多种电缆外皮的特性解析

多种电缆外皮的特性解析

一直以来，业界关于网络数据线缆外皮的特性问题争论不休，比如外皮能否满足阻燃或低烟的标准？是否需要含有高燃点、抗燃性，但是在大火中却会释放出有毒气体的卤素？网络布线专业人士、广大的网络用户甚至在不同地区的标准组织之间，都存在分歧。随着集成语音、数据及图像为一体的、多媒体宽带的、融合的网络时代的到来，网络布线更将深入千家万户，正确认识网络数据电缆外皮的组成成份及其特性，对于未来网络的建设者及用户的工作和生活都是很重要的。

    对于网络数据线缆外皮的选择及标准，北美与欧洲的标准组织和厂家就像他们对于使用 UTP还是采用FTP屏蔽产品一样，争论已久，互不相让。目前，北美、南美、亚太及中国等均采用基于北美的电缆防火标准UL及NEC(National Electrical Code),欧洲部分地区则采用低含卤或低烟无卤素绿色环保型电缆标准。

    外皮含卤素之争

    目前全球大部分地区敷设的电力及通信电缆均含有卤素，该类线缆在燃烧时会散发出有毒雾状化学物质。在火中，含卤缆会产生酸性气体，有损工人的鼻子、嘴和喉咙，烟雾还使受害者容易迷失方向，难以逃离大火现场。

    认识到这一潜在的危害性，部分欧洲国家已将无卤缆作为电力与通信线缆的标准。但是，美国国家电气法规却明确规定：通信网必须使用具有含卤素包层的超五类或六类UTP(非屏蔽双绞线)网络电缆。这是因为，含卤电缆虽然具有重要缺陷，但卤素本身却具有很强的抗燃性及高燃点，如果电缆根本不着火或很难着火，那么就不会引起燃烧，从而散发出有毒的烟雾。

    事实上，有些火灾就是因为电缆本身通电时间较长导致过热而引起的。无卤线缆因为燃点低，所以更易引起火灾，而卤绝缘层可以更好地防止电缆自燃。但是，如果电缆已经处于火场，那么其产生的烟雾就会导致生命中毒。上述这些矛盾在卤素的应用中一直是业界争论的焦点。

    现在，电缆卤素的拥护者，包括美国联邦公司和Goodrich等公司占据着技术主导地位。卤素的反对者期望更能够说服NFPA(美国防火协会)修改当前的标准，停止使用卤素或允许在建筑物的通风处使用无卤缆。

    这不是无卤缆提倡者首次试图修改标准，但迄今为止都未成功。最主要的原因在于，主干线槽内电缆自燃性的窜层燃烧使人们不易进行区域防火控制，从而引起整栋大厦的火灾，而且低燃点极易产生火源。另一主要原因是无证据证实无卤缆确能拯救生命 (因为房屋内还存在大量其他装饰物也含有卤素)。

    按照现行美国建筑法案规定，惟一能合法安装的无卤缆是将电缆置于金属导管中，这却使整个布线系统的成本翻了一倍。因此，多数欧洲国家包括法国、意大利和英国等均转向使用有卤缆。在欧洲的通信电缆中，目前无卤线缆占约25%的比例，而在北美及世界大部分地区，有卤缆则超过98%的市场。布线厂家Avaya公司则针对不同标准、不同区域用户，推出了全系列的数据线缆解决方案，以满足不同用户需求。

    无卤素的优点

    无卤素的特点是：燃点低、易燃烧但毒性小。目前涉及线缆的相关国际标准主要关注三个问题：防火性(电缆燃烧的速度)、烟的密度(产生多少可见烟)和有毒性(对人体产生多大的损害)。美国防火标准只涉及了前两个问题，但它却在使用上更为广泛和严格，要满足美国标准必须将卤素添加到电缆绝缘层的聚合物中，其PVC电缆含有氯，而FEP(Teflon特氟珑聚四氟乙烯)电缆含有氟。

    FEP具有很强的防火性，在燃烧冒烟解体之前可以忍受高达800℃以上的温度，它比通常无卤缆最高可忍受150℃的温度要高数倍，同时FEP也是一种高效的绝缘体。因此，FEP非常适用于制作传输高速数据的电缆，是目前通风处广泛采用超五类UTP的关键因素。在高楼竖井和其他通风地方，FEP电缆已大量取代了PVC电缆。欧洲有些国家的标准不同，为了符合严格的防毒性规范，电缆生产商不使用卤素，代之以金属加入到聚乙烯和聚内烯电缆绝缘层中。当受热时，这种线缆只散发出毒性很小的可见蒸气。但是，这种无卤缆的防火性能不如含卤缆，并且其绝缘层很快会燃烧。因此，无卤缆不能符合严格的美国防火标准，要达到通风及抽风处级别的防火要求，就不得不加入过量的金属氢氧化物，从而影响线缆性能及技术要求。

    电缆毒性之争

    当PVC电缆燃烧时会散发出氟化氢和二氧化物气体，它们被绿色和平组织确定为“科学已知的、具有毒性的合成化学物”。当FEP电缆燃烧时，它释放出无色、无味，但毒性比氯化氢更强的氟化氢。有测试表明，在FEP烟雾中还存在另外一种危险气体。这种超级毒素从未被人类正确认识，现在对它的研究也已停止了，但也有人认为这种超级毒素仅是实验中的产品，现实中并不存在。

    欧洲的Anderson实验室使用被称为匹兹堡测试的方法(此方法由匹兹堡大学发表)来测量电缆外皮的毒性。在测试中，燃烧一定量的绝缘层，将烟通过导管传送到4只白鼠所在的空间，观察直至有2只白鼠死亡。这时燃烧的绝缘层重量就为一个LC50的毒性单元，意即这么多的绝缘层在燃烧时将杀死半数的受试动物。通过这个测试，人们发现，FEP电缆的毒性是PVC缆的1.5倍，是无卤缆的5 倍。FEP支持者则认为，这个测试只是学术性的，因为测试环境并不是真实的火灾现场，而且在建筑物中达到释放那些有毒气体所需的温度时，无论什么人都会因为温度太高（800℃）而早已死去了。