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新品推介：火災(zāi)感溫報警電纜

1 前言

火災(zāi)是造成人員傷害和財產(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)的危險性。據(jù)有關(guān)報道統(tǒng)計，目前種類火災(zāi)在美國最多時達到5300次/天，英國為800次/天，中國為500次/天。火災(zāi)給人類帶來的損失是觸目驚心的。

各國各地區(qū)都相繼制定了日趨嚴格的消防法規(guī)，對建筑工程的消防要求也更為嚴格。當(dāng)前艦船、采油平臺、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)測自動報警裝置，以利于滅火、報警、照明、通信等。

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

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

2 電子感應(yīng)式火災(zāi)報警器的不足

傳統(tǒng)的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)裝置中一般采用電子感應(yīng)式探測器，但該類火災(zāi)報警產(chǎn)品存在下列不足：

1）火災(zāi)報警產(chǎn)品及系統(tǒng)價格昂貴，整個系統(tǒng)365JT施工、維護技術(shù)要求高；

2）產(chǎn)品質(zhì)量及穩(wěn)定性有待進一步提高，特別是存在靜電效應(yīng)引進的場效應(yīng)管擊穿問題；另外，產(chǎn)品防潮性能低，對環(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)品無法克服的設(shè)計缺陷，以致經(jīng)常因灰塵或蚊蟲進入而誤報警。調(diào)查及統(tǒng)計表明，煙感器及系統(tǒng)的誤報警率較高，原因不明的報警率多達30%；

4）電子感應(yīng)式產(chǎn)品的靈敏度問題也不容忽視，生產(chǎn)廠家往往將靈敏度調(diào)得過高，使得產(chǎn)品產(chǎn)生不必要的報警干擾，不能與自動滅火系統(tǒng)聯(lián)動。

3 火災(zāi)感溫報警電纜的特點

針對火災(zāi)報警產(chǎn)品的現(xiàn)狀，研發(fā)具有報警功能的新型產(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，一改過去的電子感應(yīng)式或記憶合金式探測器的設(shè)計方案，而是根據(jù)電線電纜的特點，將熱敏絕緣材料與彈性導(dǎo)體相結(jié)合，可探測到沿其長度范圍內(nèi)任一點的超溫，達到火災(zāi)感溫報警的功效，該產(chǎn)品應(yīng)能彌補電子報警產(chǎn)品的不足，能適應(yīng)特殊環(huán)境，并具有如下特點：

1）采用熱敏絕緣進行感溫報警，能降低報警系統(tǒng)工程成本；產(chǎn)品的報警溫度不受環(huán)境影響，也不國使用時間的長短而變化；產(chǎn)品在監(jiān)油狀態(tài)只需提供報警信號電平，具有零功耗的優(yōu)點。

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），具有較強的抗干擾能力。

3）產(chǎn)品任一點都具有感溫報警性能，能自動聯(lián)動防火門和滅火設(shè)備，防止火勢蔓延。

4）安裝和連接簡便，內(nèi)部鋼芯導(dǎo)線可有效防止機械損傷。維護方便，火災(zāi)報警后僅需將已發(fā)生報警的作用的電纜切去，更換成同溫度等級的報警電纜即可。

5）該產(chǎn)品信號采集精度高，報警控制器功能結(jié)構(gòu)變換靈活，可與同一回路中的其它報警設(shè)備（如手拉報警器、感煙探測器）兼容。

6）不同溫度等級的感溫電纜可在同一探測回路中使用，是滅火系統(tǒng)（如雨淋系統(tǒng)和預(yù)作用滅火系統(tǒng)）最理想的啟動感應(yīng)器。

