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天津市電(diàn)纜總廠第一(yī)分(fēn)廠
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阻燃防火(huǒ)電(diàn)纜阻燃标準與耐火(huǒ)等級介紹

目前,電(diàn)纜行業習慣将阻燃(FireRetardant)、無鹵低煙(LowSmokeHalogenFree,LSOH)或低鹵低煙(LowSmokeFume,LSF)、耐火(huǒ)(FireResistant)等具有一(yī)定防火(huǒ)性能的電(diàn)纜統稱爲防火(huǒ)電(diàn)纜。     阻燃電(diàn)纜(FlameRetardant)     阻燃電(diàn)纜的特
  

目前,電(diàn)纜行業習慣将阻燃(FireRetardant)、無鹵低煙(LowSmokeHalogenFree,LSOH)或低鹵低煙(LowSmokeFume,LSF)、耐火(huǒ)(FireResistant)等具有一(yī)定防火(huǒ)性能的電(diàn)纜統稱爲防火(huǒ)電(diàn)纜。
    阻燃電(diàn)纜(FlameRetardant)

    阻燃電(diàn)纜的特點是延緩火(huǒ)焰沿着電(diàn)纜蔓延使火(huǒ)災不緻擴大(dà)。由于其成本較低,因此是防火(huǒ)電(diàn)纜中(zhōng)大(dà)量采用的電(diàn)纜品種。無論是單根線纜還是成束敷設的條件下(xià),電(diàn)纜被燃燒時能将火(huǒ)焰的蔓延控制在一(yī)定範圍内,因此可以避免因電(diàn)纜着火(huǒ)延燃而造成的重大(dà)災害,從而提高電(diàn)纜線路的防火(huǒ)水平。

    無鹵低煙阻燃電(diàn)纜(LSOH)

    無鹵低煙電(diàn)纜的特點是不僅具有優良的阻燃性能,而且構成低煙無鹵電(diàn)纜的材料不含鹵素,燃燒時的腐蝕性和毒性較低,産生(shēng)極少量的煙霧,從而減少了對人體(tǐ)、儀器及設備的損害,有利于發生(shēng)火(huǒ)災時的及時救援。無鹵低煙阻燃電(diàn)纜雖然具有優良阻燃性、耐腐蝕性及低煙濃度,但其機械和電(diàn)氣性能比普通電(diàn)纜稍差。

    低鹵低煙阻燃電(diàn)纜(LSF)

    低鹵低煙阻燃電(diàn)纜的氯化氫釋放(fàng)量和煙濃度指标介于阻燃電(diàn)纜與無鹵低煙阻燃電(diàn)纜之間。低鹵(LowHalogen)電(diàn)纜的材料中(zhōng)亦會含有鹵素,但含量較低。

    這種電(diàn)纜的特點是不僅具備阻燃性能,而且在燃燒時釋放(fàng)的煙量較少,氯化氫釋放(fàng)量較低。這種低鹵低煙阻燃電(diàn)纜一(yī)般以聚氯乙烯(PVC)爲基材,再配以阻燃劑、HCL吸收劑及抑煙劑加工(gōng)而成。因此這種阻燃材料顯著改善了普通阻燃聚氯乙烯料的燃燒性能。

    耐火(huǒ)電(diàn)纜(FireResistant)

    耐火(huǒ)電(diàn)纜是在火(huǒ)焰燃燒情況下(xià)能保持一(yī)定時間的正常運行,可保持線路的完整性(CircuitIntergrity)。耐火(huǒ)阻燃電(diàn)纜燃燒時産生(shēng)的酸氣煙霧量少,耐火(huǒ)阻燃性能大(dà)大(dà)提高,特别是在燃燒時,伴随着水噴淋和機械打擊震動的情況下(xià),電(diàn)纜仍可保持線路完整運行。

    阻燃電(diàn)纜标準及等級

    電(diàn)纜涉及火(huǒ)災安全的主要技術指标是CO2電(diàn)纜的阻燃性、煙霧的密度和氣體(tǐ)的有毒性。美國防火(huǒ)标準較關注前兩個問題,但是歐洲和美國對火(huǒ)災安全有着*不同的觀點。

