YBZ電纜，YBZ阻燃性扁形橡套電纜

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介紹一起電纜溝內(nèi)粉末無焰自燃引起的聚氯乙烯（PVC） 絕緣護套電力電纜線路故障,分析產(chǎn)生故障的原因,提出防范措施與建議。
關(guān)鍵詞:粉末;電力電纜;線路故障;無焰自燃;原因;防范措施
      一個生產(chǎn)油脂性食品粉末,而且才投入運行不久的車間的電纜溝內(nèi),電纜線路發(fā)生無焰燃燒事故,溝內(nèi)電纜多處不同程度損壞,整個車間被迫停產(chǎn),所幸發(fā)現(xiàn)及時,未釀成大禍。經(jīng)現(xiàn)場勘察調(diào)查,發(fā)現(xiàn)以下幾點:
     （1） 從該車間生產(chǎn)現(xiàn)場調(diào)查,發(fā)現(xiàn)磨粉機、振動篩、收集器中到處都散發(fā)出粉末,而且該粉末含有一定的油脂;
     （2） 作為連接電源和設(shè)備的輸電線路,采用了7根型號為VLV 22-0.6/13×185 1×95 聚氯乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜,全部平行重疊無間隔地疊放在約40cm×40cm 的電纜溝內(nèi),沒有采用電纜支架;
     （3） 溝面上用鐵板蓋住,鐵板與鐵板之間有縫隙,每過兩米,鐵板上就有一個約8cm×8cm 的方孔,電纜從這方孔中穿出來,并與地面上的電氣設(shè)備相連接;
     （4） 打開鐵板可見電纜幾乎安放在粉末上,方孔及縫隙下的電纜約有60cm 長一段被埋在厚厚的粉末中;
    （5） 事發(fā)當(dāng)時僅聞到濃烈的異味,未見明火,也未見電器保護電路跳閘,并且燃燒點離縫隙和方孔很近;
     （6） 從受損的電纜實物來看:位于上層的電纜護套表面嚴(yán)重炭化,鋼帶也已變色變形;剝開鋼帶,絕緣線芯不同程度炭化,但相鄰的絕緣線芯之間的導(dǎo)體尚未連在一起,亦未見短路痕跡,其中兩根炭化嚴(yán)重的只要稍微用力,絕緣就會脫落,而壓在該電纜下方的一根電纜,僅表面局部化,內(nèi)部鋼帶、絕緣尚未有燃燒的痕跡及任何損傷。
原因的分析
     （1） 從事發(fā)當(dāng)時設(shè)備正常運轉(zhuǎn),控制開關(guān)并未見跳閘保護,結(jié)合受損電纜解剖情況,及事后對各開關(guān)檢查來看,事發(fā)當(dāng)時運行電流沒有超過額定值,換句話說,起因不在過電流或過電流發(fā)生后保護電路失靈。
     （2） 從解剖受損電纜來看,炭化的嚴(yán)重程度從外護套到內(nèi)部絕緣逐步遞減,基本可以排除自燃是從電纜內(nèi)部開始的。這種現(xiàn)象*符合GBPT12666. 1 第2. 3 條“無焰燃燒”的定義,即“發(fā)光但無火焰的燃燒”,這時通常會釋放出較多的煙。
     （3） 事故現(xiàn)場具備無焰燃燒條件:
     ①電纜*通電,且設(shè)備處于運行狀態(tài),勢必會產(chǎn)生熱量。由于多根電纜靠在一起,而且未采用電纜支架,散熱相對差些,蓄熱使溫度升高;再加上由于粉末積壓,把電纜埋在粉末之中,使電纜的散熱更是不暢,溫度會隨設(shè)備運行時間增加而逐步上升;
     ②電纜溝內(nèi)積聚的粉末含有油脂,在光線、空氣、溫度和水分的作用下,很容易發(fā)生氧化,生成氧化物或過氧化物,并產(chǎn)生活性游離基,進(jìn)一步加速氧化過程。如氧化過程中的熱量不能及時散發(fā),聚熱后的粉末就會炭化,直至自燃。
     ③粉體物料在運動過程中會產(chǎn)生靜電———不免有物料顆粒之間或物料與器壁之間的相互碰撞和摩擦,進(jìn)行反復(fù)的接觸和分離,這樣它們之間就會產(chǎn)生電子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象,粉體及器壁上會分別帶上不同符號的靜電,如果設(shè)備上沒有良好的接地裝置,電荷的積累速率大于電荷的泄放速率,則物料的電位就會逐漸升高,以致達(dá)到產(chǎn)生放電火花的程度。但從設(shè)備結(jié)構(gòu)和安裝情況來看,都已考慮到通過接地來釋放靜電。
     ④在粉末自燃至一定時間,電纜護套被高溫炭化,但由于所處環(huán)境中無充分的氧氣,因此發(fā)生了無焰燃燒,油脂性粉末與聚氯乙烯燃燒時產(chǎn)生的濃烈異味印證了以上分析是成立的。通過鋼帶傳熱,導(dǎo)致絕緣層處于高溫下,再經(jīng)過一定時間,絕緣層也被炭化。若不及時發(fā)現(xiàn),絕緣層全部破壞后極易發(fā)生短路,甚至火災(zāi)。
