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火災(zāi)感溫報(bào)警電纜的研制

文章摘要：摘 要：針對(duì)傳統(tǒng)火災(zāi)報(bào)警產(chǎn)品的缺陷進(jìn)行分析，指出了365JT設(shè)計(jì)新型火災(zāi)感溫報(bào)警電纜的365JT技術(shù)關(guān)鍵和有關(guān)試驗(yàn)方式。

關(guān)鍵詞：火災(zāi)感溫報(bào)警 電纜試驗(yàn)

摘 要：針對(duì)傳統(tǒng)火災(zāi)報(bào)警產(chǎn)品的缺陷進(jìn)行分析，指出了365JT設(shè)計(jì)新型火災(zāi)感溫報(bào)警電纜的365JT技術(shù)關(guān)鍵和有關(guān)試驗(yàn)方式。

關(guān)鍵詞：火災(zāi)感溫報(bào)警 電纜試驗(yàn)

1 前言

　　火災(zāi)是造成人員傷害和財(cái)產(chǎn)損失的重大災(zāi)害之一，隨著建筑物向高層發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，各種電氣設(shè)施的增加，更增加了發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)性。據(jù)有關(guān)報(bào)道統(tǒng)計(jì)，目前種類火災(zāi)在美國(guó)最多時(shí)達(dá)到5300次/天，英國(guó)為800次/天，中國(guó)為500次/天�；馂�(zāi)給人類帶來(lái)的損失是觸目驚心的。

　　 各國(guó)各地區(qū)都相繼制定了日趨嚴(yán)格的消防法規(guī)，對(duì)建筑工程的消防要求也更為嚴(yán)格。當(dāng)前艦船、采油平臺(tái)、石化企業(yè)、電廠電站、自控中心建筑、賓館飯店、地下建筑、隧道地鐵等都需要火災(zāi)監(jiān)測(cè)自動(dòng)報(bào)警裝置，以利于滅火、報(bào)警、照明、通信等。

　　 我國(guó)對(duì)建筑物等方面的防火安全和消防救生也相當(dāng)重視，目前國(guó)家已頒布的各種工程設(shè)計(jì)規(guī)范中均有關(guān)于防火設(shè)計(jì)的規(guī)定，如GBJ167《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、GB50217《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》等等。

　　 隨著消防規(guī)范的不斷完善，火災(zāi)智能報(bào)警系統(tǒng)將得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

2 電子感應(yīng)式火災(zāi)報(bào)警器的不足

　　傳統(tǒng)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)裝置中一般采用電子感應(yīng)式探測(cè)器，但該類火災(zāi)報(bào)警產(chǎn)品存在下列不足：
1）火災(zāi)報(bào)警產(chǎn)品及系統(tǒng)價(jià)格昂貴，整個(gè)系統(tǒng)365JT施工、維護(hù)技術(shù)要求高；
2）產(chǎn)品質(zhì)量及穩(wěn)定性有待進(jìn)一步提高，特別是存在靜電效應(yīng)引進(jìn)的場(chǎng)效應(yīng)管擊穿問(wèn)題；另外，產(chǎn)品防潮性能低，對(duì)環(huán)境的濕度要求相應(yīng)較高；
3）電子感應(yīng)器（主要是煙感器）的密封性能差，這是該類產(chǎn)品無(wú)法克服的設(shè)計(jì)缺陷，以致經(jīng)常因灰塵或蚊蟲(chóng)進(jìn)入而誤報(bào)警。調(diào)查及統(tǒng)計(jì)表明，煙感器及系統(tǒng)的誤報(bào)警率較高，原因不明的報(bào)警率多達(dá)30%；
4）電子感應(yīng)式產(chǎn)品的靈敏度問(wèn)題也不容忽視，生產(chǎn)廠家往往將靈敏度調(diào)得過(guò)高，使得產(chǎn)品產(chǎn)生不必要的報(bào)警干擾，不能與自動(dòng)滅火系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。

3 火災(zāi)感溫報(bào)警電纜的特點(diǎn)