    美國傳統的概念認爲:火(huǒ)災的根源在于一(yī)氧化碳(CO)毒氣的産生(shēng)以及其後的燃燒過程中(zhōng)CO轉化爲CO2的熱釋放(fàng),因此,控制燃燒過程中(zhōng)的熱釋放(fàng)量可減少火(huǒ)災的危害。歐洲傳統以來深信:在燃燒中(zhōng)産生(shēng)的鹵酸(HCL)釋放(fàng)量、氣體(tǐ)腐蝕性、煙霧濃度及氣體(tǐ)毒性是決定人們能否安全脫離(lí)火(huǒ)災現場的主要因素。
 
   爲了評定線纜的阻燃性能優劣,電(diàn)工(gōng)委員(yuán)會分(fēn)别制定了IEC60332-1、IEC60332-2和IEC60332-3三個标準。IEC60332-1和IEC60332-2分(fēn)别用來評定單根線纜按傾斜和垂直布放(fàng)時的阻燃能力(國内對應GB12666.3和GB12666.4标準)。IEC60332-3(國内對應GB12666.5-90)用來評定成束線纜垂直燃燒時的阻燃能力,相比之下(xià)成束線纜垂直燃燒時在阻燃能力的要求上要高得多。
    IEC60332-1/BS4066-1阻燃等級(單根電(diàn)線或電(diàn)纜垂直燃燒測試FlameTestOnSingleVerticalInsulatedWires/Cables)

    這是單根電(diàn)纜的阻燃标準。試驗規定,一(yī)根60cm長的試樣垂直固定在前壁開(kāi)通的金屬箱内,火(huǒ)焰長度175mm的丙烷燃燒器從距試樣的上部固定端450mm的位置上火(huǒ)焰錐與電(diàn)纜以45度角接觸,如果試樣燃燒損壞部分(fēn)距離(lí)固定端下(xià)部不超過50mm,測試通過。 IEC60332-3/BS4066-3阻燃等級(成束電(diàn)線或電(diàn)纜垂直燃燒測試FlameTestOnBunchedWires/Cables)

    這是成束電(diàn)纜的阻燃标準。試驗規定,成束3.5m長的電(diàn)纜試樣用鐵絲固定在梯形測試架上,試樣數量按不同分(fēn)類所要求的非金屬物(wù)料決定。試樣垂直挂在燃燒爐背壁上,空氣通過底闆上的進氣口引入燃燒爐。

    丙烷平面燃燒器以750℃的火(huǒ)焰與試樣接觸,試樣在強制吹風(氣流排放(fàng)5m3/分(fēn)鍾,風速0.9m/秒)的情況下(xià),必須在垂直燃燒20分(fēn)鍾内燃不起來,電(diàn)纜在火(huǒ)焰蔓延2.5米以内自行熄滅。IEC60332有A類、B類、C類和D類之分(fēn),以評定阻燃性能優劣。

    UL阻燃标準

    UL列明的任何電(diàn)纜經過測試驗證若符合某種防火(huǒ)等級,可在電(diàn)纜印上UL識别字、防火(huǒ)等級和批準編号。

    增壓級-CMP級(送風燃燒測試/斯泰鈉風道實驗PlenumFlameTest/SteinerTunnelTest)

    這是UL防火(huǒ)标準中(zhōng)要求zui高的電(diàn)纜(PlenumCable),适用安全标準爲UL910,實驗規定在裝置的水平風道上敷設多條試樣,用87.9KW煤氣本生(shēng)燈(300,000BTU/Hr)燃燒20分(fēn)鍾。合格标準爲火(huǒ)焰不可延伸到距煤氣本生(shēng)燈火(huǒ)焰前端5英尺以外(wài)。光密度的峰值zui大(dà)爲0.5,平均密度值zui大(dà)爲0.15.

