阻燃電纜標準及等級

[當前欄目：阻燃電力電纜]????? [發(fā)布日期：2016-11-26]

　　電纜涉及火災安全的主要技術指標是 CO2電纜的阻燃性、煙霧的密度和氣體的有毒性。美國防火標準較關注前兩個問題，但是歐洲和美國對火災安全有著完全不同的觀點。美國傳統(tǒng)的概念認為：火災的根源在于一氧化碳（CO）毒氣的產(chǎn)生以及其后的燃燒過程中CO轉化為CO2的熱釋放，因此，控制燃燒過程中的熱釋放量可減少火災的危害。歐洲傳統(tǒng)以來深信：在燃燒中產(chǎn)生的鹵酸（HCL）釋放量、氣體腐蝕性、煙霧濃度及氣體毒性是決定人們能否安全脫離火災現(xiàn)場的主要因素。

IEC阻燃等級

　　為了評定線纜的阻燃性能優(yōu)劣，國際電工委員會分別制定了 IEC60332-1、IEC60332-2和IEC60332-3三個標準。IEC60332-1和IEC60332-2分別用來評定單根線纜按傾斜和垂直布放時的阻燃能力（國內對應GB12666.3和GB12666.4標準）。IEC60332-3（國內對應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（單根電線或電纜垂直燃燒測試 Flame Test On Single Vertical Insulated Wires/Cables）

　　這是單根電纜的阻燃標準。試驗規(guī)定，一根 60cm長的試樣垂直固定在前壁開通的金屬箱內，火焰長度175mm的丙烷燃燒器從距試樣的上部固定端450mm的位置上火焰錐與電纜以45度角接觸，如果試樣燃燒損壞部分距離固定端下部不超過50mm，測試通過。

◎ IEC60332-3/BS4066-3阻燃等級（成束電線或電纜垂直燃燒測試 Flame Test On BunchedWires/Cables）

　　這是成束電纜的阻燃標準。試驗規(guī)定，成束 3.5m長的電纜試樣用鐵絲固定在梯形測試架上，試樣數(shù)量按不同分類所要求的非金屬物料決定。試樣垂直掛在燃燒爐背壁上，空氣通過底板上的進氣口引入燃燒爐。丙烷平面燃燒器以750℃的火焰與試樣接觸，試樣在強制吹風（氣流排放5m3/分鐘，風速0.9m/秒）的情況下，必須在垂直燃燒20分鐘內燃不起來，電纜在火焰蔓延2.5米以內自行熄滅。IEC60332有A類、B類、C類和D類之分，以評定阻燃性能優(yōu)劣。

UL阻燃標準

　　UL列明的任何電纜經(jīng)過測試驗證若符合某種防火等級，可在電纜印上UL識別字、防火等級和批準編號。

◎ 增壓級-CMP級（送風燃燒測試/斯泰鈉風道實驗Plenum Flame Test/Steiner TunnelTest）

　　這是 UL防火標準中要求最高的電纜（Plenum Cable），適用安全標準為UL910，實驗規(guī)定在裝置的水平風道上敷設多條試樣，用87.9KW煤氣本生燈（300，000BTU/Hr）燃燒20分鐘。合格標準為火焰不可延伸到距煤氣本生燈火焰前端5英尺以外。光密度的峰值最大為0.5，平均密度值最大為0.15。

　這種CMP電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(tǒng)中，被加拿大和美國所認可采用。符合UL910標準的FEP/PLENUM材料，阻燃性能要比符合IEC60332-1及IEC60332-3標準的低煙無鹵材料的阻燃性能好，燃燒起來煙的濃度低。

◎ 干線級-CMR級（直立燃燒測試Riser Flame Test）

　　這是 UL標準中商用級電纜（Riser Cable）,適用安全標準為UL1666。實驗規(guī)定在模擬直立軸上敷設多條試樣，用規(guī)定的154.5KW煤氣本生燈（527，500BTU/Hr）30 分鐘。合格標準為火焰不可蔓延到12英尺高的房間的上部。干線級電纜沒有煙霧濃度規(guī)范，一般用于樓層垂直和水平布線使用。

