CMP阻燃線纜的特點
一、CMP的定義
CMP,即“Communications plenum cable”,中文可以解釋成是“水平通風空間布線用纜”。它是美國UL阻燃分級中眾多等級的一種。它具有高阻燃、低煙、低熱、低毒、無滴漏的特點。是目前弱電通信系統(tǒng)中使用的阻燃等級最高的線纜產(chǎn)品。不僅通過嚴格的測試標準,而且符合國內(nèi)2013年度最新發(fā)布的《數(shù)據(jù)中心安全電纜使用白皮書》中提及的安全線纜的要求。
二、CMP線纜的結(jié)構(gòu)及材料組成
CMP四對雙絞線線纜的產(chǎn)品結(jié)構(gòu),和其它四對雙絞線結(jié)構(gòu)是一樣的。就拿常見的六類雙絞線來看。其結(jié)構(gòu)包括線纜的外護套、線纜中心十字骨架、撕裂繩、芯線的絕緣層,以及8根銅導(dǎo)體。如下圖所示:

雖然結(jié)構(gòu)一樣,但是組成CMP高阻燃線纜的材料卻和其它阻燃等級的線纜有很大不同(比如常說的PVC線纜和低煙無鹵線纜)。CMP線纜的外護套使用的是專用的低煙、阻燃PVC(聚氯乙烯)材料,而其它低等級的阻燃線纜使用的是普通阻燃PVC材料,亦或是加了阻燃劑的PE(聚乙烯)或EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)材料。CMP線纜的中心十字骨架采用FEP(氟塑料)材料,而其它低阻燃等級的線纜十字骨架一般采用PE材料。CMP線纜8芯線的絕緣層采用的是FEP材料,而其它低等級阻燃線纜的絕緣層采用的是PE材料,這是CMP線纜和其它阻燃等級的線纜材料上的最大區(qū)別。具體對應(yīng)關(guān)系,見下表所示:

不同的材料,就決定了各種線纜不同的防火阻燃特性。
三、CMP線纜的判定
CMP線纜使用了低煙、阻燃PVC外護套和FEP的絕緣層材料,是否意味著線纜產(chǎn)品只要使用了這兩種材料,就可以稱之為CMP線纜呢?答案是否定的。那怎樣衡量或判定一根線纜的阻燃等級是否達到CMP級呢?這就需要通過嚴格的測試條件才能做出回答。
CMP阻燃等級測試是美國UL阻燃測試中的一種,它采用的是斯坦納通道(Steiner Tunnels)試驗方法。在每秒7立方米的空氣流通環(huán)境中對電纜或者光纜的火焰蔓延距離和煙霧濃度進行測試。測試采用水平燃燒的測試方法,利用87.9KW煤氣爐烘烤爐做為火源,測試時間持續(xù)20分鐘,最大火焰蔓延距離為1.5米,最大煙密度為0.5,平均煙密度為0.15。只要符合上述的測試方法及測試要求的數(shù)據(jù)值,不管該產(chǎn)品使用何種材料制成,其阻燃等級都可以稱之為CMP
級。反之,即使材料使用了低煙、阻燃PVC加FEP,如達不到上述測試要求,阻燃等級同樣不能說達到CMP級。各種線纜詳細的測試方法及判定條件見下表:

四、CMP線纜的安全特性
1.CMP線纜的阻燃特性:
通信線纜的阻燃特性,主要是指能延緩火焰沿著線纜蔓延使火災(zāi)不致擴大的特性。也就是說,一旦發(fā)生火災(zāi),該通信線纜在遇火后本身難以燃燒或者只能緩慢燃燒,而且在阻斷火源后,一定延燃距離內(nèi),一定時間內(nèi)火焰自動熄滅的特性。以達到阻止火勢擴大的目的。線纜的阻燃特性是其安全性最重要的部分,是整根線纜安全性的基礎(chǔ),線纜具備了很好的阻燃特性后,才能阻止燃燒的發(fā)生,從而才能確保其它所有安全性能。
CMP線纜最突出的特點即是其優(yōu)異的阻燃性能。上表已經(jīng)明確說明用88KW功率的火源,水平通風測試20分鐘,其火焰蔓延的距離也不超過1.5米。能夠確保一旦發(fā)生火災(zāi),CMP線纜不會像其它線纜一樣成為火場中的燃料,也不會像其它線纜一樣成為大火的引導(dǎo)線。

