耐火电缆耐火试验方法概述

王伟 冯咏生

中天科技海缆有限公司 江苏南通 226000

随着我国社会经济建设步伐的加快,耐火电缆被广泛的应用在高层建筑、地铁、发电厂、核电站、隧道等重要部门及公共场所,同时许多工程开始趋向于使用低烟无卤耐火电缆,以便在发生火灾后,线路能够保持一定时间正常运行,对救援工作有很大的帮助,在很大程度上可以减少人员伤亡和财物损失。鉴于此,我们有必要对耐火电缆有个明确的认识。

1 低压耐火电缆及耐火试验方法简述

根据公共安全行业标准GA306.2-2007《阻燃及耐火电缆塑料绝缘阻燃及耐火电缆分级和要求第2 部分：耐火电缆》的定义，耐火电缆是指具有规定的耐火性能（如线路完整性、烟密度、烟气毒性、耐腐蚀性）的电缆。国家标准GB/T19666-2005《阻燃和耐火电线电缆通则》中耐火定义是指在规定的火源和时间下燃烧时能持续地在指定状态下运行的能力，即保持线路完整性的能力，具备上述能力的电缆就称为耐火电缆。目前，市面上常见的低压（0.6/1kV及以下）耐火电缆主要有两类：其一为在普通塑料绝缘电缆的线芯导体上绕包云母带的传统耐火电缆（NH）；其二为矿物绝缘电缆（BTTZ、YTTW、RTTZ 等）。涉及到的耐火电缆试验方法标准主要是以下几个：a.国标GB/T19216.21-2003《在火焰条件下电缆或光缆的线路完整性试验第21 部分：试验步骤和要求额定电压0.6/1.0kV 及以下电缆》，该方法等效采用IEC60331-21：1999，要求电缆在火焰燃烧条件下保持在指定状态下的运行能力。b.英国标准BS6387：别于GB/T19216，该方法更强调实际火灾发生情况下电缆的环境状态，因此试验条件除了单独供火以外，还有不同火焰温度、喷水以及机械冲击等条件下的线路完整性判据[1]。

2 耐火电缆耐火试验方法

2.1 国内外低压电线电缆耐火试验方法的比较

对于现行有效的耐火电缆耐火试验方法标准，现从电缆适用范围、试样的固定方式、火焰温度、试验时间、冲击方式、喷水方式等方面进行分别比较。一般对电缆的试验电压一般要求均在600/1000V 及以下。IEC60331-1 和IEC60331-2 标准规定，经制造商和卖方协商，也可用于额定电压3.3kV 及以下电缆。除GB/T19216.11-2003 和GB/T19216.21-2003 未对样品总外径作要求外，其他标准分别适用于直径大于20mm 或总直径小于等于20mm 的电缆。从试样的固定方式看，GB/T19216.11-2003、GB/T19216.21-2003、BS6387：2013C 法和W 法均采用直线形固定方式，用于考察试样在直线布线方式时的耐火特性。其他标准采用U 形或阶梯状Z 形固定方式，并都在弯曲处采用最小弯曲半径的固定方式，考察试样在非直线型布线时的耐火特性。从火焰温度方面看，GB/T19216.11-2003、GB/T19216.21-2003 采用不低于750℃（750-800）℃的供火，与国外标准中规定的不低于830℃（830-870）℃、950℃±40℃相比，耐火试验温度偏低。火焰温度最高的方法标准是BS6387：2013C 法和Z 法。为了弥补这一点，GA306.2-2007 标准规定ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA 耐火级别的电缆的供火温度是950-1000℃。从试验时间上，试验时间从15min、30min、60min、90min、105min、120min、180min 不等。国家标准中推荐的试验时间比较固定，也可根据具体的产品标准来确定试验时间。比如GB/T13033.1-2007《额定电压750V 及以下矿物绝缘电缆及终端第1 部分：电缆》标准中耐火试验方法采用的是GB/T19216.21-2003 标准，但是规定了耐火试验时间（燃烧时间）是180min。国外的电缆耐火试验标准根据标准的差异，试验时间差异较大，部分标准的试验时间是可供选择的[2]。

2.2 截面耐火电缆工艺的研究

对于小截面耐火电缆来说，要达到耐火试验要求，以下方案较为合理：①导体应采用圆铜单线，软结构束线易造成云母带损伤，因而不宜作耐火电缆导体。②耐火层采用合成云母带重叠绕包。云母带绕包时，当设计要求层数为偶数时，采用55%正搭盖绕包;当为奇数时，采用纵包加上55%正搭盖绕包。绕包时，重点控制云母带宽度、绕包角度和张力，保证云母带绕包平整、紧密，保证正搭盖50%以上。绕包设备应采用稳定性好，加工精度高的绕包机，传统绕包机生产小截面耐火电缆，质量稳定性较难保证。③绝缘使用聚乙烯(PE)和交联聚乙烯(XLPE)比聚氯乙烯（PVC）效果更好。挤制绝缘时，内模孔径的选取应适当放大，避免损伤绝缘，要避免云母带进水、受潮，同时要严格控制挤制厚度，保证薄绝缘效果[3]。

2.3 试验温度和持续供电时间的不同

中国、IEC 与英国的耐火电缆试验方法标准的试验温度和持续供电时间的差异。耐火电缆的线路完整性（单独耐火）项目试验温度分为不低于750℃和950±40℃，持续供电时间分别为105min和180min；线路完整性（耐火+冲击）项目试验温度分为不低于830℃和950±40℃，持续供电时间分别为30/60/90/120min 和15min；BS8491：2015 规定的线路完整性（耐火+冲击+喷淋）项目试验温度为830-870℃，持续供电时间为30/60/120min。

3 结语

随着我国城市建设飞速发展，高层建筑、机场等大型综合体不断涌现，中压耐火电缆在配电系统中必将有广阔的应用前景。但目前我国尚无中压耐火电缆的国家或行业产品标准以及耐火试验方法标准。本文通过梳理我国耐火电缆产品及耐火方法的现状，对评价中压电缆的耐火性能提供了一些建议[4]。