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一.概述
業(yè)界一直關(guān)注網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線纜外皮的特性，比如外皮能否滿足阻燃或低煙的標(biāo)準(zhǔn)，是否具有含有高燃點(diǎn)、抗燃特性，而具有后一種特性卻在燃燒中會(huì)釋放出有毒氣體的鹵素。網(wǎng)絡(luò)布線專業(yè)人士和廣大的網(wǎng)絡(luò)用戶甚至在不同地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)組織之間，都存在分歧。隨著集成語(yǔ)音、數(shù)據(jù)及圖像為一體的、多媒體寬帶的、融合的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來(lái)，網(wǎng)絡(luò)布線更將深入千家萬(wàn)戶，正確認(rèn)識(shí)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)電纜外皮的組成成份及其特性，對(duì)于未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)者及用戶的工作和生活都是很重要的。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線纜外皮的選擇及標(biāo)準(zhǔn)，北美與歐洲的標(biāo)準(zhǔn)組織和廠家就像他們對(duì)于使用UTP還是采用FTP屏蔽產(chǎn)品一樣，爭(zhēng)論已久，互不相讓。目前，北美、南美、亞太及中國(guó)等均采用基于北美的電纜防火標(biāo)準(zhǔn)UL及NEC(NationalElectricalCode)，歐洲部分地區(qū)則采用低含鹵或低煙無(wú)鹵素綠色環(huán)保型電纜標(biāo)準(zhǔn)。
二.線纜外皮含鹵素
與不含鹵素特性目前全球大部分地區(qū)敷設(shè)的電力及通信電纜均含有鹵素，該類線纜在燃燒時(shí)會(huì)散發(fā)出有毒霧狀化學(xué)物質(zhì)。在火中，含鹵纜會(huì)產(chǎn)生酸性氣體，有損人的鼻子、嘴和喉嚨，煙霧還使受害者容易迷失方向，難以逃離大火現(xiàn)場(chǎng)。認(rèn)識(shí)到這一潛在的危害性，部分歐洲國(guó)家已將無(wú)鹵纜作為電力與通信線纜的標(biāo)準(zhǔn)。但是，美國(guó)國(guó)家電氣法規(guī)卻明確規(guī)定：通信網(wǎng)必須使用具有含鹵素包層的超五類或六類UTP(非屏蔽雙絞線)網(wǎng)絡(luò)電纜。這是因?yàn)?，含鹵電纜雖然具有重要缺陷，但鹵素本身卻具有很強(qiáng)的抗燃性及高燃點(diǎn)，如果電纜根本不著火或很難著火，那么就不會(huì)引起燃燒，從而就不會(huì)散發(fā)出有毒的煙霧。事實(shí)上，有些火災(zāi)就是因?yàn)殡娎|本身通電時(shí)間較長(zhǎng)導(dǎo)致過(guò)熱而引起的。無(wú)鹵線纜因?yàn)槿键c(diǎn)低，所以更易引起火災(zāi)，而鹵絕緣層可以更好地防止電纜自燃。但是，如果電纜已經(jīng)處于火場(chǎng)，那么其產(chǎn)生的煙霧就會(huì)導(dǎo)致生命中毒。上述這些矛盾在鹵素的應(yīng)用中一直是業(yè)界爭(zhēng)論的焦點(diǎn)。
