防火電纜分類、標(biāo)準(zhǔn)、阻燃等級劃分介紹
發(fā)布時間：
2023-06-05
隨著中國電力工業(yè)、數(shù)據(jù)通信業(yè)、城市軌道交通業(yè)、汽車業(yè)以及造船等行業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對電線電纜的需求也將繼續(xù)迅速增長，未來電線電纜業(yè)有著巨大的發(fā)展?jié)摿Γ浞至私怆娋€電纜的防火阻燃標(biāo)準(zhǔn)和等級對于相關(guān)行業(yè)人來講也變得越來越重要。
防火電纜，即在規(guī)定試驗(yàn)條件下，試樣被燃燒，在撤去試驗(yàn)火源后，火焰的蔓延僅在限定范圍內(nèi)，殘焰或殘灼在限定時間內(nèi)能自行熄滅的電纜，在火災(zāi)情況下有可能被燒壞而不能運(yùn)行，但可阻止火勢的蔓延。通俗地講，電線萬一失火，能夠把燃燒限制在局部范圍內(nèi)，不產(chǎn)生蔓延，保住其他的各種設(shè)備，避免造成更大的損失。目前，電纜行業(yè)習(xí)慣將阻燃（ Fire Retardant）、無鹵低煙（Low Smoke Halogen Free ，LSOH ）或低鹵低煙（Low Smoke Fume ，LSF ）、耐火（Fire Resistant）等具有一定防火性能的電纜統(tǒng)稱為防火電纜。那么這四類防火電纜有什么區(qū)別呢？我們先來簡單了解下。
一、防火電纜分類
阻燃電纜（Flame Retardant）
阻燃電纜的特點(diǎn)是延緩火焰沿著電纜蔓延使火災(zāi)不致擴(kuò)大。由于其成本較低，因此是防火電纜中大量采用的電纜品種。無論是單根線纜還是成束敷設(shè)的條件下，電纜被燃燒時能將火焰的蔓延控制在一定范圍內(nèi)，因此可以避免因電纜著火延燃而造成的重大災(zāi)害，從而提高電纜線路的防火水平。
無鹵低煙阻燃電纜（LSOH ）
無鹵低煙電纜的特點(diǎn)是不僅具有優(yōu)良的阻燃性能，而且構(gòu)成低煙無鹵電纜的材料不含鹵素，燃燒時的腐蝕性和毒性較低，產(chǎn)生極少量的煙霧，從而減少了對人體、儀器及設(shè)備的損害，有利于發(fā)生火災(zāi)時的及時救援。無鹵低煙阻燃電纜雖然具有優(yōu)良阻燃性、耐腐蝕性及低煙濃度，但其機(jī)械和電氣性能比普通電纜稍差。
低鹵低煙阻燃電纜（LSF ）
低鹵低煙阻燃電纜的氯化氫釋放量和煙濃度指標(biāo)介于阻燃電纜與無鹵低煙阻燃電纜之間。低鹵（ Low Halogen）電纜的材料中亦會含有鹵素，但含量較低。這種電纜的特點(diǎn)是不僅具備阻燃性能，而且在燃燒時釋放的煙量較少，氯化氫釋放量較低。這種低鹵低煙阻燃電纜一般以聚氯乙烯（PVC ）為基材，再配以高效阻燃劑、HCL 吸收劑及抑煙劑加工而成。因此這種阻燃材料顯著改善了普通阻燃聚氯乙烯料的燃燒性能。
耐火電纜（Fire Resistant）
耐火電纜是在火焰燃燒情況下能保持一定時間的正常運(yùn)行，可保持線路的完整性（ Circuit Intergrity）。耐火阻燃電纜燃燒時產(chǎn)生的酸氣煙霧量少，耐火阻燃性能大大提高，特別是在燃燒時，伴隨著水噴淋和機(jī)械打擊震動的情況下，電纜仍可保持線路完整運(yùn)行。
二、阻燃電纜和耐火電纜的區(qū)別
一般人很容易混淆阻燃電纜和耐火電纜的概念，雖然阻燃電纜有許多較適用于化工企業(yè)的優(yōu)點(diǎn)，如低鹵、低煙阻燃等，但在一般情況下，耐火電纜可以取代阻燃電纜，而阻燃電纜不能取代耐火電纜。
兩者原理有所不同，含鹵電纜阻燃原理是靠鹵素的阻燃效應(yīng)，無鹵電纜阻燃原理是靠析出水降低溫度來熄滅火焙.耐火電纜是靠耐火層中云母材料的耐火、耐熱的特性，保證電纜在火災(zāi)時也工作正常。
兩者結(jié)構(gòu)和材料不同，阻燃電纜的基本結(jié)構(gòu)是：絕緣層采用阻燃材料;護(hù)套及外護(hù)層采用阻燃材料;包帶和填充采用阻燃材料。
而耐火電纜通常是在導(dǎo)體與絕緣層之間再加1個耐火層，所以從理論上講可以在阻燃電纜的結(jié)構(gòu)中加上耐火層，就形成了既阻燃又耐火的電纜，但實(shí)際并沒有這個必要。因?yàn)槟突痣娎|的耐火層，通常采用多層云母帶直接繞包在導(dǎo)線上.它可耐長時間的燃燒，即使施加火焰處的高聚物被燒毀，也能夠保證線路正常運(yùn)行。
