浅议电线电缆阻燃性能

文｜陕西省产品质量监督检验所 冯 群

1 前言

电线电缆是用以传输电（磁）能、信息和实现电磁能转换的线材产品。它是由下列部分组成的集合体：一根或多根绝缘线芯，以及它们各自可能具有的包覆层、总保护层及外护层。电缆亦可有附加的没有绝缘的导体，电线电缆主要包括裸线、电磁线及电机电器用的绝缘电线、电力电缆、通信电缆与光缆。电缆有电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、同轴电缆、耐火电缆、船用电缆等，它们都是由多股导线组成，具有连接电路、电器等用途。

电线电缆产品是关系到国计民生的产品，近年来，各级政府和技术监督部门对电线电缆产品的质量高度重视，每年组织开展电线电缆产品监督抽查工作，根据笔者单位历年承担监督抽查工作来看，基本能够反映本省电线电缆生产企业目前的产品质量状况，为政府和行政主管部门掌握本省电线电缆产品的总体质量状况提供第一手资料。通过多年来对此项工作的实施，本省电线电缆产品质量总体呈上升趋势，生产企业通过此项工作对产品质量的提升逐步重视，历年来出现的比较集中的一些产品不合格项目逐渐得以纠正。

我们通过对日常各类检验工作发现，电线电缆阻燃性能等一些重要项目需要引起生产企业、检验机构等方面的高度重视。为进一步加深对相关产品标准、试验方法等的理解，本文着重对电线电缆阻燃性能进行论述和分析。

2 电线电缆引发火灾的原因

目前就使用的大部分电线电缆而言，其绝缘层和护套由各种聚合物组成，如聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚丙乙烯（PP）等，这些材料都具有不同程度的可燃性，遇到高温或者明火极易引起火灾，个别甚至具有易燃性。建筑物越是稠密，人员越是集中，线缆铺设密度越大，而引发火灾的可能性更大，如超高层建筑、大型娱乐场所、工矿企业、地下建筑等，往往都是线缆火灾高发地区，而且更容易引起连续火灾，造成更大的经济损失，并威胁到人身财产安全。

线缆短路或导体材质问题也是引发火灾的一个重要原因，即使是低压线路，短路电流往往会是正常电压的数百倍甚至数千倍，线路内瞬间产生的热量，伴随线路短路点的火花，电弧温度可达3000度以上，足以使线缆的绝缘和护套发生燃烧，即使保护器切断电流，火焰也不会熄灭，仍旧有可能引燃临近物品，发生火灾。

线缆火灾发生之后，由于绝缘层和护套的材质问题，聚合物会在高温和燃烧状态下分解，释放出氯化氢等有毒、腐蚀性气体，这些气体会直接危害人的生命财产安全，也会对机器设备、建筑结构等造成损害，影响使用效果和寿命，严重降低设备的安全性和使用性，造成二次污染。

3 阻燃电线电缆

是指在规定条件下，试样被燃烧，并撤去试验火源后，火焰的蔓延仅在限制范围内，残焰或残灼在规定时间内，自行熄灭的线缆。其基本特征是，在火灾情况下，有可能被烧坏而不能正常使用，但可以止住火势的蔓延，通俗的讲就是电线电缆一旦失火，此类线缆能够把燃烧控制在有限范围内，不发生蔓延，保住其他设备或附近的物品，避免造成更大的损失。

3.1 阻燃线缆的分类

普通阻燃线缆：在制造过程中，选用火焰传播速度相对较低的材料作为电线电缆的护套和绝缘层材料，或者在绝缘层和护套中加入特定的能降低火焰迅速蔓延的添加剂，制成电线电缆。此类电线电缆主要考虑降低其火焰传播速度，国际标准和我国国家标准将其分为A、B、C三类，由于制作工艺简单而且成本相对较低，是目前用量最大的一类。

低烟阻燃电线电缆：除考虑降低火焰传播速度以外，还考虑要求降低燃烧时产生的烟浓度，因此在制造过程中，绝缘层和护套中加入氢氧化铝、硼酸锌、碳酸钙等抑烟剂起到降低烟浓度的作用，对此类电线电缆的检验，除了对碳化长度检验还要检验烟浓度的指标。

低烟无卤阻燃电线电缆：除阻止火焰蔓延特性外，还有燃烧时不产生浓烟，燃烧物的腐蚀性和毒性低等特性，因而减少了对仪器设备和建筑物的腐蚀及对人身的损害，对此类电线电缆主要检测其燃烧碳化长度，燃烧烟密度，同时检验烟气毒性成分含量，或烟气对生物体的毒害程度，此类电线电缆生产成本较高，一般为安全性要求高或在重要的工程中使用。

