电线电缆燃烧性能分级体系与试验分析

凌峰

摘  要：电线电缆燃烧性能检验分析不规范是当前制约阻燃和耐火电线电缆通则的重要因素，怎样制定完善的电线电缆燃烧性能试验规范成为电线电缆国家标准发展需要解决的问題。为此，该文结合电线电缆燃烧特点，结合GB31247—2014《电缆及光缆燃烧性能分级》标准对电线电缆燃烧性能分级要求、试验组合和评价方式等问题进行分析，旨在能够确保电线电缆的有效应用。

关键词：电线电缆;燃烧性能;分级体系;试验分析

中图分类号：TM246                文献标志码：A

随着社会的发展，电线电缆在人们实际生活中的应用范围变得更加广泛，但是从实际使用情况来看，受材料老化因素的影响电缆绝缘性下降，使电缆在运行的过程中出现了因为短路引起的火灾。同时，电线电缆塑料绝缘层在燃烧的过程中会释放大量的烟气，严重危害了人员的疏散，不利于人体健康。根据国内外电缆行业的发展实际情况和人们安全意识的提升，阻燃型、耐火型的电缆得到了快速的发展。为了能够更好地满足行业发展需要，确保人们的安全，该文就电线电缆燃烧性能分级体系打造和试验分析问题进行分析。

1 电线电缆的燃烧特点

第一，较强的隐蔽性。从电线电缆的使用情况来看，电线电缆属于一种隐蔽性工程，一般处于建筑结构的内部，且被建筑内部的装饰材料覆盖，燃烧过程具有较强的隐蔽性特点，往往在发现火灾的时候，电线电缆已经燃烧一段时间。第二，蔓延速度快。受电线电缆外形特点的影响，电线电缆在燃烧的过程中会成为火灾传播的介质，为火灾的蔓延提供了契机。第三，较强的烟气毒性。电线电缆的外部材料大多是聚乙烯聚合体，在燃烧过程中往往会产生较大的烟气，加上电线电缆多处于狭小的沟槽空间内部，在氧气不充足的情况下很难完全燃烧。

2 国内线电缆燃烧特性和国外的差异分析

第一，电线电缆燃烧特性的低烟低毒和耐火性。国际范围上的低烟标准是透光率超过60%的比例，从实际应用情况来看，聚烯烃材料制作的电线电缆基本符合国际标准的要求。但是我国电线电缆敷设布局和相关材料的使用原则远远低于国际标准。第二，电线电缆涉及火灾安全性的主要技术性指标。电线电缆涉及火灾安全性的主要技术性指标包括二氧化碳的热释放性、烟雾的毒性等。国际领域上比较关注电线电缆涉及火灾安全性的主要技术性指标特性，认为控制燃烧 过程中热量的释放能够在一定程度上减少火灾发生的危害，而国内则是对由电线电缆控制不当所引发的火灾没有提出有效的解决对策。

