繼前篇介紹了阻燃電纜與耐火電纜在概念、作用原理、結(jié)構(gòu)及材料等方面的區(qū)別，隨著機(jī)場(chǎng)、地鐵、商場(chǎng)等人群密集的特殊場(chǎng)合下敷設(shè)的電線電纜的燃燒的要求越來(lái)越高，很多規(guī)格的電纜型式試驗(yàn)也都包含了低煙、無(wú)鹵或低鹵、阻燃、低毒、耐火等試驗(yàn)要求。本次簡(jiǎn)要總結(jié)一下電線電纜的燃燒試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)。

1．引言

除各種電纜產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中分別規(guī)定外，電線電纜行業(yè)內(nèi)通用的對(duì)阻燃、耐火電纜做出要求的是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19666-2005《阻燃和耐火電線電纜通則》，此標(biāo)準(zhǔn)中較完善的規(guī)定了電纜的燃燒特性代號(hào)、電纜型號(hào)、指標(biāo)要求、試驗(yàn)方法等，并且在附錄中也給出了常用非金屬材料的推薦指標(biāo)。此外，還有公安部發(fā)布的GA 306.1-2007《阻燃及耐火電纜:塑料絕緣阻燃及耐火電纜分級(jí)和要求 第1部分:阻燃電纜》、GA306.2-2007《阻燃及耐火電纜:塑料絕緣阻燃及耐火電纜分級(jí)和要求 第2部分:耐火電纜》，從性能指標(biāo)高低的角度，對(duì)阻燃和耐火電纜進(jìn)行分級(jí)。

2．燃燒試驗(yàn)方法

GB/T 19666-2005中規(guī)定的電纜燃燒特性代號(hào)、試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)和判定要求見(jiàn)表1，另外，大多數(shù)電纜產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中無(wú)鹵的要求也涵蓋鹵酸氣體總量的要求，同時(shí)，低鹵要求的電纜產(chǎn)品同樣是采用鹵酸氣體總量的試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)試。最新的材料及電纜產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)已增加鹵酸氣體中氫氟酸的測(cè)試方法。

從表1可看出，評(píng)定電線電纜燃燒性能優(yōu)劣的試樣方法，按類型可大致分為燃燒產(chǎn)生煙氣能見(jiàn)度、氣體腐蝕性、火焰蔓延情況、煙氣毒性及用電保障功能的考核，幾個(gè)主要考核指標(biāo)分別為低煙、無(wú)鹵或低鹵、阻燃、低毒、耐火。下文將分別簡(jiǎn)介相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)方法。

表1 電纜燃燒特性代號(hào)、試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)和判定要求

2.1煙密度測(cè)試（低煙）

低煙，指的是燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙塵較少，即透光率（能見(jiàn)度）較高。主要是為了在火災(zāi)情況下，電纜外層非金屬材料燃燒后產(chǎn)生的煙塵較少，現(xiàn)場(chǎng)能見(jiàn)度較高，不影響人員逃生。

現(xiàn)有幾種測(cè)量材料煙密度的方法，如ISO 5659、ASTM 662、NFPA 258、GB/T 8323。

GB/T 17651.2規(guī)定了電纜或光纜燃燒時(shí)的煙密度試驗(yàn)方法和要求，表2規(guī)定了電纜的數(shù)量或線束數(shù)。燃燒時(shí)間為40min，規(guī)定煙密度的最小透過(guò)率≥60%。國(guó)標(biāo)等同IEC 61034-2和EN 61034-2，其中IEC 61034-2已更新至2013版本，而國(guó)標(biāo)仍為1998版本。另外VDE 0482-1034-2、NF C32-073-2、EN 45545-2和DIN 5510-2也采用此方法。BS 6853只是在樣品數(shù)量上略有差別。NF F16-101和NF X10-702則采用NBS煙密度箱，外徑不超過(guò)25.4mm的電纜則垂直平行拼接，外徑超過(guò)25.4mm的電纜，則取出護(hù)套和絕緣測(cè)試。

