电线电缆耐火试验影响因素的控制与改进

吴健 张红军

摘 要：近年来，世界范围内的火灾事故不断增多。火灾引起的电缆、光缆短路、断路等二次伤害事故增加了电缆、光缆阻燃试验的重要性。在火焰条件下，电缆和光缆的完整性试验是检验电缆和光缆在规定的火源和时间下燃烧时，在规定的状态下连续工作的能力。为了研究和控制产品的阻燃性，越来越多的生产厂家购买电缆耐火试验设备，由于试验条件和试验装置的不同，以及其他各种可能的原因，导致研发企业和检验检测机构的试验结果有很大的差异，检验和试验结论不具有重现性。

关键词：电线电缆;耐火实验;实验检测

引言

在我国火灾事故中，电气原因占很大比例。公共场所电线电缆着火会导致停电。照明和应急救援设备的使用将严重影响逃生和救灾工作。为保证火灾时照明应急救援设备的使用，要求在人员密集的公共场所使用的电线电缆具有耐火性能，以保证火灾时供电和救灾工作的顺利开展。因此，耐火电线电缆逐渐得到推广。我国制定了GB/t19216——2003《在火焰条件下电缆光缆的线路完整性试验》，对电线电缆的耐火特性进行了规定。耐火试验模拟电线电缆火灾现场，直接反映电线电缆在火灾情况下连续运行的能力。

1  电线电缆耐火试验影响因素控制

1.1耐火实验环境的严格要求

在我们计量检定的过程中发现，试验箱体的大小及样式五花八门，又因为种种原因造成箱体在建造过程中达不到安全、通风等要求。首先来说按照标准的要求，箱体应有足够的体积，使在燃烧时不影响试验条件。经过我们对标准的研究以及对现场实际的观测，推荐采用等同电缆燃烧烟密度试验的试验箱体，3立方米的体积容量足以放下阻燃喷灯和试验梯架，使喷灯距离箱体上、下、左、右的距离都大于300mm。箱体上部应设有至少lm高的烟囱用以排烟，用排气扇调节通风。在箱的底部设一小孔，用作空气的进口，在燃烧过程中，使冷空气自然进入箱体中，从而不影响燃烧火焰的稳定。经验表明，燃烧火焰的几，和形状会受箱体内气流的影响，因此在设置排烟风扇和进风孔时要注意空气的流动方向。

1.2保持供气系统的稳定性

在进行耐火试验时，我们发现供气系统经常会影响火焰的几何形状和火焰温度。由于进行耐火试验时间长，空气压缩机频繁启动停止，造成空气流量计的数值波动，火焰也随之发生变化。有时也发现输气管线和流量计中存在水汽，这也会导致火焰温度的不达标。所以建议在空气压缩机将空气输送到管线前加装一个压缩空气储气罐。安装的优点是：（1）空气压缩机本身稳定性强。空气压缩机供气系统的启动和停止取决于压力开关。没有储气罐系统。试验所需用气量的频繁波动，使空压机供气系统频繁启停，空压机频繁启停（2）提供稳定的气源。设有储气罐，风机输出空气有缓冲区，空气能更好地保持在设定值，空气系统能获得恒压（3）空气质量好。空气压缩机输送的压缩空气被送入储气罐。这里的空气会停留一段时间，这会使空气中的杂质、水分和其他杂质沉淀下来。压缩空气的温度降低。没有冷冻干燥机，可以散发出高品质的空气（4）节能效果。空压机启动频繁，电机启动电流大。一般来说，起动电流是正常工作电流的5倍左右。此时，能源消耗很大。配备储气罐，使空压机在稳定压力下停机，保证工作的连续性，避免不必要的能源浪费。

2  电线电缆耐火试验改进策略

2.1熔断器和断路器的使用

在耐火试验设备中，我们看到阻燃时，选用2A保险丝来判断线间短路。近年来，我们发现一些新设备开始使用短路器。功能相同。用来切断电路。工作原理完全不同。熔断器，一般来说，是一种根据电流的热效应工作的熔断器。当电流超过定值（不同的熔断器定值）时，熔断器中的熔断器发热熔断，从而达到分割电路、保护设备不受大电流损坏的功能。保险丝中的保险丝每次熔断时都要更换。短路器也可以实现线路的短路和过载保护，但原理不同。通过电流的底部磁效应实现短路保护，通过电流的热效应实现过载保护（不是熔断，多不用更换器件）。这里需要注意的是，短路器的选择必须具有与熔断器等效的特性曲线，这将导致达到标准规定的额定短路电流，跳闸并仍在标准规定的额定电流以外工作的情况。

2.2对试样两端进行固定

耐火试验是模拟电线电缆在着火情况下线路运行能力的验证。在整个试验过程中，火焰应持续覆盖在试样表面。但由于电缆材料在受热时易发生热变形，在试验过程中电缆会因受热而弯曲或拱起（尤其是电线和小截面电缆），偏离原放置位置，离开火焰覆盖区域，无法对电缆的耐火性能进行客观正确的判定，造成试验失败。

为此，在放置试样时应对试样进行固定，即在试样两端火焰没有覆盖的位置用铜丝进行固定（不宜捆扎过紧），防止试样弯曲变形脱离火焰覆盖范围，增加检验结果的准确性。

2.3试验电源保持额定电压

中压耐火电缆在进行耐火试验时，要保持工作在额定电压下。试验电源对电缆提供额定电压，由于中压电缆电压较高，除了传统工频变压器通过匝比升压以外，还可以利用电缆成容性的特点，通过串联谐振升压设备获得高压。无论哪一种方式，都要保证电缆线芯导体上保持工频正弦额定电压，其具体要求可参考GB/T3048.8-2007《电线电缆电性能试验方法第8部分：交流电压试验》。

3  我國电缆耐火性能试验方法标准体系存在的不足

（1）对于固定火源为基础的电缆耐火性能试验方法，我国试验方法仅有单独供火和供火并施加冲击振动的耐火方式，无供火加喷水的耐火方式;特别是缺少在一根电缆试样上进行火焰燃烧、冲击振动和喷水试验来考核其耐火性能的试验方法标准。

4  结束语

通过以上改进，减少或避免了客观因素对耐火电线电缆的线路完整性试验的干扰，提高了火焰的稳定性及火焰温度测量的精准度，对电线电缆的内火性能判定更加准确。

参考文献：

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[2]胡林明，孙震宁，冯军，高旭，许力丹.制定耐火电缆新耐火试验方法标准的必要性[J].建筑电气，2018，37（07）：54-58.

[3]吴军，沈育祥.电线电缆的防火设计探讨[J].消防科学与技术，2004（06）：555-557.

（河北华通线缆集团股份有限公司，河北 唐山 063300）