电缆成束燃烧试验方法对比分析

电缆成束燃烧试验方法对比分析
摘要：据消防救援局公布的2019年火灾数据，由于电气原因引发的火灾占
已查明原因火灾中的52%，其中电气线路等引发的火灾尤为突出。

目前，我国现
有高层建筑62万多栋，开通城市轨道交通的城市已有40座，大体量、超高层、
受限空间等建筑形态，让城市火灾的扑救难度及防控压力持续增大，故必须提前
布局防范对策。

在工程应用中科学选用电线电缆燃烧性能等级及加强质量监管，
从源头上抑制火灾发生或蔓延具有重要意义。

关键词：电缆成束；燃烧试验；方法对比；分析
引言
随着城市的发展，人口越来越密集，高层建筑、大型商场、大型综合体、住
宅社区、酒店、医院、车站、机场不断增加，地铁、隧道以及大型公共娱乐场所、公共交通设施等人员密集场合在逐年增加。

据不完全统计，在各地近年来发生的
电气类火灾数量高达全国总火灾的30%左右，而由电线电缆引起的火灾数量又占
总电气类火灾的60%左右。

在发生火灾时，如果供电系统不能保证线路的正常供电，将会导致电梯等设备及消防和救灾系统等无法正常工作，从而给疏散人群救
援工作增加了难度。

1电线电缆燃烧性能选择应用
目前，房屋建筑工程、城市综合管廊及城市轨道交通工程的电线电缆燃烧性
能选择应用大部分都还停留在《阻燃和耐火电线电缆或光缆通则》(GB/T19666)
中阻燃电缆的应用。

随着《民用建筑电气设计标准》(GB51348－2019)的发布实施，对民用建筑线缆选择敷设提出新要求。

人员密集场所的线缆、建筑高度超过100m的公共建筑、避难层(间)、一类高层公共建筑非消防负荷线缆及公共建筑中
综合布线系统的通信电缆和光缆都应符合现行国家标准《电缆及光缆燃烧性能分级》(GB31247)的规定，综合考虑电线电缆火灾发生时的火灾蔓延及产生的烟气
对人员疏散的影响。

当线缆在桥架内或竖井内成束敷设应用时，线缆的阻燃性能
受线缆本身含有的非金属材料含量的影响，应根据实际选用的电线电缆规格及敷
设根数计算受限空间中所敷设的每米成束电缆所含有非金属材料的总体积，得到
线缆所需的阻燃级别，以使成束敷设的线缆的阻燃能力符合现行国家标准《电缆
和光缆在火焰下的燃烧试验》(GB/T18380．33～36)的有关规定，当电缆的阻燃
级别不能满足要求时，应选用不燃性电缆。

2电缆燃烧性能
电缆燃烧性能B1级燃烧特性完全符合GB31247—2014中B1级相关规定要求，且附加分级符合a1、t0、d0的规定要求。

该产品综合考虑了燃烧微粒/滴落物
(燃烧滴落物如果过多，则火灾容易扩大范围)、燃烧热释放总量(热释放总量越
高越易导致周边物体燃烧)、产烟毒性和产烟总量等性能参数，考核指标较为完善，不仅对电缆燃烧特性进行考核，也从其他技术指标对周围环境的影响做出评估，更能折射出火灾现场的真实情况。

电线电缆在发生火灾时，能否在一定时间
内持续正常运行是考核电缆耐火性能的关键，该产品耐火特性符合GB/T19666—2019标准的规定，其中火焰温度950℃～1000℃、试验电压1000V、供火时间
90min、冷却时间15min条件下，指示灯不熄灭、2A熔断器不断，线路保持完整性，通过试验。

3六西格玛系统
测量系统是指用来对测量对象进行定量测量或对被测特性进行定性评价的人员、量具、测量方法、参照标准、测量环境等的集合体，即测量系统涵盖用来获
取测量结果的整个过程。

一个合格的测量系统应具有优良的准确度、精确度、稳
定性、重复性、再现性。

六西格玛改进小组在进行无卤低烟阻燃布电线单根垂直
燃烧试验测量系统分析时制定的计划如表１所示，通过ｍｉｎｉｔａｂ软件对这
４０个数据进行处理分析，结果为测量系统的合计量具双性（Ｒ＆Ｒ）的研究变
异（６σ／σＴＶ）为１６．６０％（＜３０％，σ为标准差，σＴＶ为合计变
异标准差）、容差百分比（６σ／Ｔ）为１７．８３％（＜３０％，Ｔ为公差）、可区分类别数为８（＞５），且样本极差在控制线范围内，这表明测量系统精确
度良好，可满足改进项目的测量要求。

