线缆阻燃试验方法与阻燃特性

三、阻燃类别与现场火灾事故 当电缆产品标以某一阻燃类别（AF/R、A、B、C、D）后，证明其 在标准规定的试验条件下进行试验，其阻燃性能符合标准规定的要求， 即在规定的供火时间结束后熄灭火焰，通过试验箱的空气流量维持到 电缆停止燃烧或发光，或者维持到最长 1 小时，此后应强行熄灭电缆 的燃烧或发光，冷却后无论是在钢梯前面还是后面，测得的试样最大 炭化范围都应不高于喷灯底边 2.5m。在这里我们必须清楚：此结论 是在标准条件下在得出的阻燃特性，这些条件是燃烧期间箱体内的通 风量恒定、火焰强度一定、被燃烧样品体积一定、规定燃烧时间、样 品试件绑扎方法给以规定等等，如果上述中有一个试验条件发生变化， 阻燃特性都会发生改变。 这里需要强调的是，阻燃试验不能用来评估火灾的危害性，仅仅 依靠阻燃试验的结果也不能保证安全性。阻燃试验的目的或提供的阻 燃型式认可试验报告仅仅是提供帮助评估在特定条件下电缆是否适 用的信息。 火灾事故现场中如果涉及到电缆，要分析现场的具体情况，如敷 设方式:隧道里敷设、桥架敷设、电缆井中敷设、集束敷设、稀疏敷 设、水平敷设、垂直敷设，多种类型的电缆混杂敷设。通风情况:水 平通风、垂直通风、风速大小。火焰起源：外来的火源、电缆本体击 穿产生的火源、电缆发热（或端部接触不良发热）产生的火源、由于 敷设原因电缆局部过热产生的火源等等，这些因素（或者叫条件）都 与实验室的条件不一致，因此不管电缆产品阻燃级别高低，在一定的
--层数 --喷灯数 采用宽型钢梯，试样最大宽 度：600mm --层数 --喷灯数 电缆试样段间位置 供火时间/min.
AF/R >35a
7
A
>35a ≤35d
7
7
B >35a ≤35d 3.5 3.5
C >35a ≤35d 1.5 1.5
2b
1 ≥1 1 ≥1 1
≥1
1
1
1
1
1
1
1
N/Ac -
间隔 40
四、实验室阻燃试验的条件 前面已经讲述了阻燃试验时的试验条件是相当重要的，在最新的 IEC60332 标准中对下列试验条件进行了明确而又严格的规定： ①环境条件 如果实验室的温度低于 5℃或高于 40℃，不允许试验；如果试验 箱体顶部的外部风速大于 8m/s，不应进行试验。但我们有些情况下 不满足此条件情况在继续进行试验，试验结果就不具备再现性； ②空气源 标准规定应安装一个能控制空气气流通过箱体的空气源，试验开 始前应恒定控制温度在（20±10）℃，在进气口测量空气流量，并调 节为（5000±500）L/min.在试验过程中空气流速应予以维持，除非 电缆停止燃烧，如果停止供火 1 小时后试样仍燃烧不止，应强行熄灭。 这里明确规定试验期间进风风速要维持恒定，测量风速是在进风 口，但国内大部分燃烧设备达不到此要求，所以对试验结果会产生一 定的影响。
从 IEC 标准对燃烧 A、B、C、D 类别的描述可以看出，类别仅仅 是代表了燃烧时非金属材料体积含量高低的场合，没有说是阻燃等级 的高低。对于某一个具体的产品，可能 A 类或 B 类成束阻燃试验符合 要求，但往往 D 类不能通过，这就很生动的说明了对于具体产品你不 能说它阻燃等级高低，只能说它符合哪一类要求，即非金属材料体积 含量高低的场合。所以通过 A 类或 B 类阻燃试验的产品就一定通过 C 类或 D 类，不好判定；通过 C 类或 D 类阻燃试验的产品就一定不通过 A 类或 B 类，更不好判定。
⑦同一型号的电缆不是每一个规格都能作为型式认可试验的样 品，例如某一个大于 35 mm2 规格的样品，进行 A 类阻燃特性评定，根 据样品试件段的计算方法，计算的试件根数按照上表进行钢梯前面排 列，发现前面排不下，那么此规格就不能作为型式认可试验的样品， 即使按紧密排列进行了燃烧试验或前后排列，试验结论与 IEC60332 标准要求之间也没有关系；
上，试验证明，试样组不同的安装方式往往会对试验结果造成较大影 响。
⑤如果按上表要求选择的电缆通过了该类阻燃试验，就应该认为该 类电缆（同一型号，不同规格、结构相同的电缆）其他规格的电缆也 符合该类阻燃试验的要求；
⑥评价同一类电缆阻燃类别时，型式认可试验电缆样品导体截面 可以选择大于 35 mm2 的样品，也可选择不大于 35 mm2 的样品，但样 品试件排列不一样；
燃类别的要求，应采用代表规格样品来进行型式认可试验，不是该型
号内任一规格样品都可用作型式认可试验用的样品。
标准规定“阻燃类别型式认可试验用电缆的型号和导体截面也就是说确定阻燃