支持含鹵素線纜應(yīng)用的主要代表公司有，美國(guó)聯(lián)邦公司和Goodrich等公司。反對(duì)含鹵素線纜應(yīng)用的機(jī)構(gòu)更期望更能夠說(shuō)服NFPA(美國(guó)防火協(xié)會(huì))修改當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)，停止使用含鹵素線纜或允許在建筑物的通風(fēng)處使用含鹵素線纜。無(wú)鹵線纜提倡者試圖修改標(biāo)準(zhǔn)，但迄今為止都未成功。最主要的原因在于，主干線槽內(nèi)線纜自燃性的竄層燃燒使人們不易進(jìn)行區(qū)域防火控制，從而引起整棟大廈的火災(zāi)，而且低燃點(diǎn)極易產(chǎn)生火源。另一主要原因是無(wú)證據(jù)證實(shí)無(wú)鹵線纜確能拯救生命(因?yàn)榉课輧?nèi)還存在大量其他裝飾物也含有鹵素)。按照現(xiàn)行美國(guó)建筑法案規(guī)定，惟一能合法安裝的無(wú)鹵線纜是將電纜置于金屬導(dǎo)管中，這卻使整個(gè)布線系統(tǒng)的成本翻了一倍。因此，多數(shù)歐洲國(guó)家包括法國(guó)、意大利和英國(guó)等均轉(zhuǎn)向使用有鹵線纜。在歐洲的通信線纜中，目前無(wú)鹵線纜占約25%的比例，而在北美及世界大部分地區(qū)，有鹵線纜則超過(guò)98%的市場(chǎng)。 目前涉及線纜的相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)主要關(guān)注三個(gè)問(wèn)題是：防火性(線纜燃燒的速度)、煙的密度(產(chǎn)生多少可見(jiàn)煙)和有毒性(對(duì)人體產(chǎn)生多大的損害)。美國(guó)防火標(biāo)準(zhǔn)只涉及了前兩個(gè)問(wèn)題，但它卻在使用上更為廣泛和嚴(yán)格，要滿足美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)必須將鹵素添加到線纜絕緣層的聚合物中，其PVC線纜含有氯，而FEP(Teflon特氟瓏聚四氟乙烯)線纜含有氟。FEP具有很強(qiáng)的防火性，在燃燒冒煙解體之前可以忍受高達(dá)800℃以上的溫度，它比通常無(wú)鹵線纜最高可承受150℃的溫度要高數(shù)倍，同時(shí)FEP也是一種高效的絕緣體。
因此，FEP非常適用于制作傳輸高速數(shù)據(jù)的線纜，是目前通風(fēng)處廣泛采用超五類UTP的關(guān)鍵因素。在高樓豎井和其他通風(fēng)地方，FEP電纜已大量取代了PVC電纜。歐洲有些國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)則不同，為了符合嚴(yán)格的防毒性規(guī)范，電纜生產(chǎn)商不使用鹵素，代之以金屬加入到聚乙烯和聚內(nèi)烯線纜絕緣層中。當(dāng)受熱時(shí)，這種線纜只散發(fā)出毒性很小的可見(jiàn)氣體。但是，這種無(wú)鹵線纜的防火性能不如含鹵線纜，并且其絕緣層很快會(huì)燃燒。因此，無(wú)鹵線纜不能符合嚴(yán)格的美國(guó)防火標(biāo)準(zhǔn)，要達(dá)到通風(fēng)及抽風(fēng)處級(jí)別的防火要求，就不得不加入過(guò)量的金屬氫氧化物，從而影響線纜性能及技術(shù)要求。當(dāng)PVC電纜燃燒時(shí)會(huì)散發(fā)出氟化氫和二氧化物氣體，而FEP電纜燃燒時(shí)，它釋放出無(wú)色、無(wú)味，但毒性比氯化氫更強(qiáng)的氟化氫。有測(cè)試表明，在FEP煙霧中還存在另外一種危險(xiǎn)氣體。歐洲的Anderson實(shí)驗(yàn)室使用被稱為匹茲堡測(cè)試的方法(此方法由匹茲堡大學(xué)發(fā)表)來(lái)測(cè)量電纜外皮的毒性。在測(cè)試中，燃燒一定量的絕緣層，將煙通過(guò)導(dǎo)管傳送到4只白鼠所在的空間，觀察直至有2只白鼠死亡。通過(guò)這個(gè)測(cè)試，人們發(fā)現(xiàn)，FEP電纜的毒性是PVC纜的1.5倍，是無(wú)鹵纜的5倍。FEP支持者則認(rèn)為，這個(gè)測(cè)試只是學(xué)術(shù)性的，因?yàn)闇y(cè)試環(huán)境并不是真實(shí)的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，而且在建筑物中達(dá)到釋放那些有毒氣體所需的溫度時(shí)，無(wú)論什么都會(huì)因?yàn)闇囟忍撸?