耐火電纜結(jié)構(gòu)設計
一般的耐火電纜是在銅導體和絕緣層之間繞包若干層云母帶作為耐火層。云母帶是以玻璃絲布為骨架，使用有機硅漆粘合云母紙，并經(jīng)烘焙后制成。其熔點為1200–1300℃，絕緣材料與普通電纜相同；填充、繞包材料根據(jù)需要可采用普通材料或阻燃型材料；鎧裝材料為鍍鋅鋼絲活鍍鋅鋼帶等;護套材料耐火四級可選用阻燃聚氯乙烯等，而耐火一、二、三級電纜應選擇低煙、低鹵、低毒性護套材料。
耐火電纜指的是：在規(guī)定火焰燃燒條件下，能夠保持一定時間正常運行的電纜，亦或是在燃燒環(huán)境下，在一定時間內(nèi)能夠保持線路完整性的電纜。
截至目前，線纜市場上具有一定防火(耐火)性能的電纜主要有三種結(jié)構(gòu)設計。*種是采用耐火包帶和塑料絕緣相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)電纜的Z大優(yōu)點是比較柔軟，可適用于移動場合，工藝制造方便，成本較低，當前國內(nèi)生產(chǎn)和制造該類電纜的廠家非常多，但這種電纜由于采用了塑料絕緣，其使用溫度等級受絕緣材料使用溫度等級限制，而且有機絕緣材料容易燃燒，燃燒時會產(chǎn)生熱量，促使溫度增加，Z后導致耐火包帶碳化，所以這種電纜不耐機械振動、沖擊、水淋，無法滿足火災事故中電纜消防要求。
第二種是采用銅芯礦物絕緣銅管護套結(jié)構(gòu)，這種電纜的優(yōu)點是由于采用了全無機物結(jié)構(gòu)，是一種非燃電纜，電纜使用溫度可提高到250℃，采用銅管護套保護，具有徑向防水、防潮功能。但它也有缺陷，比如不適合移動場合，銅管一旦破損，絕緣性能會迅速下降，且高溫下絕緣性能會急劇下降，因此工程中不宜大量采用；電纜由于氧化鎂絕緣容易吸潮，電纜縱向防潮要求及免于金屬護套損傷尤其顯得重要，而端頭采用密封膠，會嚴重影響使用壽命；制造工藝限制了電纜的制造長度，引起接頭增多，接頭的防水處理困難，常因接頭處進水，造成絕緣電阻不合格。
隨著國家對建筑安全的日益重視，耐火電纜已在隧道、核電站、發(fā)電廠等特殊作業(yè)環(huán)境場所以及高層建筑、地鐵等公共領(lǐng)域廣泛采用，尤其是當前的工程項目已經(jīng)開始使用低煙無鹵耐火電纜，很大程度上減少了人員傷亡和財產(chǎn)損失。
耐火電纜等級
耐火電纜主要分為耐火電力電纜、耐火控制電纜和耐火建筑用電線等。根據(jù)我國相關(guān)標準《阻燃及耐火電纜：塑料絕緣阻燃及耐火電纜分級和要求》規(guī)定，耐火電纜等級分為四級：
耐火一級：NH-IA耐火一級A類、NH-IB耐火一級B類；
耐火二級：NH-IIA耐火二級A類、NH-IIB耐火二級B類；
耐火三級：NH-IIIA耐火三級A類、NH-IIIB耐火三級B類；
耐火四級：NHIVA耐火四級A類、NHIVB耐火四級B類。
其中，A類電纜試驗火焰溫度為950-1000℃，B類電纜試驗火焰溫度為750-800℃。耐火四級為普通型耐火電纜，只要通過GB/T12666 6規(guī)定的耐火試驗即可。但耐火一、二、三級電纜除了應通過GB/T12666 6規(guī)定的耐火試驗外，還應通過相應的煙密度和煙氣毒性試驗，即電纜在火災情況下除了要保證正常供電外，還應具備低煙、低毒的特性。
第三種耐火電纜是近年來國內(nèi)隨著相關(guān)材料及工藝裝備水平的提高，在原礦物絕緣電纜的基礎(chǔ)上，開發(fā)了“無機礦物絕緣防火電纜"。該電纜目前已有相關(guān)的行業(yè)標準，如住建部發(fā)布的JG/T313-2011額定電壓750V及以下金屬護套無機礦物絕緣電纜及終端。電纜結(jié)構(gòu)既起到保護導體的作用又同時保證了良好的絕緣氣密性，使得火焰只能在外部燃燒而不會形成穿透性破壞線纜;外層護套采用的皺紋銅護套和低煙無鹵保護層材料起到Z終保護作用，因此在燃燒時，線纜對環(huán)境的危害降到Z低。
