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圖1 非金屬耐火光纜結(jié)構(gòu)

根據(jù)IEC 60331-25:1999標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，取足夠長度的光纜試樣，以750℃的火焰溫度，燃燒90min，冷卻15min，經(jīng)3次重復(fù)性試驗(yàn)，基于耐火光單元的非金屬光纜線路完整性測(cè)試結(jié)果見表1。

表1 基于耐火光單元的非金屬光纜線路完整性測(cè)試

由表1可知，基于耐火光單元的非金屬光纜的耐火性能滿足IEC 60331-25:1999要求。

提高光單元燃燒后的穩(wěn)定性，是保證非金屬耐火光纜在冷卻階段線路完整性的關(guān)鍵，采用耐火光單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其典型結(jié)構(gòu)為半干式雙護(hù)套，從內(nèi)向外依次為基于耐火光單元的纜芯、陶瓷化阻燃聚烯烴料、玻璃纖維編織帶、阻燃外護(hù)套，很好地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)非金屬光纜在耐火性能方面的不足。

基于耐火光單元的非金屬光纜耐火性能已滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，但依然存在原材料及加工成本高的缺點(diǎn)。因此，本工作從原材料選型的角度對(duì)光纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化，分別對(duì)比驗(yàn)證了采用常規(guī)阻燃料替代陶瓷化聚烯烴、云母帶替代玻纖編織帶的結(jié)構(gòu)對(duì)光纜耐火性能的影響，優(yōu)化方案見表2。

表2 非金屬耐火光纜原材料選型優(yōu)化

由表2可知，內(nèi)護(hù)層分別采用常規(guī)阻燃料替代陶瓷化聚烯烴、云母帶替代玻璃纖維編織帶，經(jīng)驗(yàn)證，3種方案的非金屬光纜在750℃的溫度下，燃燒90min后冷卻15min，光纖均未發(fā)生斷裂，耐火性能均合格。非金屬耐火光纜原材料選型優(yōu)化方案2中，外徑減小，原材料及加工成本明顯降低。

目前廣泛應(yīng)用的非金屬耐火光纜仍然延續(xù)了典型的雙護(hù)套結(jié)構(gòu)，為了進(jìn)一步探究光纜結(jié)構(gòu)可優(yōu)化的空間，單獨(dú)對(duì)耐火光單元制備的纜芯進(jìn)行了耐火性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見圖2。

圖2 纜芯結(jié)構(gòu)耐火性能測(cè)試

由圖2可知，纜芯在750℃火焰溫度下燃燒90min及冷卻15min過程中，光纖未發(fā)生斷裂，說明采用耐火層被覆松套管結(jié)構(gòu)的耐火光單元給管內(nèi)光纖提供了一個(gè)非常穩(wěn)定的內(nèi)部空間，對(duì)非金屬耐火光纜的耐火性能起到?jīng)Q定性作用，為今后非金屬耐火光纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考。

經(jīng)驗(yàn)證，非金屬耐火光纜將雙護(hù)套結(jié)構(gòu)優(yōu)化為單護(hù)套結(jié)構(gòu)，纜芯可以不需要外被覆云母帶，典型結(jié)構(gòu)為耐火光單元的纜芯+阻燃外護(hù)套，結(jié)構(gòu)圖見圖3。

圖3 新型非金屬耐火光纜單護(hù)套典型結(jié)構(gòu)

經(jīng)第三方測(cè)試，單護(hù)套結(jié)構(gòu)的非金屬光纜耐火性能也滿足IEC 60331-25:1999要求。非金屬耐火光纜由雙層護(hù)套結(jié)構(gòu)優(yōu)化為單層護(hù)套結(jié)構(gòu)，在相同的松套管尺寸下，光纜外徑至少減小25%，質(zhì)量更輕，運(yùn)輸與敷設(shè)也更便捷，可適應(yīng)特定場(chǎng)景下的應(yīng)用需求。