7）當(dāng)本產(chǎn)品的絕緣材料確定后，報警溫度也就固定了，無須進行報警溫度及靈敏度的調(diào)節(jié)。

4 火災(zāi)感溫報警電纜的設(shè)計和研制

4．1 報警電纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計

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)距對絞在一起（見下圖產(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。達到規(guī)定溫度時，熱敏絕緣層迅速熔化并發(fā)生短路，報警數(shù)據(jù)采集器得到短路信號，發(fā)出相應(yīng)位置的超溫報警，從而起到火災(zāi)報警作用。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，應(yīng)使熱敏絕緣層盡可能薄，這樣當(dāng)絕緣層受熱熔化時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，如何找到適合報警電纜的熱敏絕緣材料是該項目研發(fā)的關(guān)鍵。為此，經(jīng)多年的研究和試驗，終于確定了感溫報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，聚乙烯聚合物的強度提高，其熔點降低。報警電纜的感溫性能正是利用了熱敏聚合物的這一特點，其感溫等級則取決于乙酸乙酯的添加量。

4．3 熱敏絕緣層與護套的擠制

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）進行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱，確保鋼絲與薄絕緣層間無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，機身每一加熱區(qū)均要防止溫度過高或過低。溫度過高，會使添加物提前分解，從而改變實際短路報警溫度，過低則會塑化不好而使絕緣表面粗糙，無法開薄。

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

4．4 熱敏線芯的對絞工藝

由于對絞線芯為鋼絲，強度較高，給對絞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定帶來一定的困難，因此結(jié)絞節(jié)距大小的確定尤為重要。若對絞節(jié)距過大，則對絞后鋼絲受力小而影響短路響應(yīng)速度，反之過小則會使鋼絲受力超出彈性限度，也影響報警速度。這可通過多次工藝試驗，獲得最合理的對絞工藝參數(shù)。

經(jīng)過多年的設(shè)計驗證，我們試制了多種結(jié)構(gòu)的樣品進行測試，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)來保護電纜的技術(shù)性與經(jīng)濟性達到最佳水平。

5 火災(zāi)感受溫報警電纜的性能試驗

火災(zāi)感溫報警電纜有關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸和機械物理性能試驗可參照相關(guān)電線電纜的試驗方法。報警性能試驗是用來衡量該產(chǎn)品報警功能的，試驗方法的合理選擇尤為重要，根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準規(guī)定的火災(zāi)探測器的技術(shù)要求和試驗方法，結(jié)合實踐經(jīng)驗，以下提出了該產(chǎn)品感溫報警性能的試驗要求和方法。

1）短路溫度試驗

將試樣的中間段（約1m長）放入溫箱，一端接上通斷試驗用蜂鳴器。

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

將試樣的中間段（約10m長）放入溫箱，一端接上通斷試驗用蜂鳴器。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。試驗期間及試驗后，不應(yīng)出現(xiàn)短路報警現(xiàn)象。

3）低溫試驗

將不小于10m長的試樣接上通斷試驗用蜂鳴器，放入溫度為–30℃的環(huán)境中，保持時間為1h。試驗期間及試驗后，不應(yīng)出現(xiàn)短路報警現(xiàn)象。

6 結(jié)束語

火災(zāi)感溫報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、機房等易燃危險環(huán)境的火災(zāi)感溫探測自動報警系統(tǒng)，能與自動消防系統(tǒng)、應(yīng)急照明報警系統(tǒng)進行聯(lián)動控制。產(chǎn)品已獲國家專利，專利號ZL99230594.2，該產(chǎn)品將更好地適應(yīng)我國智能報警系統(tǒng)的需要，為我國消防事業(yè)的發(fā)展開辟新的技術(shù)領(lǐng)域。

當(dāng)然，火災(zāi)感溫報警電纜還需在報警裝置的長期使用中進行驗證，產(chǎn)品的有關(guān)設(shè)計和試驗有待進一步探討和完善。

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

謝謝樓主分享

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)距對絞在一起（見下圖產(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。達到規(guī)定溫度時，熱敏絕緣層迅速熔化并發(fā)生短路，報警數(shù)據(jù)采集器得到短路信號，發(fā)出相應(yīng)位置的超溫報警，從而起到火災(zāi)報警作用。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，應(yīng)使熱敏絕緣層盡可能薄，這樣當(dāng)絕緣層受熱熔化時鋼絲由于自身扭曲彈力而迅速破壞絕緣層，形成短路。