凌峰

摘? 要：電線電纜燃燒性能檢驗(yàn)分析不規(guī)范是當(dāng)前制約阻燃和耐火電線電纜通則的重要因素，怎樣制定完善的電線電纜燃燒性能試驗(yàn)規(guī)范成為電線電纜國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展需要解決的問(wèn)題。為此，該文結(jié)合電線電纜燃燒特點(diǎn)，結(jié)合GB31247—2014《電纜及光纜燃燒性能分級(jí)》標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電線電纜燃燒性能分級(jí)要求、試驗(yàn)組合和評(píng)價(jià)方式等問(wèn)題進(jìn)行分析，旨在能夠確保電線電纜的有效應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電線電纜;燃燒性能;分級(jí)體系;試驗(yàn)分析

中圖分類號(hào)：TM246? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

隨著社會(huì)的發(fā)展，電線電纜在人們實(shí)際生活中的應(yīng)用范圍變得更加廣泛，但是從實(shí)際使用情況來(lái)看，受材料老化因素的影響電纜絕緣性下降，使電纜在運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)了因?yàn)槎搪芬鸬幕馂?zāi)。同時(shí)，電線電纜塑料絕緣層在燃燒的過(guò)程中會(huì)釋放大量的煙氣，嚴(yán)重危害了人員的疏散，不利于人體健康。根據(jù)國(guó)內(nèi)外電纜行業(yè)的發(fā)展實(shí)際情況和人們安全意識(shí)的提升，阻燃型、耐火型的電纜得到了快速的發(fā)展。為了能夠更好地滿足行業(yè)發(fā)展需要，確保人們的安全，該文就電線電纜燃燒性能分級(jí)體系打造和試驗(yàn)分析問(wèn)題進(jìn)行分析。

1 電線電纜的燃燒特點(diǎn)

第一，較強(qiáng)的隱蔽性。從電線電纜的使用情況來(lái)看，電線電纜屬于一種隱蔽性工程，一般處于建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，且被建筑內(nèi)部的裝飾材料覆蓋，燃燒過(guò)程具有較強(qiáng)的隱蔽性特點(diǎn)，往往在發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的時(shí)候，電線電纜已經(jīng)燃燒一段時(shí)間。第二，蔓延速度快。受電線電纜外形特點(diǎn)的影響，電線電纜在燃燒的過(guò)程中會(huì)成為火災(zāi)傳播的介質(zhì)，為火災(zāi)的蔓延提供了契機(jī)。第三，較強(qiáng)的煙氣毒性。電線電纜的外部材料大多是聚乙烯聚合體，在燃燒過(guò)程中往往會(huì)產(chǎn)生較大的煙氣，加上電線電纜多處于狹小的溝槽空間內(nèi)部，在氧氣不充足的情況下很難完全燃燒。

2 國(guó)內(nèi)線電纜燃燒特性和國(guó)外的差異分析

第一，電線電纜燃燒特性的低煙低毒和耐火性。國(guó)際范圍上的低煙標(biāo)準(zhǔn)是透光率超過(guò)60%的比例，從實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，聚烯烴材料制作的電線電纜基本符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的要求。但是我國(guó)電線電纜敷設(shè)布局和相關(guān)材料的使用原則遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。第二，電線電纜涉及火災(zāi)安全性的主要技術(shù)性指標(biāo)。電線電纜涉及火災(zāi)安全性的主要技術(shù)性指標(biāo)包括二氧化碳的熱釋放性、煙霧的毒性等。國(guó)際領(lǐng)域上比較關(guān)注電線電纜涉及火災(zāi)安全性的主要技術(shù)性指標(biāo)特性，認(rèn)為控制燃燒 過(guò)程中熱量的釋放能夠在一定程度上減少火災(zāi)發(fā)生的危害，而國(guó)內(nèi)則是對(duì)由電線電纜控制不當(dāng)所引發(fā)的火災(zāi)沒(méi)有提出有效的解決對(duì)策。

3 基于GB31247—2014要求的電線電纜燃燒性能分級(jí)體系打造與試驗(yàn)

