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準，是否具有含有高燃點、抗燃特性，而具有后一種特性卻在燃燒中會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)的標準組織之間，都存在分歧。隨著集成語音、數(shù)據(jù)及圖像為一體的、多媒體寬帶的、融合的網(wǎng)絡(luò)時代的到來，網(wǎng)絡(luò)布線更將深入千家萬戶，正確認識網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)電纜外皮的組成成份及其特性，對于未來網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)者及用戶的工作和生活都是很重要的。

    對于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線纜外皮的選擇及標準，北美與歐洲的標準組織和廠家就像他們對于使用UTP還是采用FTP屏蔽產(chǎn)品一樣，爭論已久，互不相讓。目前，北美、南美、亞太及中國等均采用基于北美的電纜防火標準UL及NEC(National Electrical Code)，歐洲部分地區(qū)則采用低含鹵或低煙無鹵素綠色環(huán)保型電纜標準。

    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，該類線纜在燃燒時會散發(fā)出有毒霧狀化學物質(zhì)。在火中，含鹵纜會產(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。認識到這一潛在的危害性，部分歐洲國家已將無鹵纜作為電力與通信線纜的標準。但是，美國國家電氣法規(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。這是因為，含鹵電纜雖然具有重要缺陷，但鹵素本身卻具有很強的抗燃性及高燃點，如果電纜根本不著火或很難著火，那么就不會引起燃燒，從而就不會散發(fā)出有毒的煙霧。

    事實上，有些火災(zāi)就是因為電纜本身通電時間較長導(dǎo)致過熱而引起的。無鹵線纜因為燃點低，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，那么其產(chǎn)生的煙霧就會導(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)界爭論的焦點。

    支持含鹵素線纜應(yīng)用的主要代表公司有，美國聯(lián)邦公司和Goodrich等公司。反對含鹵素線纜應(yīng)用的機構(gòu)更期望更能夠說服NFPA(美國防火協(xié)會)修改當前的標準，停止使用含鹵素線纜或允許在建筑物的通風處使用含鹵素線纜。

    無鹵線纜提倡者試圖修改標準，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)，而且低燃點極易產(chǎn)生火源。另一主要原因是無證據(jù)證實無鹵線纜確能拯救生命(因為房屋內(nèi)還存在大量其他裝飾物也含有鹵素)。

    按照現(xiàn)行美國建筑法案規(guī)定，惟一能合法安裝的無鹵線纜是將電纜置于金屬導(dǎo)管中，這卻使整個布線系統(tǒng)的成本翻了一倍。因此，多數(shù)歐洲國家包括法國、意大利和英國等均轉(zhuǎn)向使用有鹵線纜。在歐洲的通信線纜中，目前無鹵線纜占約25%的比例，而在北美及世界大部分地區(qū)，有鹵線纜則超過98%的市場。

    目前涉及線纜的相關(guān)國際標準主要關(guān)注三個問題是：防火性(線纜燃燒的速度)、煙的密度(產(chǎn)生多少可見煙)和有毒性(對人體產(chǎn)生多大的損害)。美國防火標準只涉及了前兩個問題，但它卻在使用上更為廣泛和嚴格，要滿足美國標準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具有很強的防火性，在燃燒冒煙解體之前可以忍受高達800℃以上的溫度，它比通常無鹵線纜最高可承受150℃的溫度要高數(shù)倍，同時FEP也是一種高效的絕緣體。因此，F(xiàn)EP非常適用于制作傳輸高速數(shù)據(jù)的線纜，是目前通風處廣泛采用超五類UTP的關(guān)鍵因素。在高樓豎井和其他通風地方，F(xiàn)EP電纜已大量取代了PVC電纜。

    歐洲有些國家的標準則不同，為了符合嚴格的防毒性規(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。當受熱時，這種線纜只散發(fā)出毒性很小的可見氣體。但是，這種無鹵線纜的防火性能不如含鹵線纜，并且其絕緣層很快會燃燒。因此，無鹵線纜不能符合嚴格的美國防火標準，要達到通風及抽風處級別的防火要求，就不得不加入過量的金屬氫氧化物，從而影響線纜性能及技術(shù)要求。

    當PVC電纜燃燒時會散發(fā)出氟化氫和二氧化物氣體，而FEP電纜燃燒時，它釋放出無色、無味，但毒性比氯化氫更強的氟化氫。有測試表明，在FEP煙霧中還存在另外一種危險氣體。歐洲的Anderson實驗室使用被稱為匹茲堡測試的方法(此方法由匹茲堡大學發(fā)表)來測量電纜外皮的毒性。在測試中，燃燒一定量的絕緣層，將煙通過導(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。通過這個測試，人們發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)EP電纜的毒性是PVC纜的1.5倍，是無鹵纜的5倍。FEP支持者則認為，這個測試只是學術(shù)性的，因為測試環(huán)境并不是真實的火災(zāi)現(xiàn)場，而且在建筑物中達到釋放那些有毒氣體所需的溫度時，無論什么都會因為溫度太高（800℃）而早已死去了。

