一、電線電纜產(chǎn)品分為五大類:裸線、電氣裝備用電線電纜、電力電纜、通信電纜與光纜、繞組線,其中電力電纜、通信電纜及電氣裝備用電線電纜在建筑工程中使用廣泛。改革開放以來,我國電線電纜行業(yè)產(chǎn)品技術(shù)進步與科研開發(fā)生產(chǎn)能力獲得了巨大發(fā)展,目前年生產(chǎn)總值超過1000億元,是僅次于美國的世界**大電線電纜生產(chǎn)國。行業(yè)新興企業(yè)居多,國有企業(yè)已不占主導地位,總體生產(chǎn)能力過剩,主要電線電纜產(chǎn)品的技術(shù)水平和質(zhì)量能夠達到國際標準。
二、我國建筑用電線電纜產(chǎn)品技術(shù)應用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
1、銅芯導體在應用中占主導地位
我國鋁礦儲量豐富,銅資源相對缺乏。鋁芯導體具有重量輕、價格低等優(yōu)點,70年代國家曾經(jīng)實行了“以鋁代銅”技術(shù)政策。但是實踐證明,鋁芯導體易氧化,機械性能較差,線路接續(xù)不夠可靠,電能損耗較大,容易發(fā)生過熱引發(fā)火災。隨著國際化和加入WTO,我國銅資源供應問題已經(jīng)解決。國家強制性規(guī)范《住宅設計規(guī)范》GB50096-1999規(guī)定在量大面廣的住宅工程中應采用銅導線,國內(nèi)城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造工程中,也推薦采用銅芯電線電纜,銅芯導體已經(jīng)在建筑工程應用中占據(jù)主導地位。
2、交聯(lián)電纜的應用日趨普及
關于電線電纜線芯的允許長期工作溫度,橡皮絕緣通常為65℃,聚氯乙烯絕緣為70℃,交聯(lián)聚乙烯絕緣為90℃;短路時(*長持續(xù)時間不超過5s)導體的*高允許溫度:聚氯乙烯絕緣為160℃,交聯(lián)聚乙烯絕緣為250℃。
低壓交聯(lián)(XLPE)電纜自九十年代中期投入應用以來,發(fā)展迅速,目前已與聚氯乙烯(PVC)電纜各占市場一半份額。交聯(lián)電纜與聚氯乙烯電纜相比較,載流量較高,過載能力較強,使用壽命較長(PVC電纜環(huán)境較好時熱壽命一般為20年,而XLPE電纜熱壽命一般為40年);PVC燃燒時會分解釋放大量黑煙和有毒氣體,而XLPE燃燒時不會產(chǎn)生鹵素有毒氣體,交聯(lián)電纜的優(yōu)越性日益為設計和使用部門所認識。1980年起美國在電站等場所中不再采用PVC電纜;1982年法國電纜標準中淘汰PVC絕緣;近年來歐美一些國家制定了一系列嚴格的法律,限制并將*終淘汰PVC的工業(yè)應用;北京市電力部門1998年3月頒文,在所轄系統(tǒng)中禁用PVC電纜;上海市建委2002年10月發(fā)布規(guī)范《民用建筑電線電纜防火設計規(guī)程》DBJ08-93-2002,規(guī)定在大中型建筑和公共場所不應使用PVC等非環(huán)保型電纜;國家電線電纜行業(yè)“十五”規(guī)劃明確將擴大交聯(lián)電線電纜應用作為工作目標;XLPE電纜取代PVC電纜的趨勢得到強化。國內(nèi)在6~35KV等級范圍,交聯(lián)電纜已經(jīng)基本取代了油紙絕緣電纜。
3、阻燃和無鹵低煙電線電纜的應用受到高度重視