    這種CMP電(diàn)纜通常安裝在通風管道或空氣處理設備使用的空氣回流增壓系統中(zhōng),被加拿大(dà)和美國所認可采用。符合UL910标準的FEP/PLENUM材料,阻燃性能要比符合IEC60332-1及IEC60332-3标準的低煙無鹵材料的阻燃性能好,燃燒起來煙的濃度低。

    幹線級-CMR級(直立燃燒測試RiserFlameTest)

    這是UL标準中(zhōng)商(shāng)用級電(diàn)纜(RiserCable),适用安全标準爲UL1666.實驗規定在模拟直立軸上敷設多條試樣,用規定的154.5KW煤氣本生(shēng)燈(527,500BTU/Hr)30分(fēn)鍾。合格标準爲火(huǒ)焰不可蔓延到12英尺高的房間的上部。幹線級電(diàn)纜沒有煙霧濃度規範,一(yī)般用于樓層垂直和水平布線使用。

    商(shāng)用級-CM級(垂直燃燒測試VertialTrayFlameTest)

    這是UL标準中(zhōng)商(shāng)用級電(diàn)纜(GeneralPurposeCable),适用安全标準爲UL1581.實驗規定在垂直8英尺高的支架上敷設多條試樣,用規定的20KW帶狀噴燈燃燒(70,000BTU/Hr)20分(fēn)鍾。合格标準爲火(huǒ)焰不可蔓延到電(diàn)纜的上端并自行熄滅。UL1581和IEC60332-3C類似,隻是敷設電(diàn)纜根數不同。商(shāng)用級電(diàn)纜沒有煙霧濃度規範,一(yī)般僅應用于同一(yī)樓層的水平走線,不應用于樓層的垂直布線上。

    通用級-CMG級(垂直燃燒測試VertialTrayFlameTest)

    這是UL标準中(zhōng)通用級電(diàn)纜(GeneralPurposeCable),适用安全标準爲UL1581.商(shāng)用級和通用級的測試條件類似,同爲加拿大(dà)和美國認可使用。通用級電(diàn)纜沒有煙霧濃度規範,一(yī)般僅應用于同一(yī)樓層的水平走線,不應用于樓層的垂直布線上。

    家居級-CMX級(垂直燃燒測試VertialWireFlameTest)

    這是UL标準中(zhōng)家居級電(diàn)纜(RestrictedCable),适用安全标準爲UL1581,VW-1.實驗規定試樣保持垂直,用試驗用的噴燈燃燒(30,000TU/Hr)15秒鍾,然後停止15秒鍾,反複5次。

    合格标準爲餘火(huǒ)焰不可超過60秒鍾,試樣不可燒損25%以上,墊在底部的外(wài)科用棉不可被落下(xià)物(wù)引燃。UL1581-VW-1和IEC60332-1類似,隻是燃燒的時間不同。這種等級也沒有煙霧或毒性規範,僅用于敷設單條電(diàn)纜的家庭或小(xiǎo)型辦公室系統中(zhōng)。這類電(diàn)纜不應成捆敷設使用,必須套管。
 
   煙密度、鹵素含量和毒性等級
 IEC60754-1/BS6425-1鹵素氣體(tǐ)含量的測定(EmissionOfHalogens)
    這是IEC和BS标準中(zhōng)針對氯化氫(HCL)釋放(fàng)濃度的規範。鹵素含氟(Florine)、氯(Chlorine)、溴(Bromine)、碘(Iodine)和放(fàng)射性易揮發的元素砹(Astatine),成分(fēn)的毒性很高。實驗規定,燃燒爐預熱到800℃時,把一(yī)根内置1.0g試樣推入爐内,利用氣流排放(fàng)速率使HCL溶入水中(zhōng),再測定水溶液的鹵酸含量。

    如果電(diàn)纜材料燃燒時鹵酸(HCL)釋放(fàng)量少于5mg/g時,可被稱爲無鹵電(diàn)纜(LSOH),如果鹵酸(HCL)釋放(fàng)量大(dà)于5mg/g時而小(xiǎo)于15mg/g時,可被稱爲低鹵電(diàn)纜(LSF)。值得注意的是,IEC60754-1方法不能用來測定HCL含量小(xiǎo)于5mg/g的材料,即不能判定是否“無鹵”。需要判定是否*無鹵可采用IEC60754-2方法來測定。

