阻燃電纜分類(lèi)，阻燃電纜標準及阻燃電纜等級

發(fā)布時(shí)間：2020-11-13 11-13 17:11 作者：

目前，電纜行業(yè)習慣將阻燃（ Fire Retardant）、無(wú)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稱(chēng)為防火電纜。

◎ 阻燃電纜（Flame Retardant）

阻燃電纜的特點(diǎn)是延緩火焰沿著(zhù)電纜蔓延使火災不致擴大。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(wú)論是單根線(xiàn)纜還是成束敷設的條件下，電纜被燃燒時(shí)能將火焰的蔓延控制在一定范圍內，因此可以避免因電纜著(zhù)火延燃而造成的重大災害，從而提高電纜線(xiàn)路的防火水平。

◎ 無(wú)鹵低煙阻燃電纜（LSOH）

無(wú)鹵低煙電纜的特點(diǎn)是不僅具有優(yōu)良的阻燃性能，而且構成低煙無(wú)鹵電纜的材料不含鹵素，燃燒時(shí)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、儀器及設備的損害，有利于發(fā)生火災時(shí)的及時(shí)救援。無(wú)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。

◎ 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(wú)鹵低煙阻燃電纜之間。低鹵（ Low Halogen）電纜的材料中亦會(huì )含有鹵素，但含量較低。這種電纜的特點(diǎn)是不僅具備阻燃性能，而且在燃燒時(shí)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(zhù)改善了普通阻燃聚氯乙烯料的燃燒性能。

◎ 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(shí)間的正常運行，可保持線(xiàn)路的完整性（ Circuit Intergrity）。耐火阻燃電纜燃燒時(shí)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(shí)，伴隨著(zhù)水噴淋和機械打擊震動(dòng)的情況下，電纜仍可保持線(xiàn)路完整運行。

阻燃電纜標準及等級

電纜涉及火災安全的主要技術(shù)指標是 CO 2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(gè)問(wèn)題，但是歐洲和美國對火災安全有著(zhù)完全不同的觀(guān)點(diǎn)。美國傳統的概念認為：火災的根源在于一氧化碳（CO ）毒氣的產(chǎn)生以及其后的燃燒過(guò)程中CO 轉化為CO 2的熱釋放，因此，控制燃燒過(guò)程中的熱釋放量可減少火災的危害。歐洲傳統以來(lái)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現場(chǎng)的主要因素。

IEC 阻燃等級

為了評定線(xiàn)纜的阻燃性能優(yōu)劣，國際電工委員會(huì )分別制定了 IEC60332-1、IEC60332-2和IEC60332-3三個(gè)標準。IEC60332-1和IEC60332-2分別用來(lái)評定單根線(xiàn)纜按傾斜和垂直布放時(shí)的阻燃能力（國內對應GB12666.3和GB12666.4標準）。IEC60332-3（國內對應GB12666.5-90）用來(lái)評定成束線(xiàn)纜垂直燃燒時(shí)的阻燃能力，相比之下成束線(xiàn)纜垂直燃燒時(shí)在阻燃能力的要求上要高得多。

◎ IEC60332-1/BS4066-1阻燃等級（單根電線(xiàn)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。試驗規定，一根 60cm 長(cháng)的試樣垂直固定在前壁開(kāi)通的金屬箱內，火焰長(cháng)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(guò)50mm ，測試通過(guò)。

◎ IEC60332-3/BS4066-3阻燃等級（成束電線(xiàn)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。試驗規定，成束 3.5m 長(cháng)的電纜試樣用鐵絲固定在梯形測試架上，試樣數量按不同分類(lèi)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(guò)底板上的進(jìn)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分鐘內燃不起來(lái)，電纜在火焰蔓延2.5米以?xún)茸孕邢?。IEC60332有A 類(lèi)、B 類(lèi)、C 類(lèi)和D 類(lèi)之分，以評定阻燃性能優(yōu)劣。 UL 阻燃標準UL 列明的任何電纜經(jīng)過(guò)測試驗證若符合某種防火等級，可在電纜印上UL 識別字、防火等級和批準編號。