統(tǒng)計表明,由電氣事故引起的火災占一半左右,商場、歌舞娛樂場所火災80%是由電氣事故原因引起的。而在電氣火災中,由于電線電纜的老化和過載使用占較大比例。普通PVC電線電纜(絕緣和護套)燃燒時延燃迅速,助長火勢,1~2min即喪失供電能力,其燃燒分解釋放的黑煙可達伸手不見五指的程度,造**員呼吸和疏散困難。更為嚴重的是,PVC燃燒時會分解釋放氯化氫(HCL)和二噁英等劇毒腐蝕性鹵素氣體,是火災中致人死命的主要原因(占火災死亡因素的80%),并形成稀鹽酸導電膜附著在電氣設備上,嚴重降低設備的絕緣性能,形成難以**的二次災害。歐洲不少國家已經(jīng)通過立法和規(guī)范形式推廣使用阻燃無鹵低煙電線電纜,限制或禁止在建筑物中使用聚氯乙烯電線電纜。廣東省消防總隊1991-1999年三次發(fā)文,明確規(guī)定在高層建筑、豪華賓館以及人員密集的醫(yī)院、學校、公共娛樂場所中必須使用阻燃無鹵低煙電線電纜。
3.1阻燃電線電纜
阻燃電線電纜應具有阻燃特性,根據(jù)《成束電線電纜燃燒試驗方法》GB/T18380.3-2001,可分為A、B、C三種阻燃等級,A級阻燃性能*高。
美國標準和技術(shù)研究所對阻燃和非阻燃電線進行了對比燃燒試驗,下列試驗結(jié)果可以說明采用阻燃電線電纜的重要意義:
a、阻燃電線比非阻燃電線可以提供15倍以上的逃生時間;
b、阻燃電線燒掉的材料僅為非阻燃電線的1/2;
c、阻燃電線的熱釋放率僅為非阻燃電線的1/4;
d、燃燒產(chǎn)生的毒氣量僅為非阻燃產(chǎn)品的1/3;
e、產(chǎn)煙性能,阻燃產(chǎn)品與非阻燃產(chǎn)品無明顯區(qū)別。
3.2無鹵低煙電線電纜
無鹵低煙電線電纜應具有無鹵、低煙及阻燃的性能,其指標為:
GB/T17650.2-1999(無鹵試驗)GB/T17651.2-1998(低煙試驗)
PH加權(quán) 電導率 *小透光率
PH≥4.3 r≤10us/mmT≥60%
目前國內(nèi)很多電纜廠家都能生產(chǎn)技術(shù)水平和質(zhì)量達到國際標準的阻燃或阻燃無鹵低煙電線電纜。
3.3阻燃和無鹵低煙電線電纜的應用規(guī)定
關于阻燃和無鹵低煙電線電纜的應用規(guī)定,現(xiàn)行規(guī)范只有原則要求,沒有詳細具體的規(guī)定。除現(xiàn)行防火規(guī)范相關內(nèi)容外,《電力工程電纜設計規(guī)范》GB50217-94第3.4.7條規(guī)定:“有低毒難燃性防火要求的場所,可采用交聯(lián)聚乙烯、聚乙烯或乙丙橡皮絕緣等不含鹵素的電纜。防火有低毒性要求時,不宜用聚氯乙烯電纜。”規(guī)范第七章為“電纜防火與阻止延燃”專篇,其中第7.0.6.3條規(guī)定:“同一通道中,不宜把非難燃電纜與難燃電纜并列配置。”
上海市于2002年編制了《民用建筑電線電纜防火設計規(guī)程》DBJ08-93-2002,對電線電纜的選用作出如下一般規(guī)定:
①直埋敷設和穿管暗敷的電纜可采用普通電纜。
②用于普通設備線路的電線在穿管暗敷時可采用普通電線。
③當電線電纜成束敷設時,應采用阻燃電線電纜。
④在外部火勢作用一定時間內(nèi)需保持線路完整性、維持通電的場所,其線路應采用耐火電線電纜或礦物絕緣電纜。
⑤電線電纜選用時應按使用場所和敷設條件選擇阻燃級別,但同一建筑物內(nèi)選用的阻燃和阻燃耐火電線電纜,其阻燃等級宜相同。
⑥除直埋敷設的電纜和穿管暗敷的電線電纜外,用于特級、**場所(超高層建筑為特級場所,一類高層建筑和重要的多層公共建筑物、地下建筑物為**場所)的電線電纜應采用無鹵低煙型,用于二級場所的電線電纜宜采用無鹵低煙型。
⑦電線電纜的阻燃級別應根據(jù)同一電纜通道內(nèi)電纜的非金屬含量來確定:A級阻燃適用于特級場所,B級適用于**場所,C級適用于二、三級場所。
