电线电缆单根垂直燃烧试验影响因素的探讨

黄延江

摘要：本文主要通过对电缆阻燃属性的分析，以及国内、外电缆阻燃试验相关标准的介绍，以及单根阻燃和成束阻燃的考核重点，对电线电缆单根垂直燃烧试验进行了着重介绍。通过大量的试验经验的总结和试验数据的分析，探讨了影响试验结果评价的某些客观条件。

关键词：电缆阻燃属性  国内外阻燃标准  试验影响因素

0 引言

随着世界经济的快速发展，电力类型的电缆线、通信电缆等线路的需求正在提升，目前，多数电缆电线都有绝缘的防护，并由多种复合的聚合物质构造而成。然而，这些原料基本上都是可以燃烧的，部分材料十分容易着火。在许多建筑面积大、居民集中的区域，电线和电缆安排的很紧密，因此出现燃烧和火灾的威胁很大，除了直接的灾害损失外，电缆外层的聚合物质还包含可燃物质，它们受到高温会释放出腐蚀性或者毒性气体，威胁到居民切身安全。

1 电线电缆的阻燃属性

现如今，国家对社会安全重视程度在不断提升，电线电缆作为整个社会的中枢神经系统存在于社会的各个角落，因此，电线电缆的安全性也逐步受到重视，其中就包括电线电缆的阻燃特性。

根据GB/T19666-2005《阻燃和耐火电线电缆通则》中对阻燃的定义：在规定试验条件下，试验被燃烧，在撤去火焰后，火焰在试样上的蔓延仅在限定范围内并且自行熄灭的特性，即具有阻止或延缓火焰发生或蔓延的能力。以此标准的定义可以将电线电缆的阻燃属性理解为：电线或电缆在被点燃后，火焰只在限定的区域内蔓延，残留的火焰在较短的时间内会自动熄灭。这种线路电缆的特点是在电缆线路受到火焰的侵蚀时，电缆本身不能再正常使用，但是电缆可以阻止火焰范围的扩大，并将燃烧限定在特定的空间里，保护周边的设备设施不受火灾的影响。

单根阻燃主要考核单根绝缘电线电缆的火焰垂直燃烧试验性能，仅考核电缆在单独敷设不需要成束敷设时的阻止火焰蔓延的能力。成束阻燃主要考核多根电缆大长度密集垂直敷设时的阻止火焰蔓延的能力。当电缆满足单根阻燃时并不足以保证电线电缆能在所有敷设条件下阻止火焰的蔓延，因此，在一些蔓延危险性高的场合，不应认为电缆符合单根垂直燃烧试验的要求，而成束燃烧亦会表现出类似的性能。

2 电线电缆单根垂直燃烧试验影响因素的探讨

现行的单根绝缘电线电缆垂直燃烧试验方法执行标准为GB/T18380.12-2008，在标准中对试验条件作了详细规定：包括试样处理、试验温度、喷灯的位置、喷灯与试样的角度、供火时间等。包括试验装置在GB/T 18380.11-2008标准中也有明确规定。根据标准的规定以及大量的试验数据的统计分析可以得出，试验中的某些试验条件对试验结果会产生较大的影响。以下对其中几项做简要分析和探讨：

1）燃烧功率

标准规定引燃源应符合GB/T5169.14-2007的规定，尤其对试验火焰的认可方法进行了规定。欲使试验结果有良好的再现性和可比性，对于影响火焰在电缆上的传播因素，在试验条件中都应做出具体的规定。虽然标准中对可燃气体和空气的流量以及火焰高度做了明确规定。但是在试验中发现，试验结果的差异很大程度上是由于火焰强度不同造成的。在试验中，不仅仅是达到标准要求的温度就可以满足要求，而必须要达到一定的热量值，才能真正的考核电缆的阻燃性。标准中所规定的可燃气体的流量、空气流量、火焰高度等仅是达到燃烧功率的基本要求，但是并未对喷灯功率的校准和测定提出明确的方法。因此明确喷灯燃烧功率的要求及测定方法势在必行。