　　針對(duì)火災(zāi)報(bào)警產(chǎn)品的現(xiàn)狀，研發(fā)具有報(bào)警功能的新型產(chǎn)品的課題的核心思路是在電纜內(nèi)設(shè)置熱敏絕緣絞合線芯，一改過(guò)去的電子感應(yīng)式或記憶合金式探測(cè)器的設(shè)計(jì)方案，而是根據(jù)電線電纜的特點(diǎn)，將熱敏絕緣材料與彈性導(dǎo)體相結(jié)合，可探測(cè)到沿其長(zhǎng)度范圍內(nèi)任一點(diǎn)的超溫，達(dá)到火災(zāi)感溫報(bào)警的功效，該產(chǎn)品應(yīng)能彌補(bǔ)電子報(bào)警產(chǎn)品的不足，能適應(yīng)特殊環(huán)境，并具有如下特點(diǎn)：
1）采用熱敏絕緣進(jìn)行感溫報(bào)警，能降低報(bào)警系統(tǒng)工程成本；產(chǎn)品的報(bào)警溫度不受環(huán)境影響，也不國(guó)使用時(shí)間的長(zhǎng)短而變化；產(chǎn)品在監(jiān)油狀態(tài)只需提供報(bào)警信號(hào)電平，具有零功耗的優(yōu)點(diǎn)。
2）適合于工程的特殊環(huán)境要求（如多粉塵、濕度大及易腐蝕等惡劣環(huán)境），具有較強(qiáng)的抗干擾能力。
3）產(chǎn)品任一點(diǎn)都具有感溫報(bào)警性能，能自動(dòng)聯(lián)動(dòng)防火門(mén)和滅火設(shè)備，防止火勢(shì)蔓延。
4）安裝和連接簡(jiǎn)便，內(nèi)部鋼芯導(dǎo)線可有效防止機(jī)械損傷。維護(hù)方便，火災(zāi)報(bào)警后僅需將已發(fā)生報(bào)警的作用的電纜切去，更換成同溫度等級(jí)的報(bào)警電纜即可。
5）該產(chǎn)品信號(hào)采集精度高，報(bào)警控制器功能結(jié)構(gòu)變換靈活，可與同一回路中的其它報(bào)警設(shè)備（如手拉報(bào)警器、感煙探測(cè)器）兼容。
6）不同溫度等級(jí)的感溫電纜可在同一探測(cè)回路中使用，是滅火系統(tǒng)（如雨淋系統(tǒng)和預(yù)作用滅火系統(tǒng)）最理想的啟動(dòng)感應(yīng)器。
7）當(dāng)本產(chǎn)品的絕緣材料確定后，報(bào)警溫度也就固定了，無(wú)須進(jìn)行報(bào)警溫度及靈敏度的調(diào)節(jié)。

4 火災(zāi)感溫報(bào)警電纜的設(shè)計(jì)和研制

4．1 報(bào)警電纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　 該產(chǎn)品主要采用兩根熱敏聚合物絕緣的鋼芯單線組成，兩根絕緣單線按一定的節(jié)距對(duì)絞在一起（見(jiàn)下圖產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖）。當(dāng)環(huán)境溫度升高，電纜內(nèi)絕緣線芯受熱溫度逐漸升高。達(dá)到規(guī)定溫度時(shí)，熱敏絕緣層迅速熔化并發(fā)生短路，報(bào)警數(shù)據(jù)采集器得到短路信號(hào)，發(fā)出相應(yīng)位置的超溫報(bào)警，從而起到火災(zāi)報(bào)警作用。為提高電纜短路的響應(yīng)速度，在滿足其他性能要求的同時(shí)，應(yīng)使熱敏絕緣層盡可能薄，這樣當(dāng)絕緣層受熱熔化時(shí)鋼絲由于自身扭曲彈力而迅速破壞絕緣層，形成短路。

4．2 熱敏絕緣材料的選用

　　 火災(zāi)感溫報(bào)警電纜的感溫性能主要取決于絕緣材料的感溫靈敏程度，如何找到適合報(bào)警電纜的熱敏絕緣材料是該項(xiàng)目研發(fā)的關(guān)鍵。為此，經(jīng)多年的研究和試驗(yàn)，終于確定了感溫報(bào)警性能和電纜加工性能俱佳的熱敏聚合絕緣材料，該材料是在聚乙烯中均勻添加乙酸乙酯后，聚乙烯聚合物的強(qiáng)度提高，其熔點(diǎn)降低。報(bào)警電纜的感溫性能正是利用了熱敏聚合物的這一特點(diǎn)，其感溫等級(jí)則取決于乙酸乙酯的添加量。

4．3 熱敏絕緣層與護(hù)套的擠制

　　 在熱敏聚合物擠出中，我們主要采用下列措施提高薄絕緣結(jié)構(gòu)的質(zhì)量：
1）利用多圈張力校直輪和鋼絲定心模保證鋼絲校直和提高絕緣同心度。
2）進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱，確保鋼絲與薄絕緣層間無(wú)空隙而又不形成粘接。熱敏聚合物的擠塑溫度控制要求較高，機(jī)身每一加熱區(qū)均要防止溫度過(guò)高或過(guò)低。溫度過(guò)高，會(huì)使添加物提前分解，從而改變實(shí)際短路報(bào)警溫度，過(guò)低則會(huì)塑化不好而使絕緣表面粗糙，無(wú)法開(kāi)薄。

