耐火電纜在高溫下絕緣性能的變化取決于其材料特性、結構設計及所處溫度環(huán)境,具體表現(xiàn)如下:
一、短期高溫暴露(火災場景)
耐火層保護機制
耐火電纜的核心是通過耐火層(如云母帶、陶瓷化硅橡膠或礦物絕緣)在火災中維持絕緣性能。當外部材料(如護套、絕緣層)被燒毀時,耐火層仍能保持結構完整性,短時(如90分鐘至3小時)內(nèi)提供絕緣保護。例如:云母帶:在750℃至800℃火焰中,云母帶可維持180分鐘絕緣性能,防止導體短路。
陶瓷化硅橡膠:在火焰下燒結成陶瓷層,隔絕氧氣并保護內(nèi)部導體。
礦物絕緣電纜(MI電纜):以氧化鎂粉末為絕緣,銅護套熔融但不滴落,可維持線路完整性180分鐘以上(符合GB/T 19216.21-2003標準)。
絕緣層狀態(tài)變化
可燃繞包層(如無紡布、PVC帶):燃燒時與絕緣層一起被燒毀,但應力形變可向外擴散,對耐火層擠壓損傷較小。
涂膠玻璃絲帶或云母帶繞包層:具有隔火性能,絕緣物質(zhì)受熱熔融而非直接燃燒,但熔融產(chǎn)生的應力變形可能因繞包層緊固作用而擠壓耐火層。若電纜有鎧裝,鋼帶應力變形會進一步加劇耐火層損傷,導致耐火試驗失敗。
二、長期高溫環(huán)境(工業(yè)場景)
絕緣材料熱老化
長期暴露于高溫(如≥150℃)會加速絕緣材料(如聚乙烯、聚氯乙烯)的熱老化,導致分子鏈斷裂、交聯(lián),物理和化學性能退化。具體表現(xiàn)為:絕緣性能下降:絕緣電阻降低,電流泄漏風險增加,可能引發(fā)漏電或短路。
機械性能劣化:絕緣層變硬、變脆,產(chǎn)生裂紋或孔隙,抗機械應力能力減弱。
載流能力降低:導體電阻隨溫度升高而增大,相同電壓下電流減小,發(fā)熱問題加劇。
結構穩(wěn)定性挑戰(zhàn)
熱膨脹差異:導體與絕緣材料熱膨脹系數(shù)不匹配可能導致分層或開裂。例如,耐高溫電纜需選用熱膨脹率接近的材料(如FEP護套與PTFE絕緣),避免高溫下分層。
護套軟化:普通電纜護套在高溫下可能軟化,受外力擠壓或拉扯時易損壞,影響正常使用。
三、關鍵影響因素
材料選擇
耐火電纜:優(yōu)先選用低可燃性、高殘?zhí)悸?、高熱穩(wěn)定性的材料(如陶瓷化硅橡膠、礦物絕緣)。
耐高溫電纜:選用高玻璃化轉變溫度(Tg)、低熱膨脹系數(shù)、抗熱氧化的材料(如氟塑料、硅橡膠、聚酰亞胺)。
結構設計
環(huán)境條件
- 高電壓PUR電纜:是否用于中壓系統(tǒng)?
- 鋁箔+編織雙屏蔽PUR電纜:抗干擾優(yōu)勢?
- 同軸PUR電纜:是否用于射頻或視頻傳輸?
- 彩色標識PUR電纜:印字是否耐油耐磨?
- 自熄性PUR電纜:移火后自熄時間要求?