通过首先确认模具的挤出方式，即考虑Ｐ
Ｅ的挤塑要求在缆芯部分采用挤管方式，钢绞线部分采用半挤压式，进而依据计
算方式计算各部分的尺寸，最终完成模具的设计工作。

经过大量不同规格自承式
光缆设计生产验证，本文所阐述的自承式光缆模具设计方法解决了自承式系列光
缆的生产工艺难题，有效提升了自承式系列光缆的挤塑工艺，满足生产工艺挤塑
成型要求，提升了产品的质量。

本文的撰写主要基于西安西古光通信有限公司在
自承式系列光缆的生产技术方面具备行业内较为领先的水准，希望借此与同行业
内技术人员交流学习，为同行业设计该类型光缆模具提供一种新的思路和方法。

4消防设备及非消防设备的电缆燃烧性能
消防设备线缆应满足火灾时连续供电的时间要求根据GB50974—2014《消防
给水及消火栓系统技术规范》第3．6．2条，住宅建筑的火灾延续时间不应低于2．0h。

为保证有效灭火和人员疏散安全，《民标》第13．8．4条提出，应按消
防设备持续供电时间要求的不同，选用不同耐火等级的电线、电缆或耐火母线槽;第13．8．4．2条列出了消防控制室、消防电梯、消防水泵、水幕泵及建筑高度
超过100m民用建筑的疏散照明系统和防排烟系统的供电干线，其电能传输质量
在火灾延续时间内应保证消防设备可靠运行。

《民标》规定了避难层(间)、一类
高层公共建筑、人员密集场所、长期有人滞留的地下建筑非消防负荷线缆与通信
电缆应采用燃烧性能满足GB31247—2014规定的电线和电缆。

虽未见对二类高层
公共建筑和住宅建筑等作出相关要求，但是在住宅设计中应特别注意。

住宅建筑
附设的商业、老年人照料设施属于人员密集场所，非消防设备用电线电缆的燃烧
性能为B1级，产烟毒性为t1级，燃烧滴落物/微粒为d1级;小区内设在地下的
会所属于长期有人滞留的场所，非消防设备用电线电缆的燃烧性能为B1级，产
烟毒性为t0级，燃烧滴落物/微粒为d0级;汽车库及非机动车库使用的交流充电
桩电源进线宜选用燃烧不低于B2级、产烟毒性为t1级、燃烧滴落物/微粒等级
为d1级电线、电缆。

此外，若无地方规范要求，住宅小区内其他场所沿用
JGJ242—2011《住宅建筑电气设计规范》的规定，高层住宅建筑中明敷的线缆应
选用低烟、低毒的阻燃类线缆，多层住宅建筑可选用YJV、YJY普通型电线电缆，住宅户内线路采用BV型铜芯塑料绝缘导线。

5 FEP绝缘通信电缆的燃烧性能
目前国外针对电缆燃烧性能的考核有垂直燃烧法和水平燃烧法。

我国针对电缆燃烧性能考核主要通过垂直燃烧法，2014年12月5日我国发布了首部电缆燃烧性能分级标准即GB31247-2014《电缆及光缆燃烧性能分级》，该标准将电缆分成A、B1、B2、B3四个等级。

按GB31247-2014标准中规定的试验方法分别对该样品进行了燃烧试验。

其中，考核电缆垂直火焰蔓延的试验方法为
GB/T18380.12-2008标准中规定的方法，引火源为1kW，烟密度（最小透光率）所采用的试验方法为GB/T17651.2-1998标准规定的方法，火源为(1.00±0.01)L 酒精，而火焰蔓延、热释放特性和产烟特性等参数采用的是GB/T31248-2014中规定的20.5kW火源（该火灾场景相当于表1中的工况一）进行燃烧试验。

结束语
在线缆选择及敷设科学合理的基础上，加强电线电缆进场质量管控是十分必要的。

根据建筑物的使用性质和发生火灾时扑救难度，结合线缆的应用场景，科学合理地选择“阻燃耐火性能”检验项目，通过合理的试验方法验证电线电缆产品质量，以达到对线缆质量的监管有着重要的意义。

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