浅析无卤低烟电缆料的烟密度测量

李明珠，张殊嫄，杨 勇

(上海电缆研究所，上海200093)

0 引言

烟是火灾致死的首要危险因素之一。人们通常用烟密度来量度发烟量，燃烧时释放烟雾越少的材料烟密度越低，越有利于疏散人员和靠近灭火。

光电线缆的绝缘和护套基本都是有机高分子材料，在火灾时一般会释放出大量烟雾，所以人们希望生产和使用低烟的线缆产品。近年来线缆行业大量使用无卤低烟电缆料，此类产品都要求烟密度测定。

1 烟密度测量方法简介

烟密度测量的主要原理是在特定的空间内，线缆或材料在特定的燃烧或热源条件下产生烟雾，光束穿过烟雾后会产生衰减，测量光束的透光率并计算得出比光密度和烟密度。

烟密度测量方法很多。电缆料的烟密度测量方法标准主要有2个:ASTM E662和ISO 5659。我国行业内普遍采用的GB/T 8323—1987《塑料燃烧性能试验方法烟密度法》即等同于ASTM E662。现行的无卤低烟电缆料标准的技术指标由GB/T 8323—1987方法测试而来。新版试验方法标准GB/T 8323—2008《塑料 烟生成》已经实施且代替了1987版标准，其等同采用ISO 5659—2006。

ASTM E662和ISO 5659标准在测试箱和光学系统方面是基本相同的，但是在加热系统、试样放置和试验过程方面有不少差异。相应的GB/T 8323—2008/ISO 5659—2006和GB/T 8323—1987标准就有诸多差异(见表1)。由于用上述方法测得的烟密度值是试样在规定试验条件下测得的，不能认为是试样的固有性能。而且上述方法没有提供在其他燃烧条件下由曝露在热源或火焰中的材料产生烟密度的基础，也没有建立与其他测试方法得到的数据的任何联系，因此同一种材料用两种方法得到的烟密度试验结果不同，不能相互比较。

因为现行的无卤低烟电缆料产品标准的指标由GB/T 8323—1987方法测试而来，如果使用新版标准进行测试，需要进行大量的验证试验重新确定产品标准的指标。为此，选择了数种有代表性的无卤低烟电缆料，分别采用GB/T 8323的新老版本进行烟密度测量，并对测量结果进行了分析。

表1 GB/T 8323新老版本差异

2 用GB/T 8323新老版本进行烟密度测量

(1)选样和试验

现行的无卤低烟电缆料产品标准有两个:JB/T 10707—2007《热塑性无卤低烟阻燃电缆料》和JB/T 10436—2004《电线电缆用可交联阻燃聚烯烃料》(下文简称产品标准)，分别规定了热塑性和热固性无卤低烟电缆料在有焰燃烧(即有引燃火源)和无焰燃烧(即无引燃火源)两种模式下的烟密度指标(辐射照度25 kW/m2)。基于此，选择了有代表性的5种热塑性、4种热固性无卤低烟电缆料，分别采用GB/T 8323的新老版本，进行有焰燃烧和无焰燃烧两种模式下的烟密度(辐射照度25 kW/m2)测量，并采用GB/T 8323—2008方法进行了有焰燃烧和无焰燃烧两种模式下的烟密度(辐射照度50 kW/m2)测量。

(2)辐射照度25 kW/m2时的烟密度测试结果分析

辐射照度25 kW/m2时的烟密度测量结果见图1～图4。表2给出了采用GB/T 8323—1987和GB/T 8323—2008方法在辐射照度25 kW/m2下测试时，9个电缆料在无焰燃烧和有焰燃烧模式下的烟密度试验结果统计中值和产品标准要求。由表2可见，采用GB/T 8323—1987方法测试时，烟密度(有焰、无焰)试验结果中值与产品标准要求基本吻合;采用GB/T 8323—2008方法测试时，烟密度(有焰)试验结果中值与产品标准要求基本吻合，而烟密度(无焰)试验结果中值与产品标准的要求相差很大，并且从图2中可以看出，大部分烟密度(无焰)的测试结果都不能满足产品标准的要求。鉴于GB/T 8323—1987标准已经作废，GB/T 8323—2008标准在行业内使用势在必行，因此，很有必要修订产品标准的指标要求。

(3)辐射照度50 kW/m2时的烟密度测试结果分析

图1 采用GB/T 8323—1987方法在辐射照度25 kW/m2时测试的烟密度(无焰)

图2 采用GB/T 8323—2008方法在辐射照度25 kW/m2时测试的烟密度(无焰)

图3 采用GB/T 8323—1987方法在辐射照度25 kW/m2时测试的烟密度(有焰)

图4 采用GB/T 8323—2008方法在辐射照度25 kW/m2时测试的烟密度(有焰)

GB/T 8323—2008增加了辐射照度50 kW/m2时有焰燃烧和无焰燃烧两种模式下的烟密度测量。9个电缆料在无焰燃烧和有焰燃烧模式下的烟密度试验结果统计中值见图5和图6。

表2 GB/T 8323新老版本试验结果统计中值及产品标准要求

图5 采用GB/T 8323—2008方法在辐射照度50 kW/m2时测试的烟密度(无焰)

图6 采用GB/T 8323—2008方法在辐射照度50 kW/m2时测试的烟密度(有焰)

在进行辐射照度50 kW/m2下无焰燃烧模式的烟密度测量时，试验样品经常会因辐射照度热量较大引发燃烧，使得测试模式从无焰燃烧转换为有焰燃烧，导致烟密度测量结果分散性很大。

表3所示的样品A和B在进行烟密度(无焰)测量时，样品在没有引燃火源的情况下其3个试片各有两片燃烧了，其中有一片是试验进行到一半时燃烧起来，另三片试验刚开始不久就烧起来了。

在辐射照度25 kW/m2下测试时，没有引燃火源的情况下样品很少会仅因辐射热量被引燃。辐射照度50 kW/m2对于电缆料的烟密度测试似乎热量太强了，是否适用值得探讨。

3 结束语

电缆料的烟密度试验方法标准GB/T 8323的新旧版本差异很大，测试结果也差异很大。建议行业内在使用标准时注意到这种差异，减少不必要的损失，并探讨修订产品标准相应指标的可能性。

表3 辐射照度50 kW/m2时烟密度(无焰)试验记录

［1］GB/T 8323—1987塑料燃烧性能试验方法 烟密度法［S］.

［2］GB/T 8323—2008/ISO 5659—2006塑料 烟生成［S］.

［3］JB/T 10707—2007热塑性无卤低烟阻燃电缆料［S］.

［4］JB/T 10436—2004电线电缆用可交联阻燃聚烯烃料［S］.

［5］李明珠，王 申.材料及线缆烟密度测量方法比较［J］.电线电缆，2011(4):28-30.