*，耐火試驗是針對電纜工藝的檢驗，相同的工藝方案運用到不同時期的生產(chǎn)過程中，電纜性能也會存在一定的差異性。對于生產(chǎn)耐火電纜企業(yè)而言，若耐火電纜的耐火實驗通過率為99%，則耐火電纜就存在1%的安全隱患危險。對于使用者來說，1%的危險有可能轉(zhuǎn)化為的危險。因此生產(chǎn)企業(yè)必須嚴格要求耐火電纜原材料、導體選型、生產(chǎn)工藝保證耐火電纜耐火試驗通過率。
首先，耐火電纜導體應選用銅導體線芯，不能采用銅包鋁導體。
其次，具有軸向?qū)ΨQ性的圓形線芯，其云母帶繞包后的各個方向要保證緊密，所以對于耐火電纜的導體結(jié)構(gòu)宜采用圓形緊壓導體。
耐火電纜工藝設計
近年來，耐火電纜的*性能得到了越來越多用戶的認可，從而使得耐火電纜需求大幅增長。與此同時，生產(chǎn)耐火電纜的線纜企業(yè)也不斷增加。如何保證耐火電纜質(zhì)量及安全性能成為了當前必須要面對的問題。
一般情況下，線纜企業(yè)在研發(fā)生產(chǎn)耐火電纜產(chǎn)品時，都會經(jīng)過一段時間的試驗測試，之后送檢相關(guān)國家檢測機構(gòu)，取得檢驗報告后，才進行批量生產(chǎn)。一些上了規(guī)模的企業(yè)為了盡 快滿足耐火電纜生產(chǎn)條件，還建立了自己的耐火試驗檢測室。
總而言之，隨著我國阻燃技術(shù)的不斷發(fā)展，耐火電纜產(chǎn)品技術(shù)水平也隨之提高，越來越多的用戶和工程商開始關(guān)注線纜種類的選擇和正確使用。
一方面是滿足用戶企業(yè)需求，有些用戶提出導體為束絞軟結(jié)構(gòu)導體，這就需要生產(chǎn)企業(yè) 從電纜使用的可靠性方面與用戶溝通改為圓形緊壓導體。另外，軟結(jié)構(gòu)束線、復絞易造成云母帶損壞，不適合作為耐火電纜導體使用。
另外，從成本角度分析，扇形導體結(jié)構(gòu)的截面周長大于圓形導體截面周長，進而增加了貴重材料云母帶的使用。這是因為雖然圓形結(jié)構(gòu)電纜外徑有所增大，聚氯乙烯護套料用量增多，但產(chǎn)品材料與總成本相比，圓形結(jié)構(gòu)的耐火電纜仍是節(jié)約了一定的生產(chǎn)成本。基于上述原因，從技術(shù)和經(jīng)濟監(jiān)督角度分析得出，耐火電力電纜的導體宜采用圓形結(jié)構(gòu)。
另一方面是扇形導體不宜采用，因為扇形導體云母帶的繞包壓力是分布不均勻的，其中扇形芯繞包云母帶的三個扇形角處的壓力是Z大的。由于云母是片狀硅酸鹽聚合物，其層間分子吸引力遠比晶體內(nèi)的s1-0共價鍵的鍵力微弱，層間易滑動，靠硅粘合，但粘合強度低，在外力刮磨、擠壓時極易脫落裂開，特別是采用扇形結(jié)構(gòu)時，繞包后的線芯通過導輪、分線桿和排線至工裝輪側(cè)板邊緣，以及后道工序擠包絕緣進入模芯時，均易刮傷及碰傷，從而導致電性能下降。
再次，云母帶分為合成云母、金云母、白云母三種類型，其中，合成云母質(zhì)量性能，白云母Z差。對于小規(guī)格的電纜必須選取合成云母帶進行繞包，云母帶分層不能使用，同時長期儲存的云母帶易吸濕，所以在儲存云母帶時必須考慮周圍環(huán)境的溫度和濕度。
Z后，選用云母帶繞包設備時，應采用穩(wěn)定性能好，繞包角度在300–400繞包，其云母帶繞包均勻緊密，所有與設備按觸的導輪及桿必須光滑，排線整齊，張力不易太大，收線工裝輪側(cè)板及筒體平整光滑。