3 基于GB31247—2014要求的电线电缆燃烧性能分级体系打造与试验

当前，我国对阻燃类型电线电缆燃烧性能的研究处于发展初步阶段，但是随着燃烧理论的深化发展，以往的火焰持续时间、燃烧距离、炭化程度指标已经不再能够表现燃烧的真实过程。且随着耗氧理论的广泛应用，传统的燃烧试验数据逐渐被总热释放量和释放速率被取代。不同系列指标下的主要参数比对情况如表1所示，根据表1的信息可以得到以下几个方面的信息：第一，GB31247—2014和GB8624—2012对建材、电线电缆制作品的分级和建筑防火规范基本分级相一致，而GB31247—2014和GA306系列的标准差异则是比较明显，GB31247—2—14的标准不适合应用在电线电缆制品的耐火分级。从燃烧性能角度来看，新指标的制定在一定程度上弱化了毒性和耐腐蚀性对分级结论的干扰。第二，A级电线电缆产品分级和建筑建材的分级相比有所简化，基于电线电缆的基本特点，植被不燃烧性试验所需要的试样材料比较困难，且能够达到A级的电线电缆产品较少，细化分级意义不大。第三，GB31247—2014中的B1和B2级电线电缆判定试验方法一致，均采取了中等规模大小的实体火燃烧试验合并小火焰引燃的组合方式，在燃烧过程中所考虑的指标参数不同。而采取GB17651的试验方式充分体现了最终应用状态的原则，在一定程度上影响了试验方法只能获得成束电缆垂直燃烧释放特性的不足。第四，和GB8624—2012的标准不同，电线电缆制品的产烟特点被纳入强化指标要求中。电线电缆制品的绝缘和护套层多为高分子有机材料，具有燃烧快、腐蚀性快、扩散性强的特点，因此，在电线电缆使用的过程中需要强化对板材制品的管理。第五，在GB31427—2014电线电缆燃烧性能分级指标中额外添加了燃烧滴落物、微粒和烟气毒性的等级信息。考虑到电缆绝缘和护套使用有机高分子材料的特点，烟气毒性的最高等级需要从建筑材料的ZA1降低到ZA2，在无形中相应地增加了材料腐蚀性能的等级。另外，为了能够更好地说明和体现电线电缆制品包括的热量释放新成燃烧试验方式，在综合比对新旧体系标准的情况下选择ZC-RVS450/750V2标准下的1.5 m2聚氯乙烯绝缘阻燃软电线，开展成束燃烧试验操作。

4 基于GB31247—2018要求的电线电缆燃烧性能试验结果分析

第一，新旧成束燃烧试验使用试样数量不同，结果没有可比性。根据GB31248—2014的要求，整个单束电缆含有11根，总计有165根，而GB18380.3规定则是需要根据阻燃类别来计算出试样的根数。在具体操作的时候为了能够更好地综合比对相同时长下的试验结果，可以根据GB18380.3的标准来将试样的根数确定为270根。第二，新旧成束燃烧试验方式所选择的试验场景和火源的功率基本保持在一致的状态，除了试样根数和炭化高度的不同，其他燃烧现象表现基本一致。第三，热释放特性。在试样操作的时候由于外层橡胶保护套是一种可燃性物体，燃烧速度较快，在燃烧的过程中还会释放一定的热量。在燃烧进度加快的影响下火焰袭击的部位会出现不同程度的凝结和熔融现象，在火焰不断上升的影响下燃烧试样数量会不断减少，最终在试样最大碳化位置高度上停止燃烧。第四，样品外部的绝缘材料在燃烧的过程中不会出现明显的抑制烟雾效果。在材料燃烧的过程中会释放一定的热量，且随着燃烧的深入，进行燃气的释放数量会不断增加，维持较高速率的时间范围增大。第五，试样火焰在不断蔓延的过程中所释放的速率峰值和总体释放热量数值达到了GB31247—2014的B1级要求。第六，虽然在新旧体系标准中对烟气的产生情况做出了分级评判，但是受电线电缆制作种类繁多和结构差别的大的影响，不同分级规定下的电线电缆制品种类使用仍然存在较大的差距。

5 结语

综上所述，该文在分析国内线电缆燃烧特性和国外的差异以及电线电缆运行基本特性的基础上，开展了基于GB31247—2018要求的电线电缆燃烧性能分级体系打造试验，分别从GB31247—2014标准和GB/T31284—2014标准2个小组对比分析了新标准体系和原有GA306体系对电线电缆制品燃烧性能要求差异、试验组合差异、评价方式差异、指标范围差异等，并以常见的电线电缆制品作为试验研究依据开展重要参数分析，为未来电线电缆燃烧性能的综合评价提供了重要参考支持，旨在能够进一步提升电线电缆的应用水平。

参考文献

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[2]杨亮，赵婧，李玮瑜.电线电缆燃烧性能分级体系与试验研究[J].消防科学与技术，2017（6）：748-751.

[3]曾绪斌，张红.建筑材料燃烧性能分级体系与防火设计规范相协调的思考[J].消防科学与技术，2011，30（1）：11-16.