當(dāng)前，我國(guó)對(duì)阻燃類型電線電纜燃燒性能的研究處于發(fā)展初步階段，但是隨著燃燒理論的深化發(fā)展，以往的火焰持續(xù)時(shí)間、燃燒距離、炭化程度指標(biāo)已經(jīng)不再能夠表現(xiàn)燃燒的真實(shí)過(guò)程。且隨著耗氧理論的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的燃燒試驗(yàn)數(shù)據(jù)逐漸被總熱釋放量和釋放速率被取代。不同系列指標(biāo)下的主要參數(shù)比對(duì)情況如表1所示，根據(jù)表1的信息可以得到以下幾個(gè)方面的信息：第一，GB31247—2014和GB8624—2012對(duì)建材、電線電纜制作品的分級(jí)和建筑防火規(guī)范基本分級(jí)相一致，而GB31247—2014和GA306系列的標(biāo)準(zhǔn)差異則是比較明顯，GB31247—2—14的標(biāo)準(zhǔn)不適合應(yīng)用在電線電纜制品的耐火分級(jí)。從燃燒性能角度來(lái)看，新指標(biāo)的制定在一定程度上弱化了毒性和耐腐蝕性對(duì)分級(jí)結(jié)論的干擾。第二，A級(jí)電線電纜產(chǎn)品分級(jí)和建筑建材的分級(jí)相比有所簡(jiǎn)化，基于電線電纜的基本特點(diǎn)，植被不燃燒性試驗(yàn)所需要的試樣材料比較困難，且能夠達(dá)到A級(jí)的電線電纜產(chǎn)品較少，細(xì)化分級(jí)意義不大。第三，GB31247—2014中的B1和B2級(jí)電線電纜判定試驗(yàn)方法一致，均采取了中等規(guī)模大小的實(shí)體火燃燒試驗(yàn)合并小火焰引燃的組合方式，在燃燒過(guò)程中所考慮的指標(biāo)參數(shù)不同。而采取GB17651的試驗(yàn)方式充分體現(xiàn)了最終應(yīng)用狀態(tài)的原則，在一定程度上影響了試驗(yàn)方法只能獲得成束電纜垂直燃燒釋放特性的不足。第四，和GB8624—2012的標(biāo)準(zhǔn)不同，電線電纜制品的產(chǎn)煙特點(diǎn)被納入強(qiáng)化指標(biāo)要求中。電線電纜制品的絕緣和護(hù)套層多為高分子有機(jī)材料，具有燃燒快、腐蝕性快、擴(kuò)散性強(qiáng)的特點(diǎn)，因此，在電線電纜使用的過(guò)程中需要強(qiáng)化對(duì)板材制品的管理。第五，在GB31427—2014電線電纜燃燒性能分級(jí)指標(biāo)中額外添加了燃燒滴落物、微粒和煙氣毒性的等級(jí)信息?？紤]到電纜絕緣和護(hù)套使用有機(jī)高分子材料的特點(diǎn)，煙氣毒性的最高等級(jí)需要從建筑材料的ZA1降低到ZA2，在無(wú)形中相應(yīng)地增加了材料腐蝕性能的等級(jí)。另外，為了能夠更好地說(shuō)明和體現(xiàn)電線電纜制品包括的熱量釋放新成燃燒試驗(yàn)方式，在綜合比對(duì)新舊體系標(biāo)準(zhǔn)的情況下選擇ZC-RVS450/750V2標(biāo)準(zhǔn)下的1.5 m2聚氯乙烯絕緣阻燃軟電線，開(kāi)展成束燃燒試驗(yàn)操作。

4 基于GB31247—2018要求的電線電纜燃燒性能試驗(yàn)結(jié)果分析

第一，新舊成束燃燒試驗(yàn)使用試樣數(shù)量不同，結(jié)果沒(méi)有可比性。根據(jù)GB31248—2014的要求，整個(gè)單束電纜含有11根，總計(jì)有165根，而GB18380.3規(guī)定則是需要根據(jù)阻燃類別來(lái)計(jì)算出試樣的根數(shù)。在具體操作的時(shí)候?yàn)榱四軌蚋玫鼐C合比對(duì)相同時(shí)長(zhǎng)下的試驗(yàn)結(jié)果，可以根據(jù)GB18380.3的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)將試樣的根數(shù)確定為270根。第二，新舊成束燃燒試驗(yàn)方式所選擇的試驗(yàn)場(chǎng)景和火源的功率基本保持在一致的狀態(tài)，除了試樣根數(shù)和炭化高度的不同，其他燃燒現(xiàn)象表現(xiàn)基本一致。第三，熱釋放特性。在試樣操作的時(shí)候由于外層橡膠保護(hù)套是一種可燃性物體，燃燒速度較快，在燃燒的過(guò)程中還會(huì)釋放一定的熱量。在燃燒進(jìn)度加快的影響下火焰襲擊的部位會(huì)出現(xiàn)不同程度的凝結(jié)和熔融現(xiàn)象，在火焰不斷上升的影響下燃燒試樣數(shù)量會(huì)不斷減少，最終在試樣最大碳化位置高度上停止燃燒。第四，樣品外部的絕緣材料在燃燒的過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)明顯的抑制煙霧效果。在材料燃燒的過(guò)程中會(huì)釋放一定的熱量，且隨著燃燒的深入，進(jìn)行燃?xì)獾尼尫艛?shù)量會(huì)不斷增加，維持較高速率的時(shí)間范圍增大。第五，試樣火焰在不斷蔓延的過(guò)程中所釋放的速率峰值和總體釋放熱量數(shù)值達(dá)到了GB31247—2014的B1級(jí)要求。第六，雖然在新舊體系標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)煙氣的產(chǎn)生情況做出了分級(jí)評(píng)判，但是受電線電纜制作種類繁多和結(jié)構(gòu)差別的大的影響，不同分級(jí)規(guī)定下的電線電纜制品種類使用仍然存在較大的差距。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，該文在分析國(guó)內(nèi)線電纜燃燒特性和國(guó)外的差異以及電線電纜運(yùn)行基本特性的基礎(chǔ)上，開(kāi)展了基于GB31247—2018要求的電線電纜燃燒性能分級(jí)體系打造試驗(yàn)，分別從GB31247—2014標(biāo)準(zhǔn)和GB/T31284—2014標(biāo)準(zhǔn)2個(gè)小組對(duì)比分析了新標(biāo)準(zhǔn)體系和原有GA306體系對(duì)電線電纜制品燃燒性能要求差異、試驗(yàn)組合差異、評(píng)價(jià)方式差異、指標(biāo)范圍差異等，并以常見(jiàn)的電線電纜制品作為試驗(yàn)研究依據(jù)開(kāi)展重要參數(shù)分析，為未來(lái)電線電纜燃燒性能的綜合評(píng)價(jià)提供了重要參考支持，旨在能夠進(jìn)一步提升電線電纜的應(yīng)用水平。

參考文獻(xiàn)

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