随着经济社会的高速发展,建筑设施和人口相对密集的城镇街道、厂矿企业、住宅小区的用户配电变压器(变电站)的电压等级普遍提高到35千伏,远离城市中心的国家电网与用户配电变压器之间及用户配电网内部均需用35千伏级及以下的电力电缆连接,从而使35千伏级的电缆的需求急剧攀升。由于电力电缆需穿越建筑设施和人口相对密集的区域,而这些区域的电力电缆因受复杂自然因素的影响更易发生电力事故,为了使电力事故不会酿成火灾,或在遭受火灾破坏的情况下不会使电力电缆酿成次生事故,要求电力电缆需具有可靠的防火功能。
截至2013年12月,已有的中高压防火电缆普遍采用多根铜丝绞合而成的铜芯导体结构,需使用大量的铜,而中国是铜资源极为匮乏的国家,并且由于铜丝易氧化,特别是在高温作用下会加快氧化速度,而氧化会带来流通截面的下降,从而导致载流量的下降。为此人们尝试采用铝合金替代铜芯导体,其优点如:在确保电缆载流量的同时可使电缆重量减少约30%、成本减少约35%以上,重量的减轻使电缆易于运输、安装敷设,同时,因为铝合金丝在发生氧化时,表面会形成一层薄薄的氧化铝抗氧层,能很好避免内部继续氧化,所以有效避免了如铜丝氧化带来的通流截面下降的问题,提高了电缆载流量的稳定性。但是与铜合金的熔点可达到1000℃以上相比,由于铝合金的熔点温度一般不会超过670℃,而防火电缆的国家标准要求包括在750℃的温度下经受90分钟的耐火试验,因此,铝芯电缆的防火能力不可能达到防火电缆的标准要求,故2013年12月以前的防火电缆都采用铜芯导体。
中国实用新型专利201220048583.1公开了一种采用三层防火结构的波纹管护套防火电缆,第一道防火层采用紫铜波纹管,第二道防火层采用矿物粉泥(耐火土),第三道防火层采用耐高温云母带,由于紫铜波纹管虽然在1000℃以下不能熔化,但能迅速传热,第一道防火层仅起到隔离火焰的作用,不能起到隔热的效果;第二道防火层虽然能能耐高温,并在陶瓷化过程中能降温,但由于陶瓷化降温过程很短,而从紫铜波纹管传入的高温是持续的,因此陶瓷化降下的温度很快被传入的温度抵消,而陶瓷化了的耐火土仍然能传热,在外界持续高温的作用下,高温很快传入到绝缘层,采用无卤低烟阻燃聚烯烃的绝缘层虽能阻燃,但在200℃以上的高温下会产生塑性变形,从而导致绝缘层的绝缘失效。由此可见,2013年12月以前的防火电缆只能采用铜芯导体,不能采用铝合金导体,另外它不能满足中高压电缆的防火标准要求和耐压等级要求。