電線電纜耐火試驗(yàn)影響因素的控制與改進(jìn)

蘆國(guó)豪 寇鵬飛

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電線產(chǎn)品得到廣泛應(yīng)用。我國(guó)的火災(zāi)事故中，電氣原因占很大比重。公共場(chǎng)所電線電纜著火后會(huì)導(dǎo)致電力中斷，無(wú)法使用照明及其他緊急救援裝備，嚴(yán)重影響人員的逃生和救災(zāi)工作。為保證火災(zāi)發(fā)生時(shí)的照明及緊急救援設(shè)備的使用，要求人員密集的公共場(chǎng)所使用的電線電纜應(yīng)具備耐火性能，確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)的電力供應(yīng)及救災(zāi)工作的順利展開(kāi)，故耐火電線電纜產(chǎn)品就得到了逐步推廣使用。

關(guān)鍵詞：電線電纜;耐火試驗(yàn);影響因素

引言

耐火電纜在發(fā)生火災(zāi)后，能使通電線路維持一段時(shí)間正常運(yùn)行，對(duì)消防人員開(kāi)展救援工作具有重要作用，因此被廣泛應(yīng)用在高層建筑、地鐵、發(fā)電廠、核電站、隧道等場(chǎng)所。

1國(guó)內(nèi)外低壓電線電纜耐火試驗(yàn)方法的演變

為了滿足消防工作的需要，2000年以來(lái)國(guó)內(nèi)外耐火電纜試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)變更和完善工作進(jìn)行的比較頻繁。我國(guó)現(xiàn)行的耐火電纜標(biāo)準(zhǔn)GB/T19216.11-2003和GB/T19216.21-2003已使用15年，比較陳舊，這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)內(nèi)實(shí)際使用最普遍和使用頻率最高的電纜耐火試驗(yàn)方法。GB/T19216.12-2008和GB/T19216.31-2008標(biāo)準(zhǔn)于2017年廢止。實(shí)施8年左右，國(guó)內(nèi)的耐火電線電纜的產(chǎn)品，使用此標(biāo)準(zhǔn)的幾乎沒(méi)有。具體原因是國(guó)內(nèi)的阻燃耐火電線電纜通則GB19666-2005、GA306.2-2007以及其他電線電纜產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)未引用該試驗(yàn)方法。IEC60331-1和IEC60331-2標(biāo)準(zhǔn)由2002版變更到現(xiàn)行有效2009版，2018版本也已出現(xiàn)，但2018版本并未開(kāi)始實(shí)施。

2中壓/低壓耐火電纜的差異

中壓電力電纜通常是指額定電壓在6～35kV范圍的電纜，其在電力系統(tǒng)的應(yīng)用中占有重要位置，一旦發(fā)生火災(zāi)事故就會(huì)影響整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。大型、高層及超高層建筑基本采用10kV（或20kV、35kV）中壓電源供電，中壓電源線路的可靠性就顯得尤其重要。從電纜的選擇到線路的敷設(shè)，必須予以認(rèn)真考慮。在工程設(shè)計(jì)中，往往重點(diǎn)考慮的是低壓系統(tǒng)，較少考慮中壓系統(tǒng)。然而對(duì)于供電的可靠性，不能僅僅考慮低壓，中壓實(shí)際上是供電可靠性的源頭。由于電壓等級(jí)的提升，中壓耐火電纜比低壓耐火電纜需要更為復(fù)雜的絕緣、耐火材料和結(jié)構(gòu)，從里到外通常由導(dǎo)體、絕緣屏蔽共擠、耐火隔離層（填充+包帶/擠出）、護(hù)套等結(jié)構(gòu)組成，以滿足電氣性能和耐火性能的需要。目前，我國(guó)低壓耐火電纜的國(guó)家或行業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)完善，而中壓耐火電纜目前處于起步階段，還需要更規(guī)范化、科學(xué)化的通用標(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo)，以提升產(chǎn)品質(zhì)量。

