单根、成束电缆阻燃过程分析及解剖

为什么单根电缆能自熄而多根电缆(成束)就延燃不止

非阻燃的BV线的绝缘是由普通聚氯乙烯材料构成,它的材料氧指数是26,而空气中的含氧量为21%,21<26,故外火源移走后即自熄是不难理解的.但是敷设数量增多了以后情况就发生了变化,因为有机材质的燃烧(热氧化反应)是一个先吸热后放热的过程,PVC材质引燃前须经软化\熔融\裂解\气化最终才实现和氧的结合,没有外部火源提供足够的热值,就不能完成从软化到气化的演变,这是一个吸热的过程.一旦材质被引燃的热反应开始,大量燃烧的热就伴随而生,这些放出来的热量一部分用来补偿未燃前材质的吸热需要,另一部分以辐射\对流的方式扩散到周围的空间,当放出的热值大于预热与散热之和时,另一部分以辐射、对流的方式扩散到周围的空间，当放出的热值大于预热与散热之和时，燃烧就有趋旺的征状，反之小于时，则趋于熄灭，小的愈多，熄得愈快。单根BV线用打火机点着能烧，是因为BV线引燃后放出的热量除了本身的燃烧热外还叠加了打火机点着能烧，是因为BV线引燃后放出的热量除了本身的燃烧热外还叠加了打火机的热能，一旦打火机移走能量减少，放出的热量不足以补偿时就熄灭，而成束BV线引燃后放出热量大增但空间的散热量并未同步递增，故放热、吸热（包含散热）有出现趋平（维持燃烧）和>0（燃烧趋旺）的可能。有此得到一个结论，有机材料的阻燃概念是相对的，有条件的，不是一成不变的，即此时阻燃，彼时又变成可燃了。

阻燃电缆适用标准和其类别ABC

如上所述，电缆阻燃不阻燃很大程度决定敷设电缆的数量多少。数量少时，不加阻燃剂的普通VV电缆，也能阻燃自熄，但数量一多时就由量变到质变，从阻燃变成不阻燃。为了评定电缆的阻燃性能优劣，故IEC分别制订了332－1、332－2－332－3三个标准。332－1和332－2分别用来评定单根电线按倾斜和垂直布放时的阻燃能力（国标对应的是GB12666.3和GB12666.4），对于以聚氯乙烯为基材的电线或电缆即使不加任何阻燃措施，均能顺利通过上述单根标准的考核，故此标准条款已失去评定价值。现在电缆领域中流通的阻燃概念“ZR”是指条款IEC332－3标准的阻燃电缆（对应国标是12666.5－90）。此标准条款与332－1、332－2的差异在于332－3是指多根成束垂直燃烧，相比之下成束垂直要比单根垂直在阻燃能力的要求上高得多。

根据前一段所作得调查研究表明，目前凡是能够生产电线电缆的厂家均能生产符合GB12666.5阻燃要求的“ZR“型电缆，比如ZRVV、ZRVV22、ZRYJV、ZRKVV、等。于是设计院设计”ZR”型电缆、工程工程单位采购“ZR”型电缆、制造厂生产“ZR”电缆，似乎万事大吉天下太平…..。其实不然，电缆“ZR”后，还是火烧事故不止，人死惨案依旧。造成这种情况，主要是电缆的延燃与否同其敷设的电缆容量有关。市场流通的带“ZR”标注VV或YJV的阻燃电缆，其阻燃等级一般只符合GB12666.5－90规定中C类，当实际敷设容量（无隔火措施的同一通道中）超过C类规定的值后，电缆就有延燃不熄的可能，二者数量相差大其着火延燃的危险性越大。

