王傲 杨国成 祝贵军
摘要:本文介绍了国内外主要的低压耐火电缆的耐火试验方法的演变情况,列举和对比这些耐火试验方法中主要实验条件,并从火焰温度、试验电源、试样的长度、试样固定方式等方面进行了简单的分析。在本文结尾处提出了对国家标准GB19666《阻燃和耐火电线电缆通则》改版中有關耐火特性内容的建议。
关键词:耐火电缆;耐火试验方法
电线电缆的基本功能是为电气负荷输送电力。在发生火灾时,耐火电缆可以在一定时间内正常运行,保证消防设备、应急照明设备、消防报警系统等重要设备的用电需要。如今,各种材质、结构的耐火电缆产品层出不穷,国外各类耐火电缆产品标准和方法标准也不断推出。下文对国内外主要的低压耐火电缆的耐火试验方法进行介绍、对比和分析。
一、国内外低压电线电缆耐火试验方法的演变
图1列举了国内及国际使用较多的电缆耐火试验方法标准,每行体现了不同标准的演变过程。从图1中可以看出随着高层建筑和大型综合建筑体越来越多,消防技术的难度也越来越大。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。
从图1可以看出,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。英国发布使用了一些较为独立的耐火电缆试验方法标准,如BS6387:2013、BS8491:2008、BSEN50200:2015,这些标准在英国和英联邦成员国广泛使用。
二、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。
从对试样的冲击方式上看,BS8491:2008标准制定的最为严格,试验过程中,钢棒直接敲击试样U形内侧最低处。BSEN50200:2015、IEC60331-1:2009、IEC60331-1:2009标准规定的敲击频率和方式为每满5min±10s,敲击1次,敲击试验架。GB/T19216.21-2003、BS6387:2013C法和W发,未采用敲击方式。
从喷水方式上看,国标和IEC标准均不存在喷水方式,英国和欧盟的3个标准分别有3种不同方式的喷水方式。BS6387:2013W法考察电缆在遭受洒水喷头持续洒水的条件下的耐火特性。BS8491:2008标准考察电缆在间断的落物直接冲击和间断的单一水柱(水枪)短时喷射条件下的耐火特性。BSEN50200:2015标准考察电缆在间断敲击和小水幕直接喷射条件下的耐火特性。
三、结语
由以上分析可以看出我国的耐火电缆的耐火试验方法比较陈旧,建议参照国外标准并根据国内耐火电缆的行业发行需求制定适宜的耐火电缆耐火试验方法标准。建议国家标准GB19666《阻燃和耐火电线电缆通则》再次改版时,根据耐火电缆的功能、使用场所划分不同的耐火时间、耐火温度、耐冲击时间和频次、耐水时间、频次的等级,以方便企业的生产和设计施工使用单位的选择、使用。
参考文献:
公安部四川消防研究所.GA306.2-2007阻燃及耐火电缆塑料绝缘及耐火电缆分级和要求第2部分:耐火电缆[S].北京:中国标准出版社,2007.
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上海电缆研究所.GB/T13033.1-2007/IEC60702-1-2002额定电压750V及以下矿物绝缘电缆及终端第1部分:电缆[S].北京:中国标准出版社,2007.