3電線電纜耐火試驗(yàn)影響因素的控制與改進(jìn)策略

3.1采用空氣干燥器對(duì)壓縮空氣進(jìn)行干燥

在耐火試驗(yàn)過(guò)程中，供火源應(yīng)為帶有文丘里混合器的噴嘴標(biāo)稱(chēng)長(zhǎng)度為500mm的帶型丙烷氣體噴燈，由壓縮空氣與丙烷混合點(diǎn)燃作為火源。一般情況下，壓縮空氣在經(jīng)空氣壓縮機(jī)后，空氣中的水蒸氣也隨之壓縮變?yōu)橐簯B(tài)水，在空氣潮濕的南方情況尤為嚴(yán)重，甚至?xí)诔鰵饪桩a(chǎn)生水霧。在GB/T19216.11-2003中有明確規(guī)定，空氣的露點(diǎn)不高于0℃。水在空氣管道中，不僅影響流量的測(cè)量造成空氣流量不穩(wěn)定，也會(huì)對(duì)流量計(jì)造成損害;同時(shí)如果在氣孔處產(chǎn)生水霧，對(duì)火焰溫度和樣品也會(huì)產(chǎn)生影響，甚至?xí)斐蓸悠返膿舸?GB/T19216.11-2003中有明確規(guī)定空氣的露點(diǎn)不高于0℃。為此，在空氣進(jìn)氣管道加裝空氣干燥機(jī)，用于空氣源的干燥，祛除壓縮空氣中的水分，使空氣的氣壓與流量更加穩(wěn)定，保證火焰的高度和溫度在試驗(yàn)過(guò)程中不發(fā)生波動(dòng)，減少因空氣潮濕對(duì)空氣流量和火焰溫度的影響。

3.2采用測(cè)溫架進(jìn)行火焰溫度測(cè)量

GB/T19216.11-2003中要求對(duì)耐火試驗(yàn)用火源進(jìn)行驗(yàn)證，即在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的流量下測(cè)量火焰溫度是否符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。火焰溫度的測(cè)量是電線電纜耐火試驗(yàn)的關(guān)鍵步驟，試驗(yàn)時(shí)的火焰溫度是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有著至關(guān)重要的影響。按照GB/T19216.11-2003中的要求，應(yīng)使用兩根1.5mm礦物絕緣不銹鋼K型熱電偶進(jìn)行火焰溫度的測(cè)量，熱電偶測(cè)量位置：兩個(gè)熱電偶分別放置在距離噴燈水平中心線125±25mm的位置，熱電偶與噴燈水平距離為45mm、垂直距離70mm;要求持續(xù)測(cè)量溫度10min，每30s記錄一次數(shù)據(jù)，10min內(nèi)平均值應(yīng)在℃范圍內(nèi)，且兩個(gè)熱電偶讀數(shù)平均值的最大差值不超過(guò)40℃，視為火源通過(guò)驗(yàn)證。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的熱電偶的測(cè)量位置是抽象的空間位置，且測(cè)量時(shí)長(zhǎng)為10min，如果在測(cè)量火焰溫度時(shí)采用人工手持熱電偶進(jìn)行測(cè)量，則至少需要2～3人進(jìn)行操作，而且在測(cè)量過(guò)程中熱電偶很難保持在同一位置，容易產(chǎn)生位置偏移，造成火焰溫度測(cè)量不準(zhǔn)確。因此，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)給出的距離尺寸定制了測(cè)溫架。在測(cè)量火焰溫度時(shí)，測(cè)溫架通過(guò)卡扣固定在噴燈上方，熱電偶插入測(cè)溫架兩端的測(cè)量孔中進(jìn)行火焰溫度的測(cè)量。通過(guò)測(cè)溫架可以保證熱電偶的測(cè)量位置符合標(biāo)準(zhǔn)要求，且位置不會(huì)發(fā)生偏移，既方便快捷節(jié)省人力，又減少了人為操作過(guò)程中產(chǎn)生的誤差。

3.3對(duì)試樣兩端進(jìn)行固定

耐火試驗(yàn)是模擬電線電纜在在著火情況下線路運(yùn)行能力的驗(yàn)證。在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，火焰應(yīng)持續(xù)覆蓋在試樣表面。但由于電纜材料在受熱時(shí)易發(fā)生熱變形，在試驗(yàn)過(guò)程中電纜會(huì)因受熱而彎曲或拱起（尤其是電線和小截面電纜），偏離原放置位置，離開(kāi)火焰覆蓋區(qū)域，無(wú)法對(duì)電纜的耐火性能進(jìn)行客觀正確的判定，造成試驗(yàn)失敗。為此，在放置試樣時(shí)應(yīng)對(duì)試樣進(jìn)行固定，即在試樣兩端火焰沒(méi)有覆蓋的位置用銅絲進(jìn)行固定（不宜捆扎過(guò)緊），防止試樣彎曲變形脫離火焰覆蓋范圍，增加檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上改進(jìn)，減少或避免了客觀因素對(duì)耐火電線電纜的線路完整性試驗(yàn)的干擾，提高了火焰的穩(wěn)定性及火焰溫度測(cè)量的精準(zhǔn)度，對(duì)電線電纜的內(nèi)火性能判定更加準(zhǔn)確。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB/T19216.11-2003《在火焰條件下電纜或光纜的線路完整性試驗(yàn)第11部分：試驗(yàn)裝置--火焰溫度不低于750℃的單獨(dú)供火》[S].

[2]GB/T19216.21-2003《在火焰條件下電纜或光纜的線路完整性試驗(yàn)第21部分：試驗(yàn)步驟和要求--額定電壓0.6/1kV及以下電纜》[S].

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