多種電纜外皮的特性說明

2020-12-02 千家智客

導讀

一直以來，業界關於網絡數據線纜外皮的特性問題爭論不休，比如外皮能否滿足阻燃或低煙的標準？是否需要含有高燃點、抗燃性，但是在大火中卻會釋放出有毒氣體的滷素？網絡布線專業人士、廣大的網絡用戶甚至在不同地區的標準組織之間，都存在分歧。隨著集成語音、數據及圖像為一體的、多媒體寬帶的、融合的網絡時代的到來，網絡布線更將深入千家萬戶，正確認識網絡數據電纜外皮的組成成份及其特性，對於未來網絡的建設者及用戶的工作和生活都是很重要的。

一直以來，業界關於網絡數據線纜外皮的特性問題爭論不休，比如外皮能否滿足阻燃或低煙的標準？是否需要含有高燃點、抗燃性，但是在大火中卻會釋放出有毒氣體的滷素？網絡布線專業人士、廣大的網絡用戶甚至在不同地區的標準組織之間，都存在分歧。隨著集成語音、數據及圖像為一體的、多媒體寬帶的、融合的網絡時代的到來，網絡布線更將深入千家萬戶，正確認識網絡數據電纜外皮的組成成份及其特性，對於未來網絡的建設者及用戶的工作和生活都是很重要的。


對於網絡數據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於使用UTP還是採用FTP屏蔽產品一樣，爭論已久，互不相讓。目前，北美、南美、亞太及中國等均採用基於北美的電纜防火標準UL及NEC(NationalElectricalCode),歐洲部分地區則採用低含滷或低煙無滷素綠色環保型電纜標準。

外皮含滷素之爭

目前全球大部分地區敷設的電力及通信電纜均含有滷素，該類線纜在燃燒時會散發出有毒霧狀化學物質。在火中，含滷纜會產生酸性氣體，有損工人的鼻子、嘴和喉嚨，煙霧還使受害者容易迷失方向，難以逃離大火現場。

認識到這一潛在的危害性，部分歐洲國家已將無滷纜作為電力與通信線纜的標準。但是，美國國家電氣法規卻明確規定：通信網必須使用具有含滷素包層的超五類或六類UTP(非屏蔽雙絞線)網絡電纜。這是因為，含滷電纜雖然具有重要缺陷，但滷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，那麼就不會引起燃燒，從而散發出有毒的煙霧。

事實上，有些火災就是因為電纜本身通電時間較長導致過熱而引起的。無滷線纜因為燃點低，所以更易引起火災，而滷絕緣層可以更好地防止電纜自燃。但是，如果電纜已經處於火場，那麼其產生的煙霧就會導致生命中毒。上述這些矛盾在滷素的應用中一直是業界爭論的焦點。

現在，電纜滷素的擁護者，包括美國聯邦公司和Goodrich等公司佔據著技術主導地位。滷素的反對者期望更能夠說服NFPA(美國防火協會)修改當前的標準，停止使用滷素或允許在建築物的通風處使用無滷纜。

這不是無滷纜提倡者首次試圖修改標準，但迄今為止都未成功。最主要的原因在於，主幹線槽內電纜自燃性的竄層燃燒使人們不易進行區域防火控制，從而引起整棟大廈的火災，而且低燃點極易產生火源。另一主要原因是無證據證實無滷纜確能拯救生命(因為房屋內還存在大量其他裝飾物也含有滷素)。

按照現行美國建築法案規定，惟一能合法安裝的無滷纜是將電纜置於金屬導管中，這卻使整個布線系統的成本翻了一倍。因此，多數歐洲國家包括法國、義大利和英國等均轉向使用有滷纜。在歐洲的通信電纜中，目前無滷線纜佔約25%的比例，而在北美及世界大部分地區，有滷纜則超過98%的市場。布線廠家Avaya公司則針對不同標準、不同區域用戶，推出了全系列的數據線纜解決方案，以滿足不同用戶需求。

無滷素的優點

無滷素的特點是：燃點低、易燃燒但毒性小。目前涉及線纜的相關國際標準主要關注三個問題：防火性(電纜燃燒的速度)、煙的密度(產生多少可見煙)和有毒性(對人體產生多大的損害)。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滷素添加到電纜絕緣層的聚合物中，其PVC電纜含有氯，而FEP(Teflon特氟瓏聚四氟乙烯)電纜含有氟。

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，它比通常無滷纜最高可忍受150℃的溫度要高數倍，同時FEP也是一種高效的絕緣體。因此，FEP非常適用於製作傳輸高速數據的電纜，是目前通風處廣泛採用超五類UTP的關鍵因素。在高樓豎井和其他通風地方，FEP電纜已大量取代了PVC電纜。歐洲有些國家的標準不同，為了符合嚴格的防毒性規範，電纜生產商不使用滷素，代之以金屬加入到聚乙烯和聚內烯電纜絕緣層中。當受熱時，這種線纜只散發出毒性很小的可見蒸氣。但是，這種無滷纜的防火性能不如含滷纜，並且其絕緣層很快會燃燒。因此，無滷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要求。

電纜毒性之爭

當PVC電纜燃燒時會散發出氟化氫和二氧化物氣體，它們被綠色和平組織確定為「科學已知的、具有毒性的合成化學物」。當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。這種超級毒素從未被人類正確認識，現在對它的研究也已停止了，但也有人認為這種超級毒素僅是實驗中的產品，現實中並不存在。

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，將煙通過導管傳送到4隻白鼠所在的空間，觀察直至有2隻白鼠死亡。這時燃燒的絕緣層重量就為一個LC50的毒性單元，意即這麼多的絕緣層在燃燒時將殺死半數的受試動物。通過這個測試，人們發現，FEP電纜的毒性是PVC纜的1.5倍，是無滷纜的5倍。FEP支持者則認為，這個測試只是學術性的，因為測試環境並不是真實的火災現場，而且在建築物中達到釋放那些有毒氣體所需的溫度時，無論什麼人都會因為溫度太高（800℃）而早已死去了。


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