阻燃電纜簡介及其等級標準

1、阻燃電纜簡介及其等級標準一、阻燃防火電纜簡介目前，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。1.阻燃電纜（Flame Retardant）阻燃電纜的特點是延緩火焰沿著電纜蔓延使火災(zāi)不致擴大。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

2、平。2.無鹵低煙阻燃電纜（LSOH）無鹵低煙電纜的特點是不僅具有優(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，但其機械和電氣性能比普通電纜稍差。3.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

3、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。4.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，伴隨著水噴淋和機械打擊震動的情況下，電纜仍可保持線路完整運行。二、阻燃電纜標準及等級電纜涉及火災(zāi)安全的主要技術(shù)指標是 CO2電纜的阻燃性、煙霧的密度和氣體的有毒性。美國防火標準較關(guān)注前兩個問題，但是歐洲和美國對火災(zāi)安全有著完全不同的觀點。

4、美國傳統(tǒng)的概念認為：火災(zāi)的根源在于一氧化碳（CO）毒氣的產(chǎn)生以及其后的燃燒過程中CO轉(zhuǎn)化為CO2的熱釋放，因此，控制燃燒過程中的熱釋放量可減少火災(zāi)的危害。歐洲傳統(tǒng)以來深信：在燃燒中產(chǎn)生的鹵酸（HCL）釋放量、氣體腐蝕性、煙霧濃度及氣體毒性是決定人們能否安全脫離火災(zāi)現(xiàn)場的主要因素。1.IEC阻燃等級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IEC60332-3三個標準。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標準）。IEC60332-3（國內(nèi)對

5、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得多。a.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準。試驗規(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。b. IEC60332-3/BS4066-3阻燃等級

6、（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準。試驗規(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.UL阻燃標準UL列明的任何電纜經(jīng)過測試驗證若符合某種防火等級，可在電

7、纜印上UL識別字、防火等級和批準編號。a 增壓級-CMP級（送風(fēng)燃燒測試/斯泰鈉風(fēng)道實驗Plenum Flame Test/Steiner TunnelTest）這是 UL防火標準中要求最高的電纜（Plenum Cable），適用安全標準為UL910，實驗規(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。合格標準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可采用。符合UL910標準的FEP/PLE

8、NUM材料，阻燃性能要比符合IEC60332-1及IEC60332-3標準的低煙無鹵材料的阻燃性能好，燃燒起來煙的濃度低。b 干線級-CMR級（直立燃燒測試Riser Flame Test）這是 UL標準中商用級電纜（Riser Cable）,適用安全標準為UL1666。實驗規(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。合格標準為火焰不可蔓延到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。c 商用級-CM級（垂直燃燒測試Vertial Tray Flame Test）這是 UL標準中商用級電纜（Ge

9、neral Purpose Cable），適用安全標準為UL1581。實驗規(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。合格標準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。d 通用級-CMG級（垂直燃燒測試Vertial Tray Flame Test）這是 UL標準中通用級電纜（General Purpose Cable），適用安全標準為UL1581。商用級和通用級的測試條件類似，同為加拿大

10、和美國認可使用。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。e 家居級- CMX級（垂直燃燒測試Vertial Wire Flame Test）這是 UL標準中家居級電纜（Restricted Cable），適用安全標準為UL1581，VW-1。實驗規(guī)定試樣保持垂直，用試驗用的噴燈燃燒（30，000 TU/Hr）15秒鐘，然后停止15秒鐘，反復(fù)5次。合格標準為余火焰不可超過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

11、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。3.煙密度、鹵素含量和毒性等級a.IEC60754-1/BS6425-1鹵素氣體含量的測定（Emission Of Halogens）這是 IEC和BS標準中針對氯化氫（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。實驗規(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

12、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。b.IEC60754-2氣體酸度測量（Corrosivity）這是 IEC標準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。實驗規(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，

13、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10s；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。c.IEC 61034-1/ASTM E662煙密度（Emission of Smoke）這是 IEC和ASTM標準中針對煙密度的規(guī)范。實驗由一個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

14、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，如果能達到60%光傳輸值（Light Transmittance），該電纜材料就達到低煙標準，透光率越高，物料于燃燒時所釋放的煙霧越少。d.ISO4589-2/BS2863氧指數(shù)（Oxygen Index LOI）這是 ISO和BS標準中針對氧指數(shù)的規(guī)范。它是指在室溫下，當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%。e.ISO4589-3/BS2782.1

15、溫度指數(shù)（Temperature Index TI）這是 ISO和BS標準中針對溫度指數(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。f.NES713毒性指數(shù)（Toxicity Index）這是英國海軍工程 NES標準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)。實驗規(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