1 引言
據統計，電氣原因引起的火災約占我國火災的一半。火災時，火焰可能會點燃電線電纜中的絕緣和護套材料，導致火災事故進一步擴大。特別是火焰損壞消防設備控制線、火災自動報警系統信號傳輸線、消防廣播線、消防電話線等電纜后，會延誤救援時間，造成更大的生命財產損失。因此，世界各國對重要建筑物中的關鍵線路電纜提出了線路完整性要求，即這些線路的電纜具有耐火性。
按據國際標準IEC 60331《在火焰條件下測試電纜維持線路完整性的能力》和我國標準GB/T 19216年《火焰條件下電纜或光纜線路完整性試驗》規定，耐火電纜線路完整性定義為電纜在規定的火源、電纜承載能力和時間周期內連續運行的能力。結合這些標準中試驗條件的具體規定，可以看出耐火電纜的基本要求是在火災事故條件下繼續保持合理的運行時間，以滿足人員自救和消防救援的需要。
本文介紹了我國幾種典型的耐火電纜的類型和特點，簡要分析了耐火電纜的具體應用及相關試驗標準，然后對耐火電纜技術發展面臨的問題提出了一些建議。
2 典型結構
2.1 礦物絕緣電纜
礦物絕緣電纜(Mineral Insulated Cables)簡稱MI電纜以實心銅導體為線芯，以銅或銅合金為金屬護套，線芯與金屬護套之間以壓礦物粉為絕緣層，金屬護套外可擠壓一層有機護套，典型結構如圖1所示a所示。
與傳統電纜極為明顯的區別是，礦物絕緣電纜的絕緣材料由礦物粉末組成，這也直接決定了礦物絕緣電纜的電氣性能和耐火性。根據相關研究和實際應用，礦物絕緣電纜礦物粉末的主要成分可以是MgO、Al2O3或特種SiO2等多種材料，但目前只有大規模工業應用MgO一種。
2.2 云母帶耐火電纜
云母帶耐火電纜主要采用云母帶在室溫和高溫下具有特定的電氣絕緣性能。根據云母帶在國內外耐火電纜中的應用，有多種不同的結構形式，主要包括以下兩類：
(1)云母帶直接包裹在導體上，形成絕緣線芯成纜后以金屬為護套，典型結構如圖1所示b所示。
（2）云母帶直接包裹在導體上，然后擠壓有機聚合物形成絕緣芯，擠壓有機聚合物護套，典型結構如圖1所示c所示。在這種結構中，有機聚合物材料可為交聯聚乙烯、低煙無鹵聚烯烴、改性硅橡膠等，且通常會使用一些具有阻燃及耐火特性的材料進行填充和隔離，以提高電纜的整體耐火特性。
分析國內耐火電纜的應用現狀和問題
3 應用現狀
隨著我國經濟社會的發展和對建筑穩定的重視，耐火電纜得到了更廣泛的應用。國內和地方政府有關部門對各類建筑防火設計規范中耐火電纜的選擇和使用也有明確的要求。如在GB 50045-95（2005版）《高層民用建筑設計防火規范》規定，消防電氣設備配電線路應滿足火災時連續供電的需要，電纜井、電纜溝敷設阻燃或耐火電纜不得采取防火措施；礦物絕緣電纜可直接敷設[1]。在DCJ 08-93-2002《民用建筑電線電纜防火設計規程（上海）》規定：消防設備控制線、消防自動報警系統信號傳輸線、消防廣播線、消防電話線穿過金屬管時，采用耐火線；變配電站（或總配電室）引至消防設備的電源主線采用阻燃耐火電纜或礦物絕緣電纜，但礦物絕緣電纜應用于高級和一級場所； 當雙電源從切割箱引入消防設備控制箱和從消防設備控制箱引入消防設備時，應使用耐火敷設時，應使用耐火線，但應使用金屬管，電纜應使用支架或沿墻，應使用礦物絕緣電纜等[2]。從上述規定可以看出，建筑物中的一些關鍵線路電纜需要在火災條件下維持一段時間，但耐火電纜的選擇類型（礦物絕緣電纜除外）不夠明確。
除了傳統的礦物絕緣電纜外，中國近年來還在開發其他耐火電纜（特別是圖1）c電纜的結構取得了很大的進步，也廣泛應用于一些建筑的關鍵線路。從國內耐火電纜的實際使用情況來看，不同結構耐火電纜的性能差異較大，如同一導體截面的載流能力明顯差異，不同電纜的安裝和敷設難度完全不同。此外，許多結構耐火電纜（如云母耐火、有機聚合物作為護套）沒有威信的國內標準和行業標準，一方面導致耐火電纜產品質量不均勻，另一方面用戶不能按照統一標準選擇，也導致耐火電纜在實際使用過程中混亂。