◎ 商用級-CM級（垂直燃燒測試Vertial Tray Flame Test）

　　這是 UL標準中商用級電纜（General Purpose Cable），適用安全標準為UL1581。實驗規(guī)定在垂直8英尺高的支架上敷設多條試樣，用規(guī)定的20KW帶狀噴燈燃燒（70，000BTU/Hr） 20分鐘。合格標準為火焰不可蔓延到電纜的上端并自行熄滅。UL1581和IEC60332-3C類似，只是敷設電纜根數(shù)不同。商用級電纜沒有煙霧濃度規(guī)范，一般僅應用于同一樓層的水平走線，不應用于樓層的垂直布線上。

◎ 通用級-CMG級（垂直燃燒測試Vertial Tray Flame Test）

　　這是 UL標準中通用級電纜（General Purpose Cable），適用安全標準為UL1581。商用級和通用級的測試條件類似，同為加拿大和美國認可使用。通用級電纜沒有煙霧濃度規(guī)范，一般僅應用于同一樓層的水平走線，不應用于樓層的垂直布線上。

◎ 家居級- CMX級（垂直燃燒測試Vertial Wire Flame Test）

　　這是 UL標準中家居級電纜（Restricted Cable），適用安全標準為UL1581，VW-1。實驗規(guī)定試樣保持垂直，用試驗用的噴燈燃燒（30，000 TU/Hr）15秒鐘，然后停止15秒鐘，反復5次。合格標準為余火焰不可超過60秒鐘，試樣不可燒損25%以上，墊在底部的外科用棉不可被落下物引燃。 UL1581-VW-1和IEC60332-1類似，只是燃燒的時間不同。這種等級也沒有煙霧或毒性規(guī)范，僅用于敷設單條電纜的家庭或小型辦公室系統(tǒng)中。這類電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鹵素氣體含量的測定（Emission Of Halogens）

　　這是 IEC和BS標準中針對氯化氫（HCL）釋放濃度的規(guī)范。鹵素含氟（Florine）、氯（Chlorine）、溴(Bromine)、碘 (Iodine)和放射性易揮發(fā)的元素砹(Astatine),成分的毒性很高。實驗規(guī)定，燃燒爐預熱到800℃時，把一根內置1.0g試樣推入爐內，利用氣流排放速率使HCL溶入水中，再測定水溶液的鹵酸含量。如果電纜材料燃燒時鹵酸（HCL）釋放量少于5mg/g時，可被稱為無鹵電纜（LSOH），如果鹵酸（HCL）釋放量大于5mg/g時而小于15mg/g時，可被稱為低鹵電纜（LSF）。值得注意的是，IEC60754-1方法不能用來測定HCL 含量小于5 mg/g的材料，即不能判定是否“無鹵”。需要判定是否完全無鹵可采用IEC60754-2方法來測定。

◎ IEC60754-2氣體酸度測量（Corrosivity）

　　這是 IEC標準中針對燃燒氣體腐蝕性的規(guī)范，此測試是量度在燃燒時物料所產(chǎn)生的鹵酸氣體酸度。它通過水溶液的PH值和導電率來測定。實驗規(guī)定，燃燒爐預熱到 800℃，把一根內置試樣的石英管推入爐內，同時開始記時。在試樣燃燒的前5分鐘，每隔1分鐘測一次PH值和電傳導性能，接下來的25分鐘每隔5分鐘測一次。一般無鹵電纜材料的PH值會大于4.3，導電率小于10μs；PH值越少，即表示物料的鹵酸氣體酸度越高。值得注意的是，當HCL含量大于2mg/g 而小于5mg/g（即符合IEC60754-1的要求時），其水溶液的PH值亦小于4.3，即不符合IEC60754-2的要求。

◎ IEC 61034-1/ASTM E662煙密度（Emission of Smoke）

　　這是 IEC和ASTM標準中針對煙密度的規(guī)范。實驗由一個3m3的立方體和一個帶光源的光度測量系統(tǒng)組成，矩形曹內裝酒精作為燃燒源。一個功率為10-15 m3/分鐘的鼓風機確保煙霧均勻分布在一塊檔風板上防止槽上產(chǎn)生火焰渦流，酒精燃燒時，與光電源相連的記錄儀記下光減弱量。煙密度是以透光率量度，如果能達到60%光傳輸值（Light Transmittance），該電纜材料就達到低煙標準，透光率越高，物料于燃燒時所釋放的煙霧越少。