又圖是截取三種線纜的阻燃試驗測試圖,第一種線纜是通過IEC 60332-1標準測試要求的,第二種線纜是通過IEC 60332-3標準測試要求的,第三種線纜是通過HIFT(相當CMP)標準測試要求的。我們可以看到,在7分25秒時,第一種線纜燃起熊熊大火,而且?guī)в袧鉄?第二種線纜也燃起了熊熊大火,只有第三種達到CMP級的線纜,并沒有起火燃燒。
2.CMP線纜的低煙特性:
在火災(zāi)發(fā)生時,經(jīng)常是未見大火,已見濃煙。滾滾濃煙,不僅使人睜不開眼,看不見逃生的路線,同時其攜帶的大量塵埃及未完全燃燒的顆粒物質(zhì),導(dǎo)致人員窒息而亡。根據(jù)有關(guān)國家火災(zāi)統(tǒng)計資料中對火災(zāi)死亡人數(shù)的分析,死于煙熏窒息占絕大多數(shù)。而在被火燒死的人數(shù)中,多數(shù)經(jīng)法醫(yī)判斷也是先窒息暈倒后被火燒致死。
CMP線纜的另一測試重點即是產(chǎn)品燃燒后的煙密度。在美國NEC 262標準里及UL910測試要求對CMP等級電纜的煙氣要求是:最大煙密度< 0.5,平均煙密度<0.15。保證火災(zāi)現(xiàn)場的透光度,確保火場中的人員能夠順利逃生。
3.CMP線纜的低熱特性:
產(chǎn)品熱特性,是考慮產(chǎn)品在火災(zāi)中完全燃燒所能釋放出來的熱量。而熱量的釋放,直接導(dǎo)致溫度的升高。而高溫是導(dǎo)致材料不斷燃燒的根源。如果溫度不夠高,就算有火源的產(chǎn)生,也不會導(dǎo)致周邊其它材料的燃燒,反之,就算火源沒有直接接觸到材料,但是其溫度足夠高,產(chǎn)生了大量的熱量,同樣會導(dǎo)致附近的物品燃燒。
在考慮材料熱能釋放特性時,除了要看熱能釋放的程度,還要看熱能釋放的時間點。熱能釋放的越少,釋放的越晚,越有利于火災(zāi)的控制。
CMP線纜在UL910測試時雖沒有要求測試熱量釋放,但低熱特性也是CMP線纜的另一個突出特性。因為其本身的主要材料為FEP(氟塑料),F(xiàn)EP本身不燃燒(氧指數(shù)為95,即只有在95%氧純度的環(huán)境下才能燃燒,自然環(huán)境不可能存在),只有在溫度高達500℃以上時,才開始慢慢分解。所以其熱量釋放非常少,不會導(dǎo)致周邊環(huán)境溫度的急劇升高,避免火勢的持續(xù)擴大。下圖是CMP線纜和低煙無鹵線纜燃燒時釋放熱量的比較。CMP線纜釋放的熱量是低煙無鹵線纜釋放熱量的1/4或1/5。

