会效益和企业长远发展均十分有利。
　  
　  六、发展前景与持续改进措施
　  电缆防火是一种较新而重要的课题，采用的材料和产品需经过严格试验考核和实践检验。经过多年的实践证明，只要严格按照设计要求，按工艺标准施工，采用经有关部门鉴定合格的防火材料和阻燃电缆，就能大大地减少电缆火灾事故，减少人民生命财产损失，以及保证安全发、供电，保证电网安全稳定运行，为国民经济发展做出更大贡献。随着国民经济和科学技术的发展，会有更多更好的防火材料和先进的防火技术涌现，为电缆的防火、灭火工作提供强有力的保证。
　  我公司将在今后的生产过程中，严格要求自己，提高各项技术指标，提升本产品的环保性能，抗阻燃性，防老化性，增加系列产品，满足市场对线缆防火功能日益迫切的需求，为中国线缆行业的防火技术作出更大的贡献。