4、耐火電線電纜品種品質(zhì)不斷完善,在消防工程中得到廣泛應用
關于耐火電纜的燃燒試驗指標(供火溫度和時間),《電線電纜耐火特性試驗方法》GB12666.6-90規(guī)定為:A級950~1000℃、90分鐘;B級750~800℃、90分鐘。IEC331-1970標準規(guī)定為750℃、3小時,相當于我國B類標準。從*近IEC提供表決的IEC60331新草案中,供火溫度仍為750℃~800℃、3小時,如果此標準獲得通過,我國將等同采用,則耐火電纜將無A、B類之分。
耐火電線電纜根據(jù)其非金屬材料的不同,又可分為阻燃耐火電線電纜和非阻燃耐火電線電纜。耐火電線電纜國內(nèi)產(chǎn)品以云母包覆導體,擠包阻燃護層為主體,大部分為B級產(chǎn)品,目前能達到A級標準的有采用特殊合成云母帶等和礦物絕緣(銅芯銅套、氧化鎂絕緣,又稱MI)耐火電纜。礦物絕緣耐火電纜具有不燃、無煙、耐腐蝕、無毒和耐沖擊、耐噴淋的特性,被稱為防火電纜,防火性能在耐火電線電纜品種中*為突出,但是制造工藝較復雜,價格較高,制造長度有限,彎曲半徑大,絕緣易受潮,截面25mm2及以上規(guī)格目前只能提供單芯產(chǎn)品,必須采用長久性專用終端和中間聯(lián)接器,安裝施工較復雜。與阻燃產(chǎn)品一樣,目前國內(nèi)不少廠家可以提供技術(shù)水平和質(zhì)量達到國際標準的全規(guī)格系列耐火電線電纜產(chǎn)品。
5、建筑用電線電纜新產(chǎn)品開發(fā)應用方興未艾
根據(jù)《額定電壓450/750V及以下聚氯乙烯絕緣電纜》GB5023.3-1997規(guī)定,0.5~1.0mm2導線額定電壓(絕緣等級)為300/500V,1.5~240 mm2提高為450/750 V。國內(nèi)目前普通聚氯乙烯布電線(BV)應用仍占主導地位,但也相繼開發(fā)出適合建筑工程的布線新品種:
5.1交聯(lián)聚烯烴絕緣布電線(型號BYJ)
如前所述,交聯(lián)材料的優(yōu)越性已廣為認識,不少國家已將交聯(lián)技術(shù)應用于電線領域,替代聚氯乙烯電線作為建筑用電線,并體現(xiàn)出巨大優(yōu)越性。省內(nèi)外已有一些廠家可以生產(chǎn)交聯(lián)電線系列產(chǎn)品,并且已經(jīng)實現(xiàn)生產(chǎn)成本與BV電線基本持平。交聯(lián)電線是較為理想的新型建筑用布電線,歐美國家正在大力推廣應用,國家電線電纜行業(yè)“十五”發(fā)展規(guī)劃將擴大交聯(lián)電線的應用列入建筑用線的主要發(fā)展目標。省內(nèi)工程應用處于起步階段。
5.2環(huán)保型電纜(具有阻燃性的生態(tài)材料電纜,又稱EM電纜)
從技術(shù)角度看,環(huán)保型電纜是電線電纜的更高階段產(chǎn)品,符合時代潮流和發(fā)展趨勢,一經(jīng)問世即受到廣泛重視,歐、美、日等發(fā)達國家已經(jīng)制訂了一系列產(chǎn)品生產(chǎn)和應用標準,大力推廣應用。環(huán)保型電纜的特征是:
a、不含鹵素,燃燒不產(chǎn)生有害氣體及腐蝕性氣體;
b、燃燒時發(fā)煙量少;
c、具有與目前聚烯烴電纜相同的阻燃性能;
d、不含有鉛等重金屬,不含環(huán)境**,不污染土壤;
e、可以重復利用。
2002年6月北京市政府正式向國際奧委會承諾,2008年奧運會工程將全部采用環(huán)保型建筑材料,包括環(huán)保型電纜。環(huán)保型電纜將逐步在重要公共工程中得到廣泛應用