表2 試樣安裝數(shù)量

2.2 鹵酸氣體、pH值、電導(dǎo)率測(cè)試（無(wú)鹵或低鹵）

無(wú)鹵或低鹵，是指不含鹵素或鹵素含量很少，燃燒產(chǎn)物的腐蝕性較低。目的是在火災(zāi)情況下，避免電纜外層含鹵物種燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的致癌性物質(zhì)，減少人員傷害。

檢測(cè)材料是否含有鹵素的標(biāo)準(zhǔn)方法有EN14582、IEC 60754、IEC 61189、ASTM D 7359、JPCA-ES-01。

GB/T 17650.1用于測(cè)定電纜或光纜的材料燃燒時(shí)釋出鹵酸氣體總量，火焰溫度800℃、時(shí)間20 min。此標(biāo)準(zhǔn)不適合測(cè)量含氟物種和鹵素含量小于5mg/g的樣品，含氟物種的測(cè)試可以參考GB/T 32129-2015，具體試驗(yàn)方法見(jiàn)IEC 60684-2。本標(biāo)準(zhǔn)等同IEC 60754-1和EN 50267-2-1，另外VDE 0482-267-2-1和NF C32-074-21也采用此方法。

GB/T 17650.2用測(cè)量pH值和電導(dǎo)率來(lái)測(cè)定電纜或光纜燃燒時(shí)釋出氣體的酸度，火焰溫度935℃、時(shí)間30 min，等同IEC 60754-2和EN 50267-2-2，另外VDE 0482-267-2-2和NF C32-074-22也采用此

為了測(cè)定電纜或光纜的材料中低鹵含量物種，IEC 60754-3中采用與IEC 60754-3相同的前期處理過(guò)程，最后用離子色譜分析吸收液中鹵素含量，可以測(cè)量F、Cl、Br等物種，精度可達(dá)0.1~10mg/g。目前尚無(wú)對(duì)應(yīng)的國(guó)標(biāo)。

2.3 火焰蔓延測(cè)試（阻燃）

阻燃，是指在規(guī)定試驗(yàn)條件下，試樣被燃燒，在撤去火源后，火焰在試樣上的蔓延僅在規(guī)定范圍內(nèi)并且自行熄滅的特性，即具有阻止或延緩火焰發(fā)生或蔓延的能力；具有以上特性的電線電纜稱為阻燃電線電纜。目的是為了在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，延緩火災(zāi)蔓延，給人員逃生爭(zhēng)取更多的時(shí)間。

GB /T 18380.12規(guī)定了單根絕緣電線或電纜的垂直火焰蔓延試驗(yàn)方法，要求燃燒結(jié)束后炭化高度距上支架下緣距離大于50mm，火焰向下蔓延距離距上支架下緣大于540mm。本標(biāo)準(zhǔn)與IEC 60332-2和EN 60332-2等同。另外BS 4066 Part 1、VDE 0482-332-1-2和VG 95218-2 Method 1均采用此方法。

GB /T 18380.22規(guī)定了單根絕緣細(xì)電線或電纜的垂直火焰蔓延試驗(yàn)方法，要求燃燒結(jié)束后炭化高度距上支架和下支架范圍在50~540mm之間，與IEC 60332-2-2和EN 60332-2-2等同。另外BS 4066 Part 2和VG 95218-2 Method 2均采用此方法。

UL 2556 Section 9.3 (FT1)和Section 9.4 (VW-1)、UL 1581 Section 1060和Section 1080、GB/T 12666.1也針對(duì)單根電纜垂直燃燒試驗(yàn)，采用20°角安裝方式，燃?xì)鈬姛艄┗饛?qiáng)度為500W，燃燒15s后，移開(kāi)15s，持續(xù)5次，記錄炭化百分率、火焰燃燒自熄時(shí)間，并要求試驗(yàn)中不能有滴落物燃燒。UL 2556 Section 9.1 (FT2)、UL 1581 Section 1100 (H)和GB/T 12666.2針對(duì)單根電纜水平燃燒試驗(yàn)，采用20°角安裝方式，燃?xì)鈬姛艄┗饛?qiáng)度為500W，燃燒30s后移開(kāi)，要求炭化長(zhǎng)度不大于100mm，且不能有滴落物燃燒。