/span>800℃）而早已死去了。2.1低鹵（Lowhalogen），構(gòu)成線纜的材料中可含有鹵素，但含量較低。用IEC60754－1：1994（國(guó)標(biāo)為GB/T17650.1－1998）方法測(cè)定HCI含量。標(biāo)準(zhǔn)中無(wú)指標(biāo)，建議HCI≤100mg/g。2.2無(wú)鹵 （Freehalogen），構(gòu)成線纜的材料不含鹵素，即低腐蝕性，其燃燒產(chǎn)物的腐蝕性較低。用IEC60754－2：1991（1997修正），我國(guó)等同采用的國(guó)標(biāo)為GB/T17650.2－1998方法測(cè)定，指標(biāo)為PH≥4.3，r（電導(dǎo)率）≤10ps/mm。國(guó)外不少國(guó)家或公司把無(wú)鹵標(biāo)準(zhǔn)定為HCI≤5mg/g，國(guó)人也有所仿效，這是不恰當(dāng)?shù)?。因?yàn)?/span>IEC60754－l已明確指出該方法不能用來(lái)測(cè)定HCI含量小于5mg/g的材料，即不能判定'無(wú)鹵'。其次，當(dāng)HCI含量＞2mg/g時(shí)，其水溶液的PH值就小于4.3，即不符IEC60754－2的要求。此外，有人認(rèn)為IEC定的指標(biāo)PH≥4.3，而德國(guó)的指標(biāo)是PH≥3.5，因此IEC的要求比德國(guó)高。這只是表面現(xiàn)象。其實(shí)兩者的效果是完全相同的。2.3低煙（Lowsmoke），線纜燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙塵較少，即透光率較高。低煙的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求為透光率≥60%。必須指出，我國(guó)以PVC為基的所謂低鹵低煙材料所制作的電線電纜，其低煙達(dá)不到上述要求，不應(yīng)采用低煙的型號(hào)。除非在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中另有說(shuō)明，例如降低透光率的指標(biāo)，并說(shuō)明該指標(biāo)低于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，以免用戶誤解。2.4低毒（LOWtoxicity），線纜材料燃燒時(shí)產(chǎn)生的氣體毒性較低。有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)IEC尚在考慮中。目前使用較多的是英國(guó)海軍工程標(biāo)準(zhǔn)NES713，用毒性指數(shù)（TI）表示，如要求絕緣材料的毒性指數(shù)小于3，護(hù)套的毒性指數(shù)小于5。國(guó)內(nèi)有些廠家稱可提供無(wú)鹵、低煙、低毒線纜。因無(wú)鹵、低煙材料燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生有毒的CO，如材料中含有P、N、S，則生成的有毒氣體還要多。三.線纜外皮阻燃與耐火特性防火（Flameproof）線纜是具有防火性能線纜的總稱，通常分為阻燃線纜和耐火線纜兩類。從防火安全和消防救生出發(fā)，對(duì)線纜防火性能的要求越來(lái)越多，例如：阻燃（Flameretardancy）-阻滯、延緩火焰沿著線纜的蔓延，使火災(zāi)不擴(kuò)大。耐火（Fireresistance）-在火焰燃燒情況下能保持一定時(shí)間的運(yùn)行，即保持線路的完整性（Circuitintegrity）。