5.3尼龍護套電線(型號BVN)
國際上傳統(tǒng)建筑布線用電線分為兩大類別:一類采用聚氯乙烯電線,主要有歐、日、中、澳大利亞等;另一類以美國、北美國家為代表,主要采用聚氯乙烯絕緣尼龍護套電線。需要說明的是,美國尼龍護套電線的應用是從聚氯乙烯電線發(fā)展、演變而來,已有近四十年歷史,前些年市場占有率高達90%。尼龍有柔軟的鎧裝之稱,與聚氯乙烯電線相比較,機械性能優(yōu)越,耐熱性能強,化學穩(wěn)定性好,抗張、耐磨性能突出;與BYJ電線比較,BVN電線通常造價較高,含鹵素,性價比處于劣勢。需要指出的是,美國目前對PVC應用持強烈反對態(tài)度,BVN應用將大幅度減少。目前省內(nèi)外一些廠家已經(jīng)能夠生產(chǎn)供應符合國際標準的系列尼龍護套電線產(chǎn)品。
5.4預制分支電纜得到廣泛應用
預制分支電纜由日本研制開發(fā),九十年代中期開始引入我國。短短幾年,國內(nèi)一些廠家已經(jīng)掌握和解決了相關關鍵技術(shù)和制造工藝,產(chǎn)品性能和質(zhì)量已經(jīng)達到國際標準,并且在建筑工程中得到了廣泛應用。與插接母線槽相比較,預制分支電纜的絕緣、防水、抗震、分支可靠性和經(jīng)濟指標十分突出,尤其適用于負荷較為穩(wěn)定的樹干式配電系統(tǒng),建筑工程應用前景十分廣闊。
5.5出現(xiàn)防鼠、防白蟻電纜新品種
研究結(jié)果表明,老鼠啃咬電線電纜不僅是磨牙,而是作為進食的一部分;南方地區(qū)潮濕場所電纜遭受白蟻危害案例逐漸增多。建筑工程電線電纜防鼠、防白蟻危害工作不容忽視。國內(nèi)一些廠家已經(jīng)能夠生產(chǎn)符合標準的系列防鼠、防白蟻電線電纜產(chǎn)品。
6、通信干線光纜接入日益普及,大對數(shù)市內(nèi)通信電纜應用受到限制
全塑市話電纜在“八五”期間就已取代紙話纜,目前市話電纜以HYA(聚烯烴絕緣聚烯烴護套)為主體。近年來光纖進樓、光纖入小區(qū)、經(jīng)過用戶端光電轉(zhuǎn)換的傳輸方式日益普及,大對數(shù)、特別是800對及以上市話電纜應用將大幅度減少。
7、CATV同軸電纜出現(xiàn)新產(chǎn)品
CATV同軸電纜是通信電纜中第三大品種,在經(jīng)歷了實心、化學發(fā)泡、藕狀三種絕緣結(jié)構(gòu)后,于九十年代出現(xiàn)第四代物理發(fā)泡絕緣結(jié)構(gòu)型式,其纜芯除了采用銅線外,還使用銅包鋁線,技術(shù)性能和經(jīng)濟指標都得到提高。
8、數(shù)字對稱通信電纜得到廣泛應用
隨著智能化建筑和智能化小區(qū)的不斷發(fā)展,五類、超五類數(shù)字對稱電纜在建筑工程中廣泛采用。國外超五類、六類電纜已普遍應用,七類電纜正在研制中。國內(nèi)廠家已能大量生產(chǎn)五類、超五類電纜,性能達到國際標準。
9、加入WTO對國內(nèi)電線電纜行業(yè)及市場的影響
總體上看,國內(nèi)電線電纜行業(yè)勞動生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性及技術(shù)開發(fā)能力與先進國家存在較大差距。加入WTO后,我國關稅將進一步下調(diào),到2005年下降到9.44%。事實上1997年我國電線電纜的進口關稅為15%,因此關稅對電線電纜行業(yè)和市場造成的影響是有限的。根據(jù)電線電纜行業(yè)專題研究報告,加入WTO后對行業(yè)及市場的影響主要體現(xiàn)為:
①對高科技、高附加值的電纜品種(如110kv以上交聯(lián)電纜、光纜及高溫防火特種電纜)影響較大,市場價格將呈不斷降低之勢。
②對國內(nèi)尚未形成批量生產(chǎn),價格較高,質(zhì)量尚未穩(wěn)定的線纜品種沖擊較大,此類產(chǎn)品有自溫控電纜,光纖復合電氣裝備用線纜,高強度高導電耐蝕鋁合金線等。
③對批量常用規(guī)格影響較大:由于常用規(guī)格便于大規(guī)模生產(chǎn),國外制造商具有規(guī)模生產(chǎn)成本優(yōu)勢,將對國內(nèi)市場產(chǎn)生重要影響。此類產(chǎn)品有10~35kv交聯(lián)電纜、用戶光纜等。
④對常規(guī)配套用電線電纜影響不大:此類產(chǎn)品生產(chǎn)工藝相對簡單,加上我國勞動力廉價,國外制造商很難與我國企業(yè)競爭。這類產(chǎn)品如大多數(shù)電氣裝備用電線電纜、鋼芯鋁絞線、1kv電纜等。
三、電線電纜技術(shù)應用存在問題與發(fā)展方向
(一) 存在問題
1、成熟的電線電纜新技術(shù)新產(chǎn)品尚未得到充分推廣應用。省內(nèi)建筑用電線選型仍然以聚氯乙烯絕緣為主,交聯(lián)電線應用處于起步狀態(tài);低壓交聯(lián)電纜、阻燃和無鹵低煙電線電纜應用不夠普及,與先進國家和地區(qū)存在明顯差距。
2、有關設計規(guī)范相對滯后,亟待完善更新。現(xiàn)行設計規(guī)范對在不同類別和等級的建筑工程中應用阻燃、無鹵低煙、耐火和礦物絕緣電線電纜缺乏明確具體的條文規(guī)定,設計人員對電線電纜無鹵低煙、阻燃和耐火等級含義及其適用場合缺乏深入了解,設計應用水平參差不齊。
3、部分工程設計未正確執(zhí)行設計規(guī)范,電線電纜選擇未**考慮負荷電流、機械強度、敷設環(huán)境條件、動熱穩(wěn)定、線路保護要求、電壓損失、諧波電流等因素影響,絕緣水平和外護層選型不符合規(guī)范及敷設和使用環(huán)境要求;一些工程施工安裝不符合設計及施工安裝規(guī)程規(guī)范,如安裝接續(xù)工藝不可靠,線路遭受機械損傷、機械應力和外部環(huán)境影響,線路絕緣水平不夠等。
4、市場經(jīng)濟秩序不夠規(guī)范,產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控力度不足,部分偽劣產(chǎn)品混入建筑市場。
(二) 發(fā)展方向
1、電線電纜載流量將**采用國家標準GB/T 16895.15-2002
我國長期沒有制定電線電纜載流量的國家標準,現(xiàn)行省編《電線電纜選用手冊》是根據(jù)上海電纜研究所《電線電纜手冊》編制的。該手冊與IEC標準相比較,品種規(guī)格不夠齊全,試驗條件不夠科學**,載流量數(shù)據(jù)普遍偏大。等同采用IEC標準的國家標準《建筑物電氣裝置--布線系統(tǒng)載流量標準》GB/T16895.15-2002已于2002年2月28日發(fā)布,2003年3月1日起實施。省內(nèi)專業(yè)學會和設計單位將組織認真學習,**貫徹實施。
2、擴大交聯(lián)電纜的應用范圍,逐步取代PVC電纜。在建筑工程中推廣使用交聯(lián)聚烯烴絕緣電線。
3、在高層建筑、地下建筑、重要和人員密集的公共建筑物中推廣使用阻燃和無鹵低煙電線電纜,鼓勵使用環(huán)保型電線電纜,在上述場合中逐步限制使用聚氯乙烯絕緣電線電纜。