電纜涉及火災(zāi)安全的主要技術(shù)指標(biāo)是 CO 2電纜的阻燃性、煙霧的密度和氣體的有毒性?；谝陨弦蛩刂贫ǖ碾娎|阻燃標(biāo)準(zhǔn)體系包括有IEC標(biāo)準(zhǔn)、UL標(biāo)準(zhǔn)等，我們一起來了解下其中都包含哪些重要的等級規(guī)定。
三、防火電纜相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
1、防火電纜IEC標(biāo)準(zhǔn)
為了評定線纜的阻燃性能優(yōu)劣，國際電工委員會分別制定了 IEC60332-1、IEC60332-2和IEC60332-3三個IEC標(biāo)準(zhǔn)。IEC60332-1和IEC60332-2分別用來評定單根線纜按傾斜和垂直布放時的阻燃能力（國內(nèi)對應(yīng)GB12666.3和GB12666.4標(biāo)準(zhǔn)）。IEC60332-3（國內(nèi)對應(yīng)GB12666.5-90）用來評定成束線纜垂直燃燒時的阻燃能力。相比之下成束線纜垂直燃燒時在阻燃能力的要求上要高的多。
IEC60332-1/BS4066-1阻燃等級（單根電線或電纜垂直燃燒測試 Flame Test On Single Vertical Insulated Wires/Cables）
這是單根電纜的阻燃標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)規(guī)定，一根 60cm 長的試樣垂直固定在前壁開通的金屬箱內(nèi)，火焰長度175mm 的丙烷燃燒器從距試樣的上部固定端450mm 的位置上火焰錐與電纜以45度角接觸，如果試樣燃燒損壞部分距離固定端下部不超過50mm ，測試通過。
IEC60332-3/BS4066-3阻燃等級（成束電線或電纜垂直燃燒測試 Flame Test On BunchedWires/Cables）
這是成束電纜的阻燃標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)規(guī)定，成束 3.5m 長的電纜試樣用鐵絲固定在梯形測試架上，試樣數(shù)量按不同分類所要求的非金屬物料決定。試樣垂直掛在燃燒爐背壁上，空氣通過底板上的進(jìn)氣口引入燃燒爐。丙烷平面燃燒器以750℃的火焰與試樣接觸，試樣在強(qiáng)制吹風(fēng)（氣流排放5m3/分鐘，風(fēng)速0.9m/秒）的情況下，必須在垂直燃燒20分鐘內(nèi)燃不起來，電纜在火焰蔓延2.5米以內(nèi)自行熄滅。IEC60332有A 類、B 類、C 類和D 類之分，以評定阻燃性能優(yōu)劣。
2、防火電纜UL標(biāo)準(zhǔn)
UL列明的任何電纜經(jīng)過測試驗(yàn)證若符合某種防火等級，可在電纜印上UL 識別字、防火等級和批準(zhǔn)編號。
增壓級-CMP 級（送風(fēng)燃燒測試/斯泰鈉風(fēng)道實(shí)驗(yàn)Plenum FlameTest/Steiner TunnelTest）
這是 UL 防火標(biāo)準(zhǔn)中要求最高的電纜（Plenum Cable ），適用安全標(biāo)準(zhǔn)為UL910，實(shí)驗(yàn)規(guī)定在裝置的水平風(fēng)道上敷設(shè)多條試樣，用87.9KW 煤氣本生燈（300，000BTU/Hr）燃燒20分鐘。合格標(biāo)準(zhǔn)為火焰不可延伸到距煤氣本生燈火焰前端5英尺以外。光密度的峰值最大為0.5，平均密度值最大為0.15。這種CMP 電纜通常安裝在通風(fēng)管道或空氣處理設(shè)備使用的空氣回流增壓系統(tǒng)中，被加拿大和美國所認(rèn)可采用。符合UL910標(biāo)準(zhǔn)的FEP/PLENUM材料，阻燃性能要比符合IEC60332-1及IEC60332-3標(biāo)準(zhǔn)的低煙無鹵材料的阻燃性能好，燃燒起來煙的濃度低。
干線級-CMR 級（直立燃燒測試Riser Flame Test）