4.CMP線纜的低毒特性:
此處講的低毒性,是相對其它非CMP級通訊線纜而言的。通常這個特性被很多人誤解。認為CMP線纜在火場中會產(chǎn)生大量的劇毒物質(zhì),并遠遠超出其它線纜,尤其是低煙無鹵線纜在火場中產(chǎn)生的有毒物質(zhì)。但實際情況是這樣的嗎?答案是否定的。通過國內(nèi)權(quán)威機構(gòu)、遵循GB/T20285-2006《材料產(chǎn)煙毒性尾纖分級》標準要求的檢測,同樣長度的CMP線纜和低煙無鹵線纜,在完全燃燒后的毒性通過小白鼠試驗,毒性等級都為ZA3級,證明CMP線纜燃燒后的毒性和低煙無鹵線纜毒性相當。
而如果在現(xiàn)實的火場中,CMP線纜本身的高阻燃特性及耐高溫性,不僅可延遲火勢蔓延,也會減緩毒性氣體的產(chǎn)生。而且其本身材料FEP的難燃特性,也減少了火場中的耗氧量。更有利于保證人員生命安全。
5.CMP線纜的無滴漏特性:
火災(zāi)現(xiàn)場中火焰的滴漏,是導(dǎo)致火災(zāi)蔓延的另一主因。尤其是現(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心,目前推薦采用敞開式橋架敷設(shè)的方式。在此環(huán)境下,一旦通信線纜著火,其火焰很有可能沿著線纜從吊頂內(nèi)或者架空橋架中滴垂下來,并且附在其它物體上繼續(xù)燃燒,最終導(dǎo)致地面設(shè)施或者其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備燃燒。不僅擴大了火災(zāi)區(qū)域,也加劇了撲滅難度,將造成了更大的損害。
為了了解與管控材料的滴漏特性,在歐盟FIPEC Scenarios 1 &2 測試方法中對滴漏有明確的分級,在測試1200秒內(nèi),觀察線纜的滴漏情況。中國即將頒布的“線纜燃燒性能分級”標準也引用了該測試標準,按滴漏性能從優(yōu)到差分為D0(1200秒內(nèi)無滴漏),D1(1200秒內(nèi)滴漏時間<10秒),D2(1200秒內(nèi)滴漏時間>10秒)三級。而CMP線纜,其主要材料是FEP,而FEP即使在高溫下產(chǎn)生熔融狀態(tài),它也不會滴漏,不燃燒,不分解。這樣就可避免火焰間接向周邊物質(zhì)產(chǎn)生滴漏方式的蔓延。有利于盡快撲滅火勢。
五、CMP線纜的物理及電氣特性
CMP線纜不僅具有以上多種安全特性,在實際的應(yīng)用中,更有良好的物理及電氣特性。
由于CMP線纜的高阻燃特性,在通常的項目布線中,可以允許CMP線纜敞開式布線,不需要穿管或走密封線槽。不僅可以節(jié)省大量的布線管道與線槽,也方面了線纜的布放施工,大大提高了施工效率。對日后線纜的管理和維護也更加方便。
另外,CMP的絕緣層使用的是FEP材料,而FEP材料的介電常數(shù)相對于PE材料的介電常數(shù)比較小(FEP的介電常數(shù)約為2.1,PE的介電常數(shù)為2.25-2.35)。絕緣層介電常數(shù)值越接近1(真空的介電常數(shù)為1),對線纜信號傳輸的影響也越小,線纜的電氣性能就越好。所以,在同等條件下,CMP線纜的特性要優(yōu)于其它線纜。
六、總結(jié)
隨著我國社會的發(fā)展及信息技術(shù)的不斷進步,弱電通訊線纜的防火阻燃日益被國家及各級單位所重視。一些大型的、重要的項目,設(shè)計單位及業(yè)主都已意識到使用防火阻燃線纜的重要性。但基于國內(nèi)布線行業(yè)長期對弱電通訊線纜防火阻燃意識的淡薄,對防火阻燃線纜概念的模糊不清,甚至有種種誤解和錯誤認識,導(dǎo)致了真正阻燃線纜、尤其是高阻燃CMP線纜在實際項目中應(yīng)用的缺乏。
但可喜的是,國內(nèi)第一部國標級線纜阻燃分級標準即將頒布,到時國內(nèi)線纜的阻燃特性將有明確的分級。業(yè)主就能根據(jù)需求明確指定他們想要的阻燃級別線纜。這將對整個阻燃線纜的市場帶來一個良性發(fā)展的環(huán)境。CMP,說到底也只是一種阻燃分級,筆者期待著有那么一天,防火阻燃安全這不再是廠商的呼吁和標準的強制,而成為人們自覺的安全意識,一種對公眾的安全保護意識和社會責任感。









