電線電纜單根垂直燃燒試驗影響因素的探討

黃延江

摘要：本文主要通過對電纜阻燃屬性的分析，以及國內、外電纜阻燃試驗相關標準的介紹，以及單根阻燃和成束阻燃的考核重點，對電線電纜單根垂直燃燒試驗進行了著重介紹。通過大量的試驗經(jīng)驗的總結和試驗數(shù)據(jù)的分析，探討了影響試驗結果評價的某些客觀條件。

關鍵詞：電纜阻燃屬性? 國內外阻燃標準? 試驗影響因素

0 引言

隨著世界經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力類型的電纜線、通信電纜等線路的需求正在提升，目前，多數(shù)電纜電線都有絕緣的防護，并由多種復合的聚合物質構造而成。然而，這些原料基本上都是可以燃燒的，部分材料十分容易著火。在許多建筑面積大、居民集中的區(qū)域，電線和電纜安排的很緊密，因此出現(xiàn)燃燒和火災的威脅很大，除了直接的災害損失外，電纜外層的聚合物質還包含可燃物質，它們受到高溫會釋放出腐蝕性或者毒性氣體，威脅到居民切身安全。

1 電線電纜的阻燃屬性

現(xiàn)如今，國家對社會安全重視程度在不斷提升，電線電纜作為整個社會的中樞神經(jīng)系統(tǒng)存在于社會的各個角落，因此，電線電纜的安全性也逐步受到重視，其中就包括電線電纜的阻燃特性。

根據(jù)GB/T19666-2005《阻燃和耐火電線電纜通則》中對阻燃的定義：在規(guī)定試驗條件下，試驗被燃燒，在撤去火焰后，火焰在試樣上的蔓延僅在限定范圍內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。以此標準的定義可以將電線電纜的阻燃屬性理解為：電線或電纜在被點燃后，火焰只在限定的區(qū)域內蔓延，殘留的火焰在較短的時間內會自動熄滅。這種線路電纜的特點是在電纜線路受到火焰的侵蝕時，電纜本身不能再正常使用，但是電纜可以阻止火焰范圍的擴大，并將燃燒限定在特定的空間里，保護周邊的設備設施不受火災的影響。

單根阻燃主要考核單根絕緣電線電纜的火焰垂直燃燒試驗性能，僅考核電纜在單獨敷設不需要成束敷設時的阻止火焰蔓延的能力。成束阻燃主要考核多根電纜大長度密集垂直敷設時的阻止火焰蔓延的能力。當電纜滿足單根阻燃時并不足以保證電線電纜能在所有敷設條件下阻止火焰的蔓延，因此，在一些蔓延危險性高的場合，不應認為電纜符合單根垂直燃燒試驗的要求，而成束燃燒亦會表現(xiàn)出類似的性能。

2 電線電纜單根垂直燃燒試驗影響因素的探討

現(xiàn)行的單根絕緣電線電纜垂直燃燒試驗方法執(zhí)行標準為GB/T18380.12-2008，在標準中對試驗條件作了詳細規(guī)定：包括試樣處理、試驗溫度、噴燈的位置、噴燈與試樣的角度、供火時間等。包括試驗裝置在GB/T 18380.11-2008標準中也有明確規(guī)定。根據(jù)標準的規(guī)定以及大量的試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析可以得出，試驗中的某些試驗條件對試驗結果會產(chǎn)生較大的影響。以下對其中幾項做簡要分析和探討：

1）燃燒功率

標準規(guī)定引燃源應符合GB/T5169.14-2007的規(guī)定，尤其對試驗火焰的認可方法進行了規(guī)定。欲使試驗結果有良好的再現(xiàn)性和可比性，對于影響火焰在電纜上的傳播因素，在試驗條件中都應做出具體的規(guī)定。雖然標準中對可燃氣體和空氣的流量以及火焰高度做了明確規(guī)定。但是在試驗中發(fā)現(xiàn)，試驗結果的差異很大程度上是由于火焰強度不同造成的。在試驗中，不僅僅是達到標準要求的溫度就可以滿足要求，而必須要達到一定的熱量值，才能真正的考核電纜的阻燃性。標準中所規(guī)定的可燃氣體的流量、空氣流量、火焰高度等僅是達到燃燒功率的基本要求，但是并未對噴燈功率的校準和測定提出明確的方法。因此明確噴燈燃燒功率的要求及測定方法勢在必行。