4、隨著相關技術(shù)規(guī)范的更新完善,耐火和礦物絕緣電線電纜在消防系統(tǒng)中的應用將更加規(guī)范。
5、除室外架空線外,銅芯電線電纜將在建筑工程應用中占主導地位。
6、隨著智能建筑和智能化小區(qū)的大量開發(fā)建設,高指標數(shù)字對稱電纜、射頻電纜和光纜等弱電線纜將在建筑工程中得到廣泛應用。
7、進一步規(guī)范電線電纜市場經(jīng)濟秩序,建筑工程電線電纜質(zhì)量監(jiān)控體系將更加嚴格有效。
8、進一步健全企業(yè)科研開發(fā)和工程推廣應用機制,電線電纜新產(chǎn)品新技術(shù)將在建筑工程中得到及時應用。
四、建筑用電線電纜技術(shù)與產(chǎn)品公告目錄
技術(shù)與產(chǎn)品類別 主要技術(shù)指標 常用型號 優(yōu)選 適用 限 制 淘汰 時限及范圍 備 注
35kv及以下交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜 應符合GB12706.3-1991 YJY、YJV、YJY22、YJV22等√ 載流量大,過載能力強,壽命長,無鹵(YJV護套含鹵)
1kv及以下聚氯乙烯絕緣電纜GB12706.2-1991 VV、VV22、KVV等√ 一般工程適用,在人員密集的公共建筑物中限制使用 載流量低和過載能力較差,使用壽命較短,黑煙、高鹵
450/750v及以下聚烯烴絕緣電線JB/T報批稿BYJ、BYJ105、BYJ125、BYJ150√ 載流量大,過載能力強,壽命長,無鹵
450/750v及以下聚氯乙稀絕緣尼龍護套電線 應符合JB/T10261-2001 BVN、BVNVB、BVN-90√ 機械性能優(yōu)越
450/750v及以下聚氯乙烯絕緣布電線 應符合GB5023.3-1997GB8734-1998BV、RV、BVV、RVV、BVVB等√ 一般工程適用,在人員密集的公共建筑物中限制使用 載流量低和過載能力較差,使用壽命較短,黑煙、高鹵
附錄A:電線電纜常用名詞術(shù)語:
V──聚氯乙烯絕緣或護套(有外護層的電纜,代號表示內(nèi)襯層)
Y──聚乙烯絕緣或護套(有外護層的電纜,代號表示內(nèi)襯層)
PVC──聚氯乙烯絕緣混合物
PE──聚乙烯絕緣料
XLPE──交聯(lián)聚乙烯絕緣料
XJ──橡皮絕緣
YJ──交聯(lián)聚乙烯絕緣
EPR—乙丙橡皮絕緣
EM—具有阻燃性的生態(tài)材料電纜,簡稱環(huán)保型電纜
氧指數(shù)(極限氧指數(shù))──在規(guī)定的試驗條件下,材料在氧氣和氮氣的混合氣流中,剛好維持有焰(燭樣)燃燒所需的*低氧濃度,用氧的百分率表示。
交聯(lián)──借助物理或化學方法,使塑料由線性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻g網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的過程,常見有輻照交聯(lián)、化學交聯(lián)和硅烷交聯(lián)三種,硅烷交聯(lián)和輻照交聯(lián)應用*為廣泛。
阻燃──在規(guī)定的試驗條件下試樣被燃燒所具有的阻止或延緩火焰蔓延的性能。
耐火──在規(guī)定的試驗條件下被燃燒而在一定時間內(nèi)仍能保持正常運行的性能。
低煙──在規(guī)定的試驗條件下,試樣受分解或燃燒釋放出的煙比較少。
透光率──透射光強度與入射光強度的比值,用百分率表示。
無鹵── 不含鹵素,燃燒產(chǎn)生的腐蝕性較低。
中國電纜行業(yè)概況