     （4） 根據(jù)分析,又對現(xiàn)場采集的粉末做了試驗,驗證粉末發(fā)熱到一定程度確實會自燃。所以可以斷定本次事故的主要原因是:聚熱后的粉末自燃引發(fā)電纜無焰燃燒。
防范措施和建議
     通過以上分析和總結(jié),可提出以下幾點措施和建議,杜絕這類事故的產(chǎn)生:
     （1） 根據(jù)不同的使用場合,必須嚴(yán)格按安全規(guī)范規(guī)定的要求敷設(shè)電纜。例如有粉末（粉體、粉塵）的環(huán)境條件下,如果有可能的話,應(yīng)盡可能采用垂直安裝電纜,并用電纜橋架固定,有可靠的接地系統(tǒng),保證每根電纜可靠接地。如果必須使用電纜溝,也應(yīng)竭力避免粉末（粉體、粉塵） 進(jìn)入電纜溝內(nèi),保證電纜溝內(nèi)干燥、清潔和良好的通風(fēng),即溝內(nèi)的散熱性能能滿足使用的要求,一旦由于通道的封隔,蓄熱使電纜溫度升高時,電纜的負(fù)載能力就應(yīng)酌情降低。另外,也說明了這種類型的生產(chǎn)車間的環(huán)境條件應(yīng)保證清潔,盡可能減少粉末飛揚,并要有良好的除塵排風(fēng)的裝置。因為正如上述,粉沫飛揚會產(chǎn)生靜電荷,靜電荷積聚到一定數(shù)值時會發(fā)生放電,從而有可能造成爆炸和起火的重大事故;而且粉末飛揚也會危害工作人員的健康。當(dāng)然這是特殊車間的廠房設(shè)計的要求,也是本文題外之事,但既是減少本事故的關(guān)鍵,也是*的安全措施。
     （2） 無論什么情況下,都要正確選用電纜。除了考慮載流量、截面積外,如果遇到粉末、油脂等特殊場合,可以有目的地選擇阻燃、低煙無鹵、本安型電纜,這樣可以降低事故發(fā)生,一旦事故發(fā)生也可以減少由于有毒氣體造成的人員傷亡。另外要確保電纜質(zhì)量,選擇質(zhì)量信譽高的企業(yè)作為供方;對所用的電纜要有明確的、對應(yīng)的,全面的質(zhì)量檢驗結(jié)論,做好電纜線路敷設(shè)工程存檔及質(zhì)量跟蹤。
     （3） 選擇合格的、有相應(yīng)能力的設(shè)計和施工單位,確保設(shè)計方案的正確,施工質(zhì)量的優(yōu)良。
 

硅烷交聯(lián)又稱溫水交聯(lián)，1960年英國康寧公司（Dow-Corning）提出開發(fā)的，也稱為SioplasE法，即硅烷接枝交聯(lián)工藝，它是接枝和擠出分成兩個工序進(jìn)行，*步由絕緣料廠將硅烷交聯(lián)劑與基料在擠出機上接枝和擠出造粒，該料粒稱為A料，同時還提供催化劑和著色劑的母料，稱B料。第二步是電纜廠將A、B料以95:5的比例混合。并在普通擠出機上擠包在電纜導(dǎo)體上，再放入70℃～90℃溫水中交聯(lián)也可以在蒸汽房中交聯(lián)。該工藝投資成本低，可用一般的擠出機進(jìn)行加工，材料價格適中，得到廣泛的應(yīng)用。但也存在著以下缺點：（1）接枝聚乙烯容易與空氣中水分發(fā)生先期交聯(lián)，縮短了貯存時間，一般貯存期為半年。（2）接枝聚乙烯與催化劑母料的混合物，貯存期一般不超過3h，所以需要邊混合邊擠塑。（3）由于兩步法通過多次混合，容易導(dǎo)致雜質(zhì)的混入，故只能用于10kV及以下電纜絕緣的制造。
  為了 克服Sioplas的局限性，1977年英國BICC和瑞士Mailiefer公司合作，在道康寧公司發(fā)明的兩步法基礎(chǔ)上，又發(fā)明了一步法硅烷交聯(lián)工藝，也稱作Monosil工藝。它將聚乙烯基料、炕氧劑和和液態(tài)硅烷同時計量、混合，即是將接枝反應(yīng)和添加催化劑過程合并，并采用長徑比為30:1的擠出機將絕緣擠包在電纜導(dǎo)體上，即將絕緣層的接枝和擠出由一個步驟來完成，故稱為一步法。它的材料成本zui低，雜質(zhì)的污染機會減少，而且材料貯存期可以大大增加。但是這種工藝技術(shù)難度大，設(shè)備投資比二步法大，需要配備一套液態(tài)硅烷的送料系統(tǒng)。
   到了八十年代日本菱克隆公司在吸取兩步法和一步法的優(yōu)點基礎(chǔ)上開發(fā)共聚法。共聚法也是使用硅烷共聚單體——乙烯基-*氧基硅烷，只是采用的工藝不同。該工藝不是把有機硅烷接枝到聚合物鏈上，而是在聚合過程中導(dǎo)入可水解硅烷，從而產(chǎn)生一種易于加工的硅烷共聚物，具體方法是在高壓反應(yīng)釜中，使乙烯與硅烷共聚單體發(fā)生共聚反應(yīng)，這項工藝的關(guān)鍵是，所選用的共聚單體必須是含有一種能夠與乙烯發(fā)生反應(yīng)生成聚合物鏈的不飽和基團。乙烯硅烷共聚物與Sioplas接枝化合物結(jié)構(gòu)上基本相同。