　　 薄護(hù)套的加工主要在絕緣生產(chǎn)線上進(jìn)行，在實(shí)際操作時(shí)，我們根據(jù)擠塑機(jī)機(jī)身的特點(diǎn)，確定了合理的工作溫度，并采用半擠壓式擠出，以確保護(hù)套包覆緊密，電纜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

4．4 熱敏線芯的對(duì)絞工藝

　　 由于對(duì)絞線芯為鋼絲，強(qiáng)度較高，給對(duì)絞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定帶來(lái)一定的困難，因此結(jié)絞節(jié)距大小的確定尤為重要。若對(duì)絞節(jié)距過(guò)大，則對(duì)絞后鋼絲受力小而影響短路響應(yīng)速度，反之過(guò)小則會(huì)使鋼絲受力超出彈性限度，也影響報(bào)警速度。這可通過(guò)多次工藝試驗(yàn)，獲得最合理的對(duì)絞工藝參數(shù)。

　　 經(jīng)過(guò)多年的設(shè)計(jì)驗(yàn)證，我們?cè)囍屏硕喾N結(jié)構(gòu)的樣品進(jìn)行測(cè)試，在確保電纜感溫性能穩(wěn)定的情況下，選擇各材料最合理的工藝參數(shù)來(lái)保護(hù)電纜的技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性達(dá)到最佳水平。

5 火災(zāi)感受溫報(bào)警電纜的性能試驗(yàn)

　　火災(zāi)感溫報(bào)警電纜有關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸和機(jī)械物理性能試驗(yàn)可參照相關(guān)電線電纜的試驗(yàn)方法。報(bào)警性能試驗(yàn)是用來(lái)衡量該產(chǎn)品報(bào)警功能的，試驗(yàn)方法的合理選擇尤為重要，根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的火災(zāi)探測(cè)器的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以下提出了該產(chǎn)品感溫報(bào)警性能的試驗(yàn)要求和方法。
1）短路溫度試驗(yàn)
將試樣的中間段（約1m長(zhǎng)）放入溫箱，一端接上通斷試驗(yàn)用蜂鳴器。

在溫箱氣流初始溫度為25℃、流速為0.8m/s左右的條件下，以1℃/min的速度升溫，直到蜂鳴器發(fā)出短路指示，記錄下這一短路溫度。試驗(yàn)結(jié)果誤差應(yīng)在±10%以內(nèi)，且不得低于55℃。
2）不短路溫度試驗(yàn)
將試樣的中間段（約10m長(zhǎng)）放入溫箱，一端接上通斷試驗(yàn)用蜂鳴器。將溫箱溫度調(diào)至相應(yīng)的額定溫度值以下30%的溫度并保持30min。試驗(yàn)期間及試驗(yàn)后，不應(yīng)出現(xiàn)短路報(bào)警現(xiàn)象。
3）低溫試驗(yàn)
將不小于10m長(zhǎng)的試樣接上通斷試驗(yàn)用蜂鳴器，放入溫度為–30℃的環(huán)境中，保持時(shí)間為1h。試驗(yàn)期間及試驗(yàn)后，不應(yīng)出現(xiàn)短路報(bào)警現(xiàn)象。

6 結(jié)束語(yǔ)

　　火災(zāi)感溫報(bào)警電纜屬電子與信息技術(shù)領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用于電纜架、煤炭傳送帶裝置、電源配電裝置、礦井、輸油管道、油庫(kù)、機(jī)房等易燃危險(xiǎn)環(huán)境的火災(zāi)感溫探測(cè)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，能與自動(dòng)消防系統(tǒng)、應(yīng)急照明報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。產(chǎn)品已獲國(guó)家專利，專利號(hào)ZL99230594.2，該產(chǎn)品將更好地適應(yīng)我國(guó)智能報(bào)警系統(tǒng)的需要，為我國(guó)消防事業(yè)的發(fā)展開(kāi)辟新的技術(shù)領(lǐng)域。

　　 當(dāng)然，火災(zāi)感溫報(bào)警電纜還需在報(bào)警裝置的長(zhǎng)期使用中進(jìn)行驗(yàn)證，產(chǎn)品的有關(guān)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)有待進(jìn)一步探討和完善

請(qǐng)問(wèn)是寶勝的嗎?有沒(méi)有新的工藝可以分析?

此產(chǎn)成品以在90年由沈陽(yáng)消防研究所和沈陽(yáng)電纜六廠研制