4 試驗標準
耐火電纜極為重要的要求是在火災事故條件下繼續運行一段時間，因此耐火試驗也是判斷電纜是否具有耐火特性的極為直接的驗證方法。從國內外耐火試驗標準來看，對電纜耐火性的評價基本相同，要求電纜在燃燒試驗條件下保持電壓和導體，但耐火試驗條件差異較大。
首先，各國標準對耐火試驗條件的規定存在較大差異。許多標準對燃燒試驗時間沒有明確規定，對試驗裝置的要求也不同。對這些標準的具體內容進行分析比較，可以初步看到國外標準(包括國內標準)EN 50200、BS 6387、BS 8491等。)對耐火試驗的要求更加明確和嚴格，規定電纜除單獨燃燒外，還需要承受與實際火災狀態相似的沖擊、噴霧等試驗要求。
耐火試驗標準是檢驗電纜是否具有耐火特性的基本判斷。耐火試驗標準的標準化確保了耐火電纜的使用安全。從我國目前的耐火試驗標準來看，也迫切需要修改和改進標準的具體內容和要求。該標準應更多地考慮火災事故中電纜的狀態，包括電纜敷設、沖擊、噴涂等條件。
分析國內耐火電纜的應用現狀和問題
5 問題及發展趨勢
隨著國內外耐火電纜應用的發展，近年來耐火電纜技術也取得了顯著進展。但由于耐火電纜應用要求、試驗標準和產品標準不完善，國內耐火電纜仍處于混亂狀態，耐火電纜技術的發展主要包括以下問題。
5.1 開發耐火電纜產品
經過多年的發展，礦物絕緣電纜的產品結構和制備工藝相對成熟，GB/T 13033《額定電壓750V以下礦物絕緣電纜及終端明確規定了產品性能和試驗方法，但礦物絕緣電纜產品單長度的限制一直是產品應用的瓶頸。近年來，隨著電纜行業設備技術的發展，礦物絕緣電纜產品單根長度的制造能力也有了特定程度的提高。礦物絕緣電纜產品發展方向是如何改進生產設備，進一步增加礦物絕緣電纜產品的單根長度。
對于云母帶耐火電纜產品，還需要解決以下問題：（1）需要相應規定該結構中云母帶的類型和性能要求；（2）除外JGT 313-2011《額定電壓750V及以下金屬護套無機礦物絕緣電纜及終端》外，其他以云母帶作為耐火層結構的電纜還沒有形成統一的標準;(3)耐火電纜的試驗標準沒有完全統一，國內外相關耐火試驗標準差異較大。這些問題在特定程度上限制了云母帶耐火電纜的發展。除了滿足極為關鍵的耐火性要求外，還應考慮產品的經濟適用性、結構合理性和制造方便性。
5.2 建立耐火電纜的相關規范和標準
耐火電纜作為一種具有特殊功能要求的電纜，需要詳細規范其產品性能和應用。在GB 50016-2006《建筑設計防火規范》僅規定了建筑物的耐火等級，沒有具體規定[12]；在GB 50217-2007《電力工程電纜設計規范》中也僅提到“100℃礦物絕緣電纜應選擇上述高溫環境[13]。考慮到建筑物的整體耐火安全，設計和使用部門應對耐火電纜的性能要求作出更明確的規定。
耐火試驗是評估電纜耐火性極為直接的方法，國內外對耐火試驗方法的規定差異較大。本質上，耐火試驗應模擬火災事故條件下電纜的實際運行狀態。在火災狀態下，電纜承受的狀態應包括火焰燃燒、其他燃燒物的可能沖擊、水噴霧等。耐火試驗標準中的試驗程序和方法應各個方位覆蓋這些條件，綜合考慮耐火電纜在火災中仍需維持正常運行的合理時間。
此外，行業相關部門和電纜生產企業應結合耐火電纜的應用和耐火試驗要求，制定相關產品標準，規范企業生產，確保產品質量，為用戶選擇提供參考，促進耐火電纜的應用。
6 結束語
在耐火電纜行業的發展過程中，建筑設計及消防部門應該對耐火電纜提出切合實際的要求，如耐火電纜在發生火災險情時需達到的運行狀態要求以及還需維持正常運行的時間要求等。耐火電纜的研發和制造企業應根據建筑場所的具體要求設計耐火電纜的產品，包括材料的可靠性和產品結構的合理性。此外，應加強對耐火電纜產品和試驗方法標準的研究，包括采用合理的耐火試驗裝置、試驗程序和評價方法，形成統一明確的耐火試驗規范。只有當使用要求明確、考核要求一致時，才能促進耐火電纜的健康有序發展，使耐火電纜在火災事故中真正發揮作用，減少人民生命財產損失。