這是 UL 標(biāo)準(zhǔn)中商用級電纜（Riser Cable ）, 適用安全標(biāo)準(zhǔn)為UL1666。實(shí)驗(yàn)規(guī)定在模擬直立軸上敷設(shè)多條試樣，用規(guī)定的154.5KW 煤氣本生燈（527，500BTU/Hr）30分鐘。合格標(biāo)準(zhǔn)為火焰不可蔓延到12英尺高的房間的上部。干線級電纜沒有煙霧濃度規(guī)范，一般用于樓層垂直和水平布線使用。
商用級-CM 級（垂直燃燒測試Vertial Tray Flame Test）
這是 UL 標(biāo)準(zhǔn)中商用級電纜（General Purpose Cable），適用安全標(biāo)準(zhǔn)為UL1581。實(shí)驗(yàn)規(guī)定在垂直8英尺高的支架上敷設(shè)多條試樣，用規(guī)定的20KW 帶狀噴燈燃燒（70，000BTU/Hr）20分鐘。合格標(biāo)準(zhǔn)為火焰不可蔓延到電纜的上端并自行熄滅。UL1581和IEC60332-3C 類似，只是敷設(shè)電纜根數(shù)不同。商用級電纜沒有煙霧濃度規(guī)范，一般僅應(yīng)用于同一樓層的水平走線，不應(yīng)用于樓層的垂直布線上。
通用級-CMG 級（垂直燃燒測試Vertial Tray Flame Test）
這是 UL 標(biāo)準(zhǔn)中通用級電纜（General Purpose Cable），適用安全標(biāo)準(zhǔn)為UL1581。商用級和通用級的測試條件類似，同為加拿大和美國認(rèn)可使用。通用級電纜沒有煙霧濃度規(guī)范，一般僅應(yīng)用于同一樓層的水平走線，不應(yīng)用于樓層的垂直布線上。
家居級- CMX級（垂直燃燒測試Vertial Wire Flame Test）
這是 UL 標(biāo)準(zhǔn)中家居級電纜（Restricted Cable ），適用安全標(biāo)準(zhǔn)為UL1581，VW-1。實(shí)驗(yàn)規(guī)定試樣保持垂直，用試驗(yàn)用的噴燈燃燒（30，000 TU/Hr）15秒鐘，然后停止15秒鐘，反復(fù)5次。合格標(biāo)準(zhǔn)為余火焰不可超過60秒鐘，試樣不可燒損25%以上，墊在底部的外科用棉不可被落下物引燃。UL1581-VW-1和IEC60332-1類似，只是燃燒的時間不同。這種等級也沒有煙霧或毒性規(guī)范，僅用于敷設(shè)單條電纜的家庭或小型辦公室系統(tǒng)中。這類電纜不應(yīng)成捆敷設(shè)使用，必須套管。煙密度、鹵素含量和毒性等級。
3、防火電纜其他標(biāo)準(zhǔn)
IEC60754-1/BS6425-1鹵素氣體含量的測定（Emission Of Halogens ）
這是 IEC 和BS 標(biāo)準(zhǔn)中針對氯化氫（HCL ）釋放濃度的規(guī)范。鹵素含氟（Florine ）、氯（Chlorine ）、溴(Bromine)、碘(Iodine)和放射性易揮發(fā)的元素砹(Astatine),成分的毒性很高。實(shí)驗(yàn)規(guī)定，燃燒爐預(yù)熱到800℃時，把一根內(nèi)置1.0g 試樣推入爐內(nèi)，利用氣流排放速率使HCL 溶入水中，再測定水溶液的鹵酸含量。如果電纜材料燃燒時鹵酸（HCL ）釋放量少于5mg/g時，可被稱為無鹵電纜（LSOH ），如果鹵酸（HCL ）釋放量大于5mg/g時而小于15mg/g時，可被稱為低鹵電纜（LSF ）。值得注意的是，IEC60754-1方法不能用來測定HCL 含量小于5 mg/g的材料，即不能判定是否“無鹵”。需要判定是否完全無鹵可采用IEC60754-2方法來測定。
IEC60754-2氣體酸度測量（Corrosivity ）
這是 IEC 標(biāo)準(zhǔn)中針對燃燒氣體腐蝕性的規(guī)范，此測試是量度在燃燒時物料所產(chǎn)生的鹵酸氣體酸度。它通過水溶液的PH 值和導(dǎo)電率來測定。實(shí)驗(yàn)規(guī)定，燃燒爐預(yù)熱到800℃，把一根內(nèi)置試樣的石英管推入爐內(nèi)，同時開始記時。在試樣燃燒的前5分鐘，每隔1分鐘測一次PH 值和電傳導(dǎo)性能，接下來的25分鐘每隔5分鐘測一次。一般無鹵電纜材料的PH 值會大于4.3，導(dǎo)電率小于10μs；PH 值越少，即表示物料的鹵酸氣體酸度越高。值得注意的是，當(dāng)HCL 含量大于2mg/g而小于5mg/g（即符合IEC60754-1的要求時），其水溶液的PH 值亦小于4.3，即不符合IEC60754-2的要求。