氟塑料阻燃电线电缆：用氟塑料作为护套和绝缘层的材料，依据对此类电线电缆的检测结果来看氟材料的氧指数、火焰传播速度、烟浓度、腐蚀性低，而且介电常数、介质损耗因数、高速传送频带的信号衰减比其他材料的电线电缆都小，物理性能也好很多，此类产品成本远高于其他种类产品。

3.2 阻燃线缆与耐火线缆的区别

耐火电缆是指：在规定试验条件下，试样在火焰中被燃烧，在一定时间内仍能保持正常运行的性能。它的根本特性就是电缆在燃烧条件下仍然能维持该线路一段时间的正常工作。通俗地讲，万一失火，电缆不会被容易就燃烧，回路比较安全。因此耐火电缆与阻燃电缆的主要区别是：耐火电缆在火灾发生时能维持一段时间的正常供电，而阻燃电缆不具备这个特性。

这个特性决定了耐火电缆在现代都市及工业建筑中起着重要的作用，因为一旦火灾发生，控制、监视、导引及报警等系统供电回路必须维持正常工作。因此，该电缆主要使用在应急电源至用户消防设备、火灾报警设备、通风排烟设备、导行灯、紧急电源插座、紧急用电梯等供电回路。

4 阻燃线缆的试验方法

电线电缆阻燃性能的试验方法主要按照和GB/T 18380和GB/T 12666.2-2008两种方法进行检测。

（1） GB/T 18380方法可分为两种具体方式进行试验操作

单根电线电缆垂直燃烧试验方法，将6000mm的电线电缆垂直安防在300mm×450mm×1200mm的试验箱内，用强度为1kW的燃气喷灯给电线电缆供火，按电线电缆的直径不同供火时间从60s到480s不等，试验结束后根据线缆的碳化高度判定试验结果，此种方法试验装置及程度简单，便于操作，一般线缆企业和检测机构都可建立，但此种方法不适合直径小于0.8mm的电线电缆火截面积0.5mm2的小型规格绞线，并且单根电线电缆型式与电线电缆实际工程应用情况有较大差距。

成束电线电缆的垂直燃烧试验方法，将长度为3.5m的多根电线电缆成束安装，垂直于1000mm×2000mm×4000mm的实验箱内，用强度为20.6kW的燃气喷灯垂直向电线电缆供火，A、B供火时间为40min，C供火20min，试验结束后电线电缆的碳化长度不超过2.5m为通过。此种方法试验规模大，要求比单根电线电缆试验方法苛刻，但与实际电线电缆应用情况接近。

（2） GB/T 12666.2-2008方法试验操作

试验前，试样、设备和周围空气应该在23±5℃温度下达到热平衡，整个试验期间周围空气温度稳定在23±5℃。试验用燃气为技术级甲烷，标称热值37.36MJ/m3，允许使用其他等级的甲烷、天然气、煤气或丙烷。无论何种情况，燃气应能提供可校准的火焰。

固定喷灯底座的楔子应能将喷灯灯管从竖直位置转至与竖直位置成20角，同时等关口平面与灯管纵轴线的交点和试验火焰的蓝色内锥触及试样表面点之间的距离应为40mm的供火位置。喷灯灯管纵轴线应处在正交于试样纵轴线，同时通过试样中点的垂面内，使火焰蓝色内锥正好触及试样正表面中心线中点。

实验室应具有排气通道，至少2m3应位于试验火焰区域的上方，作为热量和烟气的积累空间。同时应配备排风机，以便在试验后把烟气排出试验区域。

将试样水平固定在试验箱内，底部平铺一层不大于6mm的矩形医用棉层，棉层面积不小于305mm×（150～200）mm，棉层表面以水平试样的轴线为中心，棉层的上表面应位于实验火焰的蓝色内锥触及表面点的下方。试样固定在水平支架上，支架间距230mm。

试验前，喷灯竖直且远离试样，并检查火焰。保证其总高度为（125±10）mm。蓝色内锥高度40±2mm。将喷灯固定在楔形台上，使喷灯处在供火位置。

点燃喷灯向试样供火30s，然后迅速移开喷灯，避免造成对周围空气和底部棉层的扰动。

试验结果判定：

（1）碳化长度不大于100mm。

（2）试验箱底部的棉层没有被燃烧滴落物引燃。

（3）如果实验过程中有灼热物、燃烧颗粒滴落在棉层或者楔子上，则重新试验，棉层应覆盖以试样水平轴为中心的305×355mm长的试验表面，同时在喷灯周围楔子的表面上铺上棉层，试验结果仍以a、b两项判定。