    2.1低鹵（Low halogen），構(gòu)成線纜的材料中可含有鹵素，但含量較低。用IEC60754－1：1994（國標為GB/T 17650.1－1998）方法測定HCI含量。標準中無指標，建議HCI≤100 mg/g。

    2.2無鹵（Free halogen），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IEC 60754－2：1991（1997修正），我國等同采用的國標為 GB/T17650.2－1998方法測定，指標為PH≥4.3，r（電導(dǎo)率）≤10ps/mm。國外不少國家或公司把無鹵標準定為 HCI≤5mg/g，國人也有所仿效，這是不恰當?shù)摹Ｒ驗镮EC 60754－l已明確指出該方法不能用來測定 HCI含量小于5mg/g的材料，即不能判定"無鹵"。其次，當HCI含量＞2mg/g時，其水溶液的PH值就小于4.3，即不符IEC6 0754－2的要求。此外，有人認為IEC定的指標PH≥4.3，而德國的指標是PH≥3.5，因此IEC的要求比德國高。這只是表面現(xiàn)象。其實兩者的效果是完全相同的。

    2.3低煙（Low smoke），線纜燃燒時產(chǎn)生的煙塵較少，即透光率較高。低煙的國際標準要求為透光率≥60%。必須指出，我國以 PVC為基的所謂低鹵低煙材料所制作的電線電纜，其低煙達不到上述要求，不應(yīng)采用低煙的型號。除非在產(chǎn)品標準中另有說明，例如降低透光率的指標，并說明該指標低于國際標準或國家標準的要求，以免用戶誤解。

    2.4低毒（LOW toxicity），線纜材料燃燒時產(chǎn)生的氣體毒性較低。有關(guān)標準IEC尚在考慮中。目前使用較多的是英國海軍工程標準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，護套的毒性指數(shù)小于5。國內(nèi)有些廠家稱可提供無鹵、低煙、低毒線纜。因無鹵、低煙材料燃燒時會產(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（Flame PRoof）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)，對線纜防火性能的要求越來越多，例如：阻燃（Flame retardancy）-阻滯、延緩火焰沿著線纜的蔓延，使火災(zāi)不擴大。耐火（Fire resistance）-在火焰燃燒情況下能保持一定時間的運行，即保持線路的完整性（Circuit integrity）。我國阻燃和耐火線纜的研究開發(fā)始于1982年。經(jīng)過5年時間，許多電纜廠家已投入生產(chǎn)，其產(chǎn)品已被用戶所認同。

    3.1阻燃特性

    阻燃不要稱為難燃，阻燃與國際通用的 FLAME RETARDANT切合，因為RETARDANT是延遲、阻止之意。根據(jù)IEC332，阻燃有單根和成束之分。為了評定線纜的阻燃性能優(yōu)劣，故國際電工委員會分別制定了IEC332-1和IEC332-2、IEC332-3三個標準。IEC332-1和IEC332-2分別用來評定單根線纜按傾斜和垂直布放的阻燃能力（國標對應(yīng)GB12666.3和GB12666.4），IEC332-3（國標對應(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成束垂直燃燒試驗標準規(guī)定，阻燃按其容量多少和試驗時間（外火源噴火時間）長短分A、B、C三類。

    試樣線纜容量的計算方法如下：

    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。要求在火中時間20min和燒焦高度小于 2.5m則與C類相同。因為這個提案尚待表決通過。此外，IEC 332－3有一個規(guī)定，即做A類試驗時，若試樣取間隔排列（有一芯導(dǎo)體大于 35mm2的場合）在標準梯子前面排列不下時，可在后面排列，并且用AF/R表示。或采用寬型梯（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)格電纜在標準梯子前面排得下時，則用單噴燈供火，仍記作AF。

    3.2耐火特性

    根據(jù)我國標準GB 12666.6－90，耐火分A類和B類二個級別。A類的供火溫度為950℃～1000℃，B類的供火溫度為750℃～800℃。按IEC 331－1970標準要求，相當于我國標準的B類。但是，在最近IEC新出版的標準IEC60331－1999中，供火溫度仍為750℃～800℃，而提高試驗溫度的建議尚在考慮中。因此，如等同采用編制新的國家標準時，耐火等級就沒有A類B類之區(qū)分。

    礦物絕緣（MI）電纜是有別于有機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根據(jù)新近出版的英國標準BS7629-1997和 BS6387－1994，耐火電纜的阻燃特性要求是通過單報垂直燃燒試驗。因此，如果我國予以仿效，在制訂標準時也可統(tǒng)一規(guī)定耐火電纜的阻燃等級為單根阻燃，則在耐火電纜的型號中可把阻燃的代號省去。當然，如用戶要求提高阻燃等級，再在型號中把阻燃代號介入即可。 電纜的燃燒特性都每時總體，并不計較各組成構(gòu)件的個別特性。