IEC 61034-1/ASTM E662煙密度（Emission of Smoke）
這是 IEC 和ASTM 標(biāo)準(zhǔn)中針對煙密度的規(guī)范。實(shí)驗(yàn)由一個3m3的立方體和一個帶光源的光度測量系統(tǒng)組成，矩形曹內(nèi)裝酒精作為燃燒源。一個功率為10-15 m3/分鐘的鼓風(fēng)機(jī)確保煙霧均勻分布在一塊檔風(fēng)板上防止槽上產(chǎn)生火焰渦流，酒精燃燒時，與光電源相連的記錄儀記下光減弱量。煙密度是以透光率量度，如果能達(dá)到60%光傳輸值（Light Transmittance），該電纜材料就達(dá)到低煙標(biāo)準(zhǔn)，透光率越高，物料于燃燒時所釋放的煙霧越少。
ISO4589-2/BS2863氧指數(shù)（Oxygen Index LOI）
這是 ISO 和BS 標(biāo)準(zhǔn)中針對氧指數(shù)的規(guī)范。它是指在室溫下，當(dāng)空氣的含氧量大于此氧指數(shù)時，物料便會馬上燃燒。氧指數(shù)值越高則表示物料越阻燃。假若某材料的氧指數(shù)為21%，即表示此物料處于正常室溫下亦會自動燃燒，在正常室溫下，空氣的含氧量為21%，一般阻燃電纜的氧指數(shù)均大于33%。
ISO4589-3/BS2782.1溫度指數(shù)（Temperature Index TI）
這是 ISO 和BS 標(biāo)準(zhǔn)中針對溫度指數(shù)的規(guī)范，材料的氧指數(shù)會隨著溫度升高而下降，當(dāng)氣溫升高而物料的氧指數(shù)降至21%時，物料便會自動燃燒，此溫度被稱為溫度指數(shù)。例如，煤于室溫下的氧指數(shù)為50%，但當(dāng)溫度升高至150℃，氧指數(shù)會降至21%，此材料亦會馬上燃燒，材料的溫度指數(shù)便為150℃。一般阻燃電纜溫度指數(shù)均大于250℃。
NES713毒性指數(shù)（Toxicity Index）
這是英國海軍工程 NES 標(biāo)準(zhǔn)中針對電纜材料燃燒時產(chǎn)生的氣體毒性規(guī)范，毒性是指對生物體結(jié)構(gòu)造成破壞或功能紊亂的一種性質(zhì)，毒性指數(shù)是指材料燃燒時所產(chǎn)生的所有氣體的毒性總和表現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)規(guī)定，燃燒爐預(yù)熱到800℃，電纜材料中含有的有毒物質(zhì)會被分別燃燒，再利用氣流排放速率收集每種有毒氣體，然后通過化學(xué)分析計(jì)算每種有毒物質(zhì)的含量，此指數(shù)是以數(shù)目表示其毒性。毒性指數(shù)越大，此物料所釋放氣體的毒性越高。一般無鹵電纜材料的毒性指數(shù)均小于5。值得注意的是，低煙無鹵材料燃燒時亦會產(chǎn)生有毒的CO ，如果材料中含有P 、N 、S ，則生成的有毒氣體更多，因此無鹵電纜不可稱為無毒電纜，應(yīng)稱為低毒電纜。CM 、CMR 和CMP 電纜由于需要通過嚴(yán)格的UL 防火標(biāo)準(zhǔn)，采用的電纜材料多含鹵素，CM 和CMR 電纜一般以聚氯乙烯（PVC ）為基材，而PVC 材料含氯；CMP 電纜一般以特氟瓏聚四氟乙烯（FEP ）為基材，而FEP 材料含氟。此類含鹵線纜產(chǎn)生的氣體毒性均較無鹵電纜大數(shù)倍，于火災(zāi)安全中存著很大的隱患，可能會導(dǎo)致火災(zāi)現(xiàn)場多數(shù)的傷亡人員不是被燒死而是被毒氣窒息而亡。
隨著中國電力工業(yè)、數(shù)據(jù)通信業(yè)、城市軌道交通業(yè)、汽車業(yè)以及造船等行業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對電線電纜的需求也將繼續(xù)迅速增長，未來電線電纜業(yè)有著巨大的發(fā)展?jié)摿Γ浞至私怆娋€電纜的防火阻燃標(biāo)準(zhǔn)和等級對于相關(guān)行業(yè)人來講也變得越來越重要。
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