    IEC60754-2氣體(tǐ)酸度測量(Corrosivity)

    這是IEC标準中(zhōng)針對燃燒氣體(tǐ)腐蝕性的規範,此測試是量度在燃燒時物(wù)料所産生(shēng)的鹵酸氣體(tǐ)酸度。它通過水溶液的PH值和導電(diàn)率來測定。實驗規定,燃燒爐預熱到800℃,把一(yī)根内置試樣的石英管推入爐内,同時開(kāi)始記時。

    在試樣燃燒的前5分(fēn)鍾,每隔1分(fēn)鍾測一(yī)次PH值和電(diàn)傳導性能,接下(xià)來的25分(fēn)鍾每隔5分(fēn)鍾測一(yī)次。一(yī)般無鹵電(diàn)纜材料的PH值會大(dà)于4.3,導電(diàn)率小(xiǎo)于10μs;PH值越少,即表示物(wù)料的鹵酸氣體(tǐ)酸度越高。值得注意的是,當HCL含量大(dà)于2mg/g而小(xiǎo)于5mg/g(即符合IEC60754-1的要求時),其水溶液的PH值亦小(xiǎo)于4.3,即不符合IEC60754-2的要求。

    IEC61034-1/ASTME662煙密度(EmissionofSmoke)

    這是IEC和ASTM标準中(zhōng)針對煙密度的規範。實驗由一(yī)個3m3的立方體(tǐ)和一(yī)個帶光源的光度測量系統組成,矩形曹内裝酒精作爲燃燒源。一(yī)個功率爲10-15m3/分(fēn)鍾的鼓風機确保煙霧均勻分(fēn)布在一(yī)塊檔風闆上防止槽上産生(shēng)火(huǒ)焰渦流,酒精燃燒時,與光電(diàn)源相連的記錄儀記下(xià)光減弱量。

    煙密度是以透光率量度,如果能達到60%光傳輸值(LightTransmittance),該電(diàn)纜材料就達到低煙标準,透光率越高,物(wù)料于燃燒時所釋放(fàng)的煙霧越少。

    ISO4589-2/BS2863氧指數(OxygenIndexLOI)

    這是ISO和BS标準中(zhōng)針對氧指數的規範。它是指在室溫下(xià),當空氣的含氧量大(dà)于此氧指數時,物(wù)料便會馬上燃燒。氧指數值越高則表示物(wù)料越阻燃。假若某材料的氧指數爲21%,即表示此物(wù)料處于正常室溫下(xià)亦會自動燃燒,在正常室溫下(xià),空氣的含氧量爲21%,一(yī)般阻燃電(diàn)纜的氧指數均大(dà)于33%.

    ISO4589-3/BS2782.1溫度指數(TemperatureIndexTI)

    這是ISO和BS标準中(zhōng)針對溫度指數的規範,材料的氧指數會随着溫度升高而下(xià)降,當氣溫升高而物(wù)料的氧指數降至21%時,物(wù)料便會自動燃燒,此溫度被稱爲溫度指數。

    例如,煤于室溫下(xià)的氧指數爲50%,但當溫度升高至150℃,氧指數會降至21%,此材料亦會馬上燃燒,材料的溫度指數便爲150℃。一(yī)般阻燃電(diàn)纜溫度指數均大(dà)于250℃。
 
   NES713毒性指數(ToxicityIndex)
    這是英國工(gōng)程NES标準中(zhōng)針對電(diàn)纜材料燃燒時産生(shēng)的氣體(tǐ)毒性規範,毒性是指對生(shēng)物(wù)體(tǐ)結構造成破壞或功能紊亂的一(yī)種性質,毒性指數是指材料燃燒時所産生(shēng)的所有氣體(tǐ)的毒性總和表現。

    實驗規定,燃燒爐預熱到800℃,電(diàn)纜材料中(zhōng)含有的有毒物(wù)質會被分(fēn)别燃燒,再利用氣流排放(fàng)速率收集每種有毒氣體(tǐ),然後通過化學分(fēn)析計算每種有毒物(wù)質的含量,此指數是以數目表示其毒性。毒性指數越大(dà),此物(wù)料所釋放(fàng)氣體(tǐ)的毒性越高。一(yī)般無鹵電(diàn)纜材料的毒性指數均小(xiǎo)于5.