2）試驗溫度

電纜阻燃性能的優(yōu)劣取決于材料配方中各種阻燃劑的阻燃性，尤其以自熄性更直接影響了電纜的阻燃效果。氧指數(shù)的高低可以作為衡量材料阻燃性能優(yōu)劣的指標。然而，我們往往忽略了“溫度指數(shù)”。即阻燃材料在一定溫度下可以自行燃燒的溫度。材料的氧指數(shù)會受到溫度很明顯的變化，這也是核電電纜為何需要測試絕緣材料在不同溫度下氧指數(shù)的原因，以考核絕緣材料在不同溫度下阻燃性能的變化是否在可接受范圍內。因此在試驗中應該嚴格按標準規(guī)定的溫度執(zhí)行。當然，在試驗的常規(guī)環(huán)境內，由于環(huán)境溫度的變化較小，不會對其阻燃性有明顯的影響。

3）試樣的表面處理

電纜的生產(chǎn)需要連續(xù)多次工序的組合和轉序，在生產(chǎn)過程中可能會有油污之類的混合物附著在電纜表面。此類附著物在試驗過程中可能會產(chǎn)生助燃的作用，可能導致試驗結果偏離正常指標。因此，在試驗之前應仔細檢查試樣表面，及時清除試樣表面的附著物。以保證試驗結果的正確性。尤其對輻照交聯(lián)型電纜影響較大，在輻照交聯(lián)過程中由于電子束的穿透造成電纜短時間內溫度較高，部分會出現(xiàn)表面析出油類物質，如果輻照后短時間內直接進行燃燒試驗，會對試驗結果有明顯的影響，因此建議對于輻照型電纜在輻照后應對表面進行處理，然后進行燃燒試驗。

4）引燃源

根據(jù)標準要求，引燃源應使用純度超過95%的技術級丙烷進行供火。針對丙烷純度不低于95%這一條，在現(xiàn)實中有大多數(shù)的實驗室不能滿足要求，由于很多實驗室使用的氣源是瓶裝石油液化氣，雖然石油液化氣的平均燃燒熱量和丙烷的燃燒熱量差異不是很大，但是在試驗中我們無法對石油液化氣的成分及其燃燒試驗值進行測定，所以就無法保證試驗能滿足試驗規(guī)定的要求。為使試驗更具對比性，應使用符合標準規(guī)定的具有一定燃燒熱量值的引燃源。

5）噴燈

試驗標準中規(guī)定了氣體流量、火焰高度等，但是未對噴燈的表面的處理和校準做出任何規(guī)定。在長期試驗中，由于噴燈裝置的自然老化會導致噴燈表面碳化，這種碳化會對試驗結果產(chǎn)生很大的影響，因此這就要求必須有一個行之有效的方法對噴燈燃燒功率的具體數(shù)值進行測定和校準。

隨著經(jīng)濟建設的向前發(fā)展，高層商業(yè)建筑、高層住宅如春筍般，線纜的使用量大，樓宇大量線纜密集敷設，也成為越來越突出的現(xiàn)象，據(jù)悉近年來我國各類電氣引起的火災中，有60%以上是由電氣線路（電線電纜）引起的火災。隨著信息技術的突飛猛進，綜合布線建筑內的信息傳輸?shù)幕A，布線線纜選擇多樣。作為信息傳輸通道的線纜，主要敷設在商業(yè)區(qū)、居住區(qū)和工業(yè)區(qū)等室內場所，室內一旦著火，火焰會隨著線纜線路迅速蔓延和擴大，不僅使信息傳送出現(xiàn)障礙，并嚴重的危及生命和財產(chǎn)安全。建筑物內一旦發(fā)生火災這些線纜釋放出的熱量和毒氣將成為重大的安全隱患，人們對布線線纜的阻燃與防火，越來越成為行業(yè)內的重要話題。

我們作為電線電纜的生產(chǎn)企業(yè)，應嚴格按標準生產(chǎn)，嚴格按標準檢測，尤其對涉及到安全的指標，更應嚴格把關試驗條件，嚴格把關試驗方法，嚴格把關產(chǎn)品質量，為社會安全盡到一份應有的責任。

參考文獻：

GB/T 18380.11-2008? 電纜和光纜在火焰條件下的燃燒試驗 第11 部分：單根絕緣電線電纜火焰垂直蔓延試驗 試驗裝置

GB/T 18380.12-2008? 電纜和光纜在火焰條件下的燃燒試驗 第12 部分：單根絕緣電線電纜火焰垂直蔓延試驗 1KW預混合型火焰試驗方法

GB/T 5169.14-2007? 電工電子產(chǎn)品著火危險試驗 第14部分： 試驗火焰1kW標稱預混合型火焰設備、確認試驗方法和導則