GB/T 18380.31~36規(guī)定了成束安裝的火蔓延試驗(yàn)，并根據(jù)試樣非金屬體積不同和供火時(shí)間不同，將燃燒等級(jí)分為A、B、C、D級(jí)別，燃燒后炭化高度不超過(guò)2.5m且有焰燃燒時(shí)間不超過(guò)1h，等同IEC 60332-3和EN 60322-3，另外VDE 0482-332-3、EN 45545-2和DIN 5510-2也與此類似。BS 6853除了樣品數(shù)量和排列的差別外，其他差不多，另外本標(biāo)準(zhǔn)要更嚴(yán)格。

UL 1685 Vertical Tray、UL 2556 section 9.6 Method 1 (UL method)垂直托架試驗(yàn)要求炭化高度應(yīng)低于2.44m。

UL 1685 FT4、IEEE1202、UL 2556 section 9.6 Method 2 (CSA method)、 NFPA130要求炭化高度應(yīng)低于1.5m。

2.4煙氣毒性測(cè)試（低毒）

 煙氣毒性，是指材料燃燒過(guò)程中分解出有毒物質(zhì)，人和動(dòng)物通過(guò)呼吸、感覺(jué)接觸等方式，從而對(duì)人體造成一類傷害。

現(xiàn)有幾種測(cè)量材料有關(guān)電纜材料燃燒產(chǎn)物的毒性評(píng)價(jià)方法主要有兩類，一類是動(dòng)物試驗(yàn)方法，另一類為化學(xué)分析方法。動(dòng)物試驗(yàn)方法最具代表性的為GA l32和DIN53436和JISAl231，通過(guò)熱解的毒性煙氣對(duì)小白鼠的染毒試驗(yàn)而評(píng)價(jià)煙氣毒性?；瘜W(xué)分析方法中最具代表性的幾種方法的異同見(jiàn)表3。

方法為電線電纜行業(yè)普遍使用的“毒性指數(shù)測(cè)定法”，采用英國(guó)艦船標(biāo)準(zhǔn)NES713，通過(guò)計(jì)算14種氣體的毒性因子的總代數(shù)和即為該材料的毒性指數(shù)。

表3 煙氣毒性化學(xué)分析方法異同

2.5耐火測(cè)試（耐火）

耐火，是在規(guī)定的火源和時(shí)間下燃燒時(shí)能持續(xù)地在指定狀態(tài)下運(yùn)行的能力，即保持線路完整性的能力。具有以上特性的電線電纜稱為耐火電線電纜。

GB/T 19216規(guī)定了電纜或光纜在火焰溫度下經(jīng)受90min，要求保證2A熔斷器不斷，且指示燈不滅。本標(biāo)準(zhǔn)等同IEC 60331。BS 6387 Category C/DIN VDE 0472-814中要求更為嚴(yán)苛，火焰溫度和時(shí)間更高。BS 6387 Category Z/EN 50200/EN 50362/DIN VDE 0482-200規(guī)定了在施加振動(dòng)時(shí)保證電路完整性。BS 6387 Category W還規(guī)定了在施加300V電壓燃燒15分鐘然后再噴淋15分鐘不擊穿。電纜同時(shí)滿足BS 6387的各種要求即是常說(shuō)的通過(guò)CWZ試驗(yàn)。

3. 結(jié)論

本部分簡(jiǎn)要總結(jié)了國(guó)內(nèi)外關(guān)于電線電纜燃燒性能方面的標(biāo)準(zhǔn)，涉及到電纜火蔓延測(cè)試、腐蝕性氣體測(cè)試、煙密度測(cè)試、煙氣毒性測(cè)試和耐火性能等，基本涵蓋了燃燒過(guò)程的各個(gè)方面。未來(lái)阻燃電纜朝著低鹵化或無(wú)鹵化、低煙化、低毒性化方向發(fā)展。目前部分阻燃電纜標(biāo)準(zhǔn)存在技術(shù)指標(biāo)跟不上最新發(fā)展的情況，十分有必要更新和補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)參數(shù)，或編制新的燃燒性能試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，以使阻燃電線電纜燃燒性能更為完善。(