◎ ISO4589-2/BS2863氧指數(shù)（Oxygen Index LOI）

　　這是 ISO和BS標準中針對氧指數(shù)的規(guī)范。它是指在室溫下，當空氣的含氧量大于此氧指數(shù)時，物料便會馬上燃燒。氧指數(shù)值越高則表示物料越阻燃。假若某材料的氧指數(shù)為21%，即表示此物料處于正常室溫下亦會自動燃燒，在正常室溫下，空氣的含氧量為21%，一般阻燃電纜的氧指數(shù)均大于33%。

◎ ISO4589-3/BS2782.1溫度指數(shù)（Temperature Index TI）

　　這是 ISO和BS標準中針對溫度指數(shù)的規(guī)范，材料的氧指數(shù)會隨著溫度升高而下降，當氣溫升高而物料的氧指數(shù)降至21%時，物料便會自動燃燒，此溫度被稱為溫度指數(shù)。例如，煤于室溫下的氧指數(shù)為50%，但當溫度升高至150℃，氧指數(shù)會降至21%，此材料亦會馬上燃燒，材料的溫度指數(shù)便為150℃。一般阻燃電纜溫度指數(shù)均大于250℃。

◎ NES713毒性指數(shù)（Toxicity Index）

　　這是英國海軍工程 NES標準中針對電纜材料燃燒時產(chǎn)生的氣體毒性規(guī)范，毒性是指對生物體結構造成破壞或功能紊亂的一種性質，毒性指數(shù)是指材料燃燒時所產(chǎn)生的所有氣體的毒性總和表現(xiàn)。實驗規(guī)定，燃燒爐預熱到800℃，電纜材料中含有的有毒物質會被分別燃燒，再利用氣流排放速率收集每種有毒氣體，然后通過化學分析計算每種有毒物質的含量，此指數(shù)是以數(shù)目表示其毒性。毒性指數(shù)越大，此物料所釋放氣體的毒性越高。一般無鹵電纜材料的毒性指數(shù)均小于5。值得注意的是，低煙無鹵材料燃燒時亦會產(chǎn)生有毒的CO，如果材料中含有P、N、S，則生成的有毒氣體更多，因此無鹵電纜不可稱為無毒電纜，應稱為低毒電纜。CM、CMR和CMP電纜由于需要通過嚴格的UL防火標準，采用的電纜材料多含鹵素，CM和CMR電纜一般以聚氯乙烯（PVC）為基材，而PVC材料含氯；CMP電纜一般以特氟瓏聚四氟乙烯（FEP）為基材，而FEP材料含氟。此類含鹵線纜產(chǎn)生的氣體毒性均較無鹵電纜大數(shù)倍，于火災安全中存著很大的隱患，可能會導致火災現(xiàn)場多數(shù)的傷亡人員不是被燒死而是被毒氣窒息而亡。

◎ IEC耐火等級

　　耐火線纜指在火焰燃燒的情況下能保持一定時間的正常運行，即保持線路的完整性（ Circuit Integrity）。為了評定線纜的阻火性能優(yōu)劣，國際電工委員會和英國電工委員會分別制定了IEC331和BS6387兩個標準。相比之下 BS6387在耐火能力的要求上較IEC331高得多。

◎ IEC60331阻燃等級

　　IEC60331-1999中，供火溫度要求為750℃/3h級，表示在750℃下施加300伏電壓水平燃燒3小時不擊穿。

◎ 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。水平燃燒實驗為A級650℃/3h、B級750℃/3h、C級950℃/3h和 S級950℃/3min。A級表示在650℃下施加300伏電壓水平燃燒3小時不擊穿；B級表示在750℃下施加300伏電壓水平燃燒3小時不擊穿；C級表示在950℃下施加300伏電壓水平燃燒3小時不擊穿；S級表示在950℃下施加300伏電壓水平燃燒3分鐘不擊穿。水噴淋燃燒實驗分為W級，表示在施加300伏電壓燃燒15分鐘然后再淋水燃燒15分鐘不擊穿。沖擊震動燃燒實驗分為X級650℃/15min、Y級750℃/15min和Z級 950℃/15min、X級表示在650℃下施加300伏電壓一邊燃燒一邊每30秒機械沖擊震動15分鐘不擊穿；Y級表示在750℃下施加300伏電壓一邊燃燒一邊每30秒機械沖擊震動一次15分鐘不擊穿；Z級表示在950℃下施加300伏電壓一邊燃燒一邊每30秒機械沖擊震動一次15分鐘不擊穿。 BS6387要求的最高級別型號為CWZ。

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