2）试验温度

电缆阻燃性能的优劣取决于材料配方中各种阻燃剂的阻燃性，尤其以自熄性更直接影响了电缆的阻燃效果。氧指数的高低可以作为衡量材料阻燃性能优劣的指标。然而，我们往往忽略了“温度指数”。即阻燃材料在一定温度下可以自行燃烧的温度。材料的氧指数会受到温度很明显的变化，这也是核电电缆为何需要测试绝缘材料在不同温度下氧指数的原因，以考核绝缘材料在不同温度下阻燃性能的变化是否在可接受范围内。因此在试验中应该严格按标准规定的温度执行。当然，在试验的常规环境内，由于环境温度的变化较小，不会对其阻燃性有明显的影响。

3）试样的表面处理

电缆的生产需要连续多次工序的组合和转序，在生产过程中可能会有油污之类的混合物附着在电缆表面。此类附着物在试验过程中可能会产生助燃的作用，可能导致试验结果偏离正常指标。因此，在试验之前应仔细检查试样表面，及时清除试样表面的附着物。以保证试验结果的正确性。尤其对辐照交联型电缆影响较大，在辐照交联过程中由于电子束的穿透造成电缆短时间内温度较高，部分会出现表面析出油类物质，如果辐照后短时间内直接进行燃烧试验，会对试验结果有明显的影响，因此建议对于辐照型电缆在辐照后应对表面进行处理，然后进行燃烧试验。

4）引燃源

根据标准要求，引燃源应使用纯度超过95%的技术级丙烷进行供火。针对丙烷纯度不低于95%这一条，在现实中有大多数的实验室不能满足要求，由于很多实验室使用的气源是瓶装石油液化气，虽然石油液化气的平均燃烧热量和丙烷的燃烧热量差异不是很大，但是在试验中我们无法对石油液化气的成分及其燃烧试验值进行测定，所以就无法保证试验能满足试验规定的要求。为使试验更具对比性，应使用符合标准规定的具有一定燃烧热量值的引燃源。

5）喷灯

试验标准中规定了气体流量、火焰高度等，但是未对喷灯的表面的处理和校准做出任何规定。在长期试验中，由于喷灯装置的自然老化会导致喷灯表面碳化，这种碳化会对试验结果产生很大的影响，因此这就要求必须有一个行之有效的方法对喷灯燃烧功率的具体数值进行测定和校准。

随着经济建设的向前发展，高层商业建筑、高层住宅如春笋般，线缆的使用量大，楼宇大量线缆密集敷设，也成为越来越突出的现象，据悉近年来我国各类电气引起的火灾中，有60%以上是由电气线路（电线电缆）引起的火灾。随着信息技术的突飞猛进，综合布线建筑内的信息传输的基础，布线线缆选择多样。作为信息传输通道的线缆，主要敷设在商业区、居住区和工业区等室内场所，室内一旦着火，火焰会随着线缆线路迅速蔓延和扩大，不仅使信息传送出现障碍，并严重的危及生命和财产安全。建筑物内一旦发生火灾这些线缆释放出的热量和毒气将成为重大的安全隐患，人们对布线线缆的阻燃与防火，越来越成为行业内的重要话题。

我们作为电线电缆的生产企业，应严格按标准生产，严格按标准检测，尤其对涉及到安全的指标，更应严格把关试验条件，严格把关试验方法，严格把关产品质量，为社会安全尽到一份应有的责任。

参考文献：

GB/T 18380.11-2008  电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验 第11 部分：单根绝缘电线电缆火焰垂直蔓延试验 试验装置

GB/T 18380.12-2008  电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验 第12 部分：單根绝缘电线电缆火焰垂直蔓延试验 1KW预混合型火焰试验方法

GB/T 5169.14-2007  电工电子产品着火危险试验 第14部分： 试验火焰1kW标称预混合型火焰设备、确认试验方法和导则