电线电缆耐火试验影响因素的控制与改进

芦国豪 寇鹏飞

摘要：随着社会经济的快速发展，电线产品得到广泛应用。我国的火灾事故中，电气原因占很大比重。公共场所电线电缆着火后会导致电力中断，无法使用照明及其他紧急救援装备，严重影响人员的逃生和救灾工作。为保证火灾发生时的照明及紧急救援设备的使用，要求人员密集的公共场所使用的电线电缆应具备耐火性能，确保在火灾发生时的电力供应及救灾工作的顺利展开，故耐火电线电缆产品就得到了逐步推广使用。

关键词：电线电缆;耐火试验;影响因素

引言

耐火电缆在发生火灾后，能使通电线路维持一段时间正常运行，对消防人员开展救援工作具有重要作用，因此被广泛应用在高层建筑、地铁、发电厂、核电站、隧道等场所。

1国内外低压电线电缆耐火试验方法的演变

为了满足消防工作的需要，2000年以来国内外耐火电缆试验方法的标准变更和完善工作进行的比较频繁。我国现行的耐火电缆标准GB/T19216.11-2003和GB/T19216.21-2003已使用15年，比较陈旧，这两个标准是国内实际使用最普遍和使用频率最高的电缆耐火试验方法。GB/T19216.12-2008和GB/T19216.31-2008标准于2017年废止。实施8年左右，国内的耐火电线电缆的产品，使用此标准的几乎没有。具体原因是国内的阻燃耐火电线电缆通则GB19666-2005、GA306.2-2007以及其他电线电缆产品标准未引用该试验方法。IEC60331-1和IEC60331-2标准由2002版变更到现行有效2009版，2018版本也已出现，但2018版本并未开始实施。

2中压/低压耐火电缆的差异

中压电力电缆通常是指额定电压在6～35kV范围的电缆，其在电力系统的应用中占有重要位置，一旦发生火灾事故就会影响整个电力系统的正常运行。大型、高层及超高层建筑基本采用10kV（或20kV、35kV）中压电源供电，中压电源线路的可靠性就显得尤其重要。从电缆的选择到线路的敷设，必须予以认真考虑。在工程设计中，往往重点考虑的是低压系统，较少考虑中压系统。然而对于供电的可靠性，不能仅仅考虑低压，中压实际上是供电可靠性的源头。由于电压等级的提升，中压耐火电缆比低压耐火电缆需要更为复杂的绝缘、耐火材料和结构，从里到外通常由导体、绝缘屏蔽共挤、耐火隔离层（填充+包带/挤出）、护套等结构组成，以满足电气性能和耐火性能的需要。目前，我国低压耐火电缆的国家或行业产品标准相对完善，而中压耐火电缆目前处于起步阶段，还需要更规范化、科学化的通用标准引导，以提升产品质量。

3电线电缆耐火试验影响因素的控制与改进策略

3.1采用空气干燥器对压缩空气进行干燥

在耐火试验过程中，供火源应为带有文丘里混合器的喷嘴标称长度为500mm的带型丙烷气体喷灯，由压缩空气与丙烷混合点燃作为火源。一般情况下，压缩空气在经空气压缩机后，空气中的水蒸气也随之压缩变为液态水，在空气潮湿的南方情况尤为严重，甚至会在出气孔产生水雾。在GB/T19216.11-2003中有明确规定，空气的露点不高于0℃。水在空气管道中，不仅影响流量的测量造成空气流量不稳定，也会对流量计造成损害;同时如果在气孔处产生水雾，对火焰温度和样品也会产生影响，甚至会造成样品的击穿;GB/T19216.11-2003中有明确规定空气的露点不高于0℃。为此，在空气进气管道加装空气干燥机，用于空气源的干燥，祛除压缩空气中的水分，使空气的气压与流量更加稳定，保证火焰的高度和温度在试验过程中不发生波动，减少因空气潮湿对空气流量和火焰温度的影响。

3.2采用测温架进行火焰温度测量

GB/T19216.11-2003中要求对耐火试验用火源进行验证，即在标准规定的流量下测量火焰温度是否符合标准规定。火焰温度的测量是电线电缆耐火试验的关键步骤，试验时的火焰温度是否符合标准要求对试验结果有着至关重要的影响。按照GB/T19216.11-2003中的要求，应使用两根1.5mm矿物绝缘不锈钢K型热电偶进行火焰温度的测量，热电偶测量位置：两个热电偶分别放置在距离喷灯水平中心线125±25mm的位置，热电偶与喷灯水平距离为45mm、垂直距离70mm;要求持续测量温度10min，每30s记录一次数据，10min内平均值应在℃范围内，且两个热电偶读数平均值的最大差值不超过40℃，视为火源通过验证。标准中规定的热电偶的测量位置是抽象的空间位置，且测量时长为10min，如果在测量火焰温度时采用人工手持热电偶进行测量，则至少需要2～3人进行操作，而且在测量过程中热电偶很难保持在同一位置，容易产生位置偏移，造成火焰溫度测量不准确。因此，根据标准给出的距离尺寸定制了测温架。在测量火焰温度时，测温架通过卡扣固定在喷灯上方，热电偶插入测温架两端的测量孔中进行火焰温度的测量。通过测温架可以保证热电偶的测量位置符合标准要求，且位置不会发生偏移，既方便快捷节省人力，又减少了人为操作过程中产生的误差。

3.3对试样两端进行固定

耐火试验是模拟电线电缆在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。

结语

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：

[1]GB/T19216.11-2003《在火焰条件下电缆或光缆的线路完整性试验第11部分：试验装置--火焰温度不低于750℃的单独供火》[S].

[2]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0.6/1kV及以下电缆》[S].

河南工学院 河南 新乡 453003