我國(guó)阻燃和耐火線纜的研究開(kāi)發(fā)始于1982年。經(jīng)過(guò)5年時(shí)間，許多電纜廠家已投入生產(chǎn)，其產(chǎn)品已被用戶所認(rèn)同。3.1阻燃特性阻燃不要稱為難燃，阻燃與國(guó)際通用的FLAMERETARDANT切合，因?yàn)?/span>RETARDANT是延遲、阻止之意。根據(jù)IEC332，阻燃有單根和成束之分。為了評(píng)定線纜的阻燃性能優(yōu)劣，故國(guó)際電工委員會(huì)分別制定了IEC332-1和IEC332-2、 IEC332-3三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。IEC332-1和IEC332-2分別用來(lái)評(píng)定單根線纜按傾斜和垂直布放的阻燃能力（國(guó)標(biāo)對(duì)應(yīng)GB12666.3和GB12666.4），EC332-3（國(guó)標(biāo)對(duì)應(yīng)GB12666.5-90）束垂直燃燒，相比之下成束垂直在阻燃能力的要求上高得多。按GB12666.5-90成束垂直燃燒試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，阻燃按其容量多少和試驗(yàn)時(shí)間（外火源噴火時(shí)間）長(zhǎng)短分A、B、C三類。
其差異如表1所示：圖片點(diǎn)擊可在新窗口打開(kāi)查看此主題相關(guān)圖片如下：圖片點(diǎn)擊可在新窗口打開(kāi)查看試樣線纜容量的計(jì)算方法如下：V=n(S1-S2)÷1000式中n-線纜試樣根數(shù)；S1-試樣線纜外截面（mm2）；S2-試樣線纜中金屬面積之和（mm2）；V-試樣容量之和（升/米）成束燃燒因有阻燃A類、阻燃B類、阻燃C類之分。在IEC的新提案中的阻燃D類，適用于外徑12mm及以下的電線電纜。其所用試樣的非金屬材料總體積僅為C類的1/3，即0.5L/m。要求在火中時(shí)間20min和燒焦高度小于2.5m則與C類相同。因?yàn)檫@個(gè)提案尚待表決通過(guò)。此外，IEC332－3有一個(gè)規(guī)定，即做A類試驗(yàn)時(shí)，若試樣取間隔排列（有一芯導(dǎo)體大于35mm2的場(chǎng)合）在標(biāo)準(zhǔn)梯子前面排列不下時(shí)，可在后面排列，并且用AF/R表示?；虿捎脤捫吞荩?/span>0.8m寬）全部排在梯子的前面（用AF表示），并且用雙噴燈供火。但若大規(guī)格電纜在標(biāo)準(zhǔn)梯子前面排得下時(shí)，則用單噴燈供火，仍記作AF。3.2耐火特性根據(jù)我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB12666.6－90，耐火分A類和B類二個(gè)級(jí)別。A類的供火溫度為950℃～1000℃，B類的供火溫度為750℃～800℃。按IEC331－1970標(biāo)準(zhǔn)要求，相當(dāng)于我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的B類。但是，在最近IEC新出版的標(biāo)準(zhǔn)IEC60331－1999中，供火溫度仍為750℃～800℃，而提高試驗(yàn)溫度的建議尚在考慮中。因此，如等同采用編制新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，耐火等級(jí)就沒(méi)有A類B類之區(qū)分。礦物絕緣（MI）電纜是有別于有機(jī)絕緣電纜的另類電纜，阻燃和耐火是其固有特性之一，因此，在需防火的地方，可推薦選 用MI電纜。
關(guān)于耐火電纜的阻燃等級(jí)根據(jù)新近出版的英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS7629-1997和BS6387－1994，耐火電纜的阻燃特性要求是通過(guò)單報(bào)垂直燃燒試驗(yàn)。因此，如果我國(guó)予以仿效，在制訂標(biāo)準(zhǔn)時(shí)也可統(tǒng)一規(guī)定耐火電纜的阻燃等級(jí)為單根阻燃，則在耐火電纜的型號(hào)中可把阻燃的代號(hào)省去。當(dāng)然，如用戶要求提高阻燃等級(jí)，再在型號(hào)中把阻燃代號(hào)介入即可。電纜的燃燒特性都每時(shí)總體，并不計(jì)較各組成構(gòu)件的個(gè)別特性。