◎ 增壓級-CMP 級（送風(fēng)燃燒測試/斯泰鈉風(fēng)道實(shí)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(shí)驗規定在裝置的水平風(fēng)道上敷設多條試樣，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)管道或空氣處理設備使用的空氣回流增壓系統中，被加拿大和美國所認可采用。符合UL910標準的FEP/PLENUM材料，阻燃性能要比符合IEC60332-1及IEC60332-3標準的低煙無(wú)鹵材料的阻燃性能好，燃燒起來(lái)煙的濃度低。 ◎ 干線(xiàn)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(shí)驗規定在模擬直立軸上敷設多條試樣，用規定的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(xiàn)級電纜沒(méi)有煙霧濃度規范，一般用于樓層垂直和水平布線(xiàn)使用。

◎ 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（General Purpose Cable），適用安全標準為UL1581。實(shí)驗規定在垂直8英尺高的支架上敷設多條試樣，用規定的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(lèi)似，只是敷設電纜根數不同。商用級電纜沒(méi)有煙霧濃度規范，一般僅應用于同一樓層的水平走線(xiàn)，不應用于樓層的垂直布線(xiàn)上。

◎ 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(lèi)似，同為加拿大和美國認可使用。通用級電纜沒(méi)有煙霧濃度規范，一般僅應用于同一樓層的水平走線(xiàn)，不應用于樓層的垂直布線(xiàn)上。

◎ 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(shí)驗規定試樣保持垂直，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5次。合格標準為余火焰不可超過(guò)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(lèi)似，只是燃燒的時(shí)間不同。這種等級也沒(méi)有煙霧或毒性規范，僅用于敷設單條電纜的家庭或小型辦公室系統中。這類(lèi)電纜不應成捆敷設使用，必須套管。 

◎ 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(shí)驗規定，燃燒爐預熱到800℃時(shí)，把一根內置1.0g 試樣推入爐內，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(shí)鹵酸（HCL ）釋放量少于5mg/g時(shí)，可被稱(chēng)為無(wú)鹵電纜（LSOH ），如果鹵酸（HCL ）釋放量大于5mg/g時(shí)而小于15mg/g時(shí)，可被稱(chēng)為低鹵電纜（LSF ）。值得注意的是，IEC60754-1方法不能用來(lái)測定HCL 含量小于5 mg/g的材料，即不能判定是否“無(wú)鹵”。需要判定是否完全無(wú)鹵可采用IEC60754-2方法來(lái)測定。

◎ 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范，此測試是量度在燃燒時(shí)物料所產(chǎn)生的鹵酸氣體酸度。它通過(guò)水溶液的PH 值和導電率來(lái)測定。實(shí)驗規定，燃燒爐預熱到800℃，把一根內置試樣的石英管推入爐內，同時(shí)開(kāi)始記時(shí)。在試樣燃燒的前5分鐘，每隔1分鐘測一次PH 值和電傳導性能，接下來(lái)的25分鐘每隔5分鐘測一次。一般無(wú)鹵電纜材料的PH 值會(huì )大于4.3，導電率小于10μs；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(shí)），其水溶液的PH 值亦小于4.3，即不符合IEC60754-2的要求。

◎ 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范。實(shí)驗由一個(gè)3m3的立方體和一個(gè)帶光源的光度測量系統組成，矩形曹內裝酒精作為燃燒源。一個(gè)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)生火焰渦流，酒精燃燒時(shí)，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(shí)所釋放的煙霧越少。

◎ ISO4589-2/BS2863氧指數（Oxygen Index LOI）

這是 ISO 和BS 標準中針對氧指數的規范。它是指在室溫下，當空氣的含氧量大于此氧指數時(shí)，物料便會(huì )馬上燃燒。氧指數值越高則表示物料越阻燃。假若某材料的氧指數為21%，即表示此物料處于正常室溫下亦會(huì )自動(dòng)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均大于33%。

◎ ISO4589-3/BS2782.1溫度指數（Temperature Index TI）

這是 ISO 和BS 標準中針對溫度指數的規范，材料的氧指數會(huì )隨著(zhù)溫度升高而下降，當氣溫升高而物料的氧指數降至21%時(shí)，物料便會(huì )自動(dòng)燃燒，此溫度被稱(chēng)為溫度指數。例如，煤于室溫下的氧指數為50%，但當溫度升高至150℃，氧指數會(huì )降至21%，此材料亦會(huì )馬上燃燒，材料的溫度指數便為150℃。一般阻燃電纜溫度指數均大于250℃。