    值得注意的是,低煙無鹵材料燃燒時亦會産生(shēng)有毒的CO,如果材料中(zhōng)含有P、N、S,則生(shēng)成的有毒氣體(tǐ)更多,因此無鹵電(diàn)纜不可稱爲無毒電(diàn)纜,應稱爲低毒電(diàn)纜。

    CM、CMR和CMP電(diàn)纜由于需要通過嚴格的UL防火(huǒ)标準,采用的電(diàn)纜材料多含鹵素,CM和CMR電(diàn)纜一(yī)般以聚氯乙烯(PVC)爲基材,而PVC材料含氯;CMP電(diàn)纜一(yī)般以特氟珑聚四氟乙烯(FEP)爲基材,而FEP材料含氟。

    此類含鹵線纜産生(shēng)的氣體(tǐ)毒性均較無鹵電(diàn)纜大(dà)數倍,于火(huǒ)災安全中(zhōng)存着很大(dà)的隐患,可能會導緻火(huǒ)災現場多數的傷亡人員(yuán)不是被燒死而是被毒氣窒息而亡。

    IEC耐火(huǒ)等級

    耐火(huǒ)線纜指在火(huǒ)焰燃燒的情況下(xià)能保持一(yī)定時間的正常運行,即保持線路的完整性(CircuitIntegrity)。爲了評定線纜的阻火(huǒ)性能優劣,電(diàn)工(gōng)委員(yuán)會和英國電(diàn)工(gōng)委員(yuán)會分(fēn)别制定了IEC331和BS6387兩個标準。相比之下(xià)BS6387在耐火(huǒ)能力的要求上較IEC331高得多。

    IEC60331阻燃等級

    IEC60331-1999中(zhōng),供火(huǒ)溫度要求爲750℃/3h級,表示在750℃下(xià)施加300伏電(diàn)壓水平燃燒3小(xiǎo)時不擊穿。

    BS6387阻燃等級

    BS6387要求通過水平燃燒實驗、水噴淋實驗和機械沖擊震動燃燒實驗。水平燃燒實驗爲*650℃/3h、B級750℃/3h、C級950℃/3h和S級950℃/3min.

    *表示在650℃下(xià)施加300伏電(diàn)壓水平燃燒3小(xiǎo)時不擊穿;B級表示在750℃下(xià)施加300伏電(diàn)壓水平燃燒3小(xiǎo)時不擊穿;C級表示在950℃下(xià)施加300伏電(diàn)壓水平燃燒3小(xiǎo)時不擊穿;S級表示在950℃下(xià)施加300伏電(diàn)壓水平燃燒3分(fēn)鍾不擊穿。

    水噴淋燃燒實驗分(fēn)爲W級,表示在施加300伏電(diàn)壓燃燒15分(fēn)鍾然後再淋水燃燒15分(fēn)鍾不擊穿。沖擊震動燃燒實驗分(fēn)爲X級650℃/15min、Y級750℃/15min和Z級950℃/15min、X級表示在650℃下(xià)施加300伏電(diàn)壓一(yī)邊燃燒一(yī)邊每30秒機械沖擊震動15分(fēn)鍾不擊穿;Y級表示在750℃下(xià)施加300伏電(diàn)壓一(yī)邊燃燒一(yī)邊每30秒機械沖擊震動一(yī)次15分(fēn)鍾不擊穿;Z級表示在950℃下(xià)施加300伏電(diàn)壓一(yī)邊燃燒一(yī)邊每30秒機械沖擊震動一(yī)次15分(fēn)鍾不擊穿。BS6387要求的zui别型号爲CWZ.
 

 

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