按GB12666.5－90成束垂直燃烧试验规定，阻燃按其容量多少和试验时间（外火源喷火时间）长短分C和B\A三类，其差异如下表所示：

适用标准号GB12666.5－90

阻燃类别供火时间及温度试样容量V/m 及格判定

C 20分/8150C 1.5升/米焦化高度≤2.5

B 40分/8150

C 3.5升/米焦化高度≤2.5

A 40分/8150C 7升/米焦化高度≤2.5

试样电缆容量计算方法如下：

V＝n（S1-S2）/1000

N――电缆试样根数S1――电缆试样外截面（mm2）S2――电缆试样中金属面积之和（mm2）V――电缆试样容量之和（升/米）

例1 试样为0.6/1kv×185的电缆外径查工厂手册为50.5mm，其截面S1―为πR2＝1970mm2，S2＝4×185＝740mm2 V＝n（S1―S2）/1000＝5（1970－740）1000＝6.15升/米

2、试样为0.6/1KV VV224×185 数量3根、VV 3×150数量3根，求容量值V

VV22 4×185的电缆外径为55mm其外截面S11＝3.14（55/2）2＝2375 mm2

VV3×150的电缆外径为40mm其外截面S12＝3.14（40/2）2＝1256mm2

S21＝4×185+4×185×0.2（铜芯截面+钢带横断面估算值）

＝740+148＝888 mm2

S22＝3×150＝450 mm2

V=[n1(S11-S21)+n2(S12-S22)]/1000

=[4(2375-888)+3(1256-450)]/1000=8.366升/米

钢带铠装建议以导体截面的20％计算。

有了以上的计算方法就可以非常方便地确定实际电缆的容量是多少，与标准相比确定属于C类、B类还是A类。当然由于试验标注的条件比实际苛严得多（在成束垂直条件下进行），故不必对号入座。为了节约投资，笔者建议容量放大一级，比如实际容量为 3.5升/米以下选C类，7升以下选B类，14升以下选A类。

建议设计院选用阻燃电缆时标识阻燃类别

通过以上陈述，建议设计师们在选用阻燃电缆时标识阻燃类别，比如ZRVV-SZA、ZRVV-SZB、ZRVV-SZC，S-束，Z－直，S Z－成束垂直之意，当然SZC可以省略，只写ZRVV制造绝对按C类供货，实际上这也是一条中外通行的国际经验。凡制造商只在其阻燃性能上标定符合IEC332－3而羞于标识具体类别者，那肯定是最低档C类－不管是国人还是洋人。

同时订货时用户单位应要求制造商把阻燃类别的标志打印在供货电缆上，其目的有两个：一、可以镇住某些假冒伪劣者，二、制造者对用户做出的“永久性”庄严承诺――或者事故发生时用户可以按标定的阻燃类别进行复测，作为追究肇事者法律责任的凭证。

工程设计中确定阻燃类别的几个要素

工程中阻燃类别的合理确定事关重大，由于工程实际状况千变万化，究竟如何把握，目前即无“公试”也无“标尺”，只能凭借设计师们的综合判断能力来妥善处置。

以下提供几点建议，供设计者设计时参考：

（1）电缆敷设环境

电缆敷设环境在很大程度上决定了电缆受外来火源侵袭机率的多少，着火后延燃成灾可能性的大小。例如直埋或单独穿管的（金属、石棉、水泥管）可用非阻燃；而置于半密封桥架、槽合或专用电缆沟（带盖板的）可降低阻燃要求一到二级，即可用B 类的，可以退而用C类甚至非阻燃。因为在此环境下受外因侵袭少，即使着燃由于空间狭小，闭塞也容易自熄不易成灾。反之，室内明敷、穿墙爬楼、或者暗道、夹层、隧洞廊道、人迹火种容易到达和着火后空间相对较大并且空气流通者，其阻燃登记适度从严。当上述环境处于高温（炉前炉后），或易燃易爆（化工、石油、矿井）则必须从严处置，选型时则宁高勿低。

电缆敷设数量多少

这一点如前所述，电缆数量的多少是确定阻燃类别高低的基础。在计算电缆容量时，同一通道德概念是指嗲那里拿着火时，其火焰和热量可以不受阻挡地辐射到临近电缆，并能将其引燃的空间。若有防火板互相隔离的桥架或槽合，其同一通道应指每一