◎ NES713毒性指數（Toxicity Index）

這是英國海軍工程 NES 標準中針對電纜材料燃燒時(shí)產(chǎn)生的氣體毒性規范，毒性是指對生物體結構造成破壞或功能紊亂的一種性質(zhì)，毒性指數是指材料燃燒時(shí)所產(chǎn)生的所有氣體的毒性總和表現。實(shí)驗規定，燃燒爐預熱到800℃，電纜材料中含有的有毒物質(zhì)會(huì )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(guò)化學(xué)分析計算每種有毒物質(zhì)的含量，此指數是以數目表示其毒性。毒性指數越大，此物料所釋放氣體的毒性越高。一般無(wú)鹵電纜材料的毒性指數均小于5。值得注意的是，低煙無(wú)鹵材料燃燒時(shí)亦會(huì )產(chǎn)生有毒的CO ，如果材料中含有P 、N 、S ，則生成的有毒氣體更多，因此無(wú)鹵電纜不可稱(chēng)為無(wú)毒電纜，應稱(chēng)為低毒電纜。CM 、CMR 和CMP 電纜由于需要通過(guò)嚴格的UL 防火標準，采用的電纜材料多含鹵素，CM 和CMR 電纜一般以聚氯乙烯（PVC ）為基材，而PVC 材料含氯；CMP 電纜一般以特氟瓏聚四氟乙烯（FEP ）為基材，而FEP 材料含氟。此類(lèi)含鹵線(xiàn)纜產(chǎn)生的氣體毒性均較無(wú)鹵電纜大數倍，于火災安全中存著(zhù)很大的隱患，可能會(huì )導致火災現場(chǎng)多數的傷亡人員不是被燒死而是被毒氣窒息而亡。

◎ IEC 耐火等級

耐火線(xiàn)纜指在火焰燃燒的情況下能保持一定時(shí)間的正常運行，即保持線(xiàn)路的完整性（ Circuit Integrity ）。為了評定線(xiàn)纜的阻火性能優(yōu)劣，國際電工委員會(huì )和英國電工委員會(huì )分別制定了IEC331和BS6387兩個(gè)標準。相比之下BS6387在耐火能力的要求上較IEC331高得多。 

◎ IEC60331阻燃等級 IEC60331-1999中，供火溫度要求為750℃/3h級，表示在750℃下施加300伏電壓水平燃燒3小時(shí)不擊穿。

◎ BS6387阻燃等級

BS6387要求通過(guò)水平燃燒實(shí)驗、水噴淋實(shí)驗和機械沖擊震動(dòng)燃燒實(shí)驗。水平燃燒實(shí)驗為A 級650℃/3h、B 級750℃/3h、C 級950℃/3h和S 級950℃/3min。A 級表示在650℃下施加300伏電壓水平燃燒3小時(shí)不擊穿；B 級表示在750℃下施加300伏電壓水平燃燒3小時(shí)不擊穿；C 級表示在950℃下施加300伏電壓水平燃燒3小時(shí)不擊穿；S 級表示在950℃下施加300伏電壓水平燃燒3分鐘不擊穿。水噴淋燃燒實(shí)驗分為W 級，表示在施加300伏電壓燃燒15分鐘然后再淋水燃燒15分鐘不擊穿。沖擊震動(dòng)燃燒實(shí)驗分為X 級650℃/15min、Y 級750℃/15min和Z 級950℃/15min、X 級表示在650℃下施加300伏電壓一邊燃燒一邊每30秒機械沖擊震動(dòng)15分鐘不擊穿；Y 級表示在750℃下施加300伏電壓一邊燃燒一邊每30秒機械沖擊震動(dòng)一次15分鐘不擊穿；Z 級表示在950℃下施加300伏電壓一邊燃燒一邊每30秒機械沖擊震動(dòng)一次15分鐘不擊穿。BS6387要求的最高級別型號為CWZ 。

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