类别型式认可试验用电缆的型号和规格有二个原则中的一个，一是依
据 IEC60332 标准中的要求在电缆规范中规定，或者是买卖双方商定，
成束燃 烧类别 AF/R
A B C D
燃烧场合评定的描述
对应的试验方
法标准
AF/R 不用于普通电缆
IEC60332.32
用于评定高非金属材料体积含量的场合 IEC60332.33
用于评定中等非金属材料体积含量的场合 IEC60332.34
用于评定低非金属材料体积含量的场合 IEC60332.35
用于评定很低非金属材料体积含量的场合 IEC60332.36
⑧如果电缆用户要对第⑥条中提到的规格样品进行燃烧试验，此 时的燃烧结论也不能用 IEC 的要求进行判定；
⑨电缆企业在进行选择型式认可试验样品时应符合上表的要求， 否则可能给不出试验结论。
因此一个完整的阻燃电缆型式认可试验报告应包含：电缆结构的 完整描述、电缆试样段的数量、燃烧类别、安装方式（间隔或紧密）、 层数和每层的电缆样品段数、供火时间、喷灯数、损伤长度和所有燃 烧和发光熄灭时间。
1 2 间隔 40
N/Ac -
紧密 40
N/Ac -
间隔 40
N/Ac -
紧密 40
N/Ac -
间隔 20
N/Ac -
紧密 20
注：a 表示样品中至少一根导体截面大于 35mm2;
D De 0.5
1 1
N/Ac -
间隔 20
b 表示样品二层排列，而且分布在钢梯的前、后面上；
c 不适用；
d 表示样品中任何导体截面不大于 35mm2；
么试验条件下（电缆燃烧时的样品绑扎、排布、喷灯数等）才具备什
么样的阻燃特性类别。
一、阻燃类别的含意是什么
成束燃烧的类别为 AF/R、A、B、C、D，分别有不同的试验方法，
它是不是代表阻燃等级的高低？现在绝大多数人认为 AF/R 或 A 类阻
燃等级最高，其他以此类推，我们看看 IEC60332 是怎么描述的？
现在很多企业或销售人员想方设法提高自己产品的阻燃等级，增 加买点，这本身就是一个错误的概念，我们从 IEC 标准中的概念可以 看出，产品的阻燃类别要于敷设时的状况相当，如果电缆敷设比较密 集，采用阻燃 A 类或 B 类，如果敷设比较稀疏，就采用阻燃 C 类或 D 类。
二、如何评价产品阻燃类别（AF/R、A、B、C、D） 要回答此问题有人认为很简单，将此产品按某一类别进行燃烧， 符合该类要求的就是该阻燃类别，其实不是这么简单，IEC 标准有明 确规定，即产品的型式认可试验问题。 前面已经讲述了燃烧的三要素是可燃物、氧气和火源，如果不把 此三要素的条件规定好，就很难保证试验结果的再现性，更谈不上试 验方法标准了，因此 IEC 标准明确规定了每一种阻燃类别型式认可试 验用电缆选择导则，如果要保证某一型号不同规格的电缆符合某一阻
性也非常重要。成束燃烧试验方法 IEC60332 或 GB/T18380 规定了阻
燃类别，分别是 A 类、B 类、C 类和 D 类，是不是某一产品只要通过
了 A 类成束燃烧，就认为其阻燃水平最高呢？情况并非如此，甚至市
面出现了具有超 A 类阻燃性能的电缆，这些提法或想法都不能离开试
验条件，因此我们在对电线电缆产品给出阻燃特性类别时应明确在什
线缆阻燃试验方法与阻燃特性
吴长顺
大家都知道燃烧的三要素是可燃物、氧气和火源，因此我们在评
价一种材料或产品阻燃特性时都应该围绕这三个因素来讨论，可燃物
及被评价的产品，它是否具有阻燃特性取决于它的产品结构和可燃物
材料组份等，在燃烧过程中试验舱里氧气含量及被燃烧样品的敷设方
式与阻燃特性有很大的相关性，燃烧试验用的火源对评价产品阻燃特
我们可以根据上表中的规定，看出 B、C、D 类型式认可试验样品 截面与试验条件之间的关系。
这里要特别说明的几点是： ①无论哪一类阻燃类别，在进行燃烧评定时，参加燃烧的试件段 不能小于 2 根； ②A、B、C 类阻燃类别中样品导体截面大于 35 mm2 的样品试件都 是单层间隔排列，不大于 35 mm2 的样品试件都是单层或多层紧密排列； ③D 类阻燃类别仅仅适用于外径不大于 12.5mm 的样品； ④IEC 标准要求，当样品至少有一根导体截面大于 35 mm2，在安 装电缆试样段时，第一个电缆试样段大致位于钢梯中心，其后的电缆 试样段在两侧添加，以使全部电缆试样段大致排列在钢梯的中心；当 样品任何导体截面都小于或等于 35 mm2，在安装电缆试样段时，第一 个电缆试样段（组）大致位于钢梯中心，其后的电缆试样段（组）在 两侧添加，以使全部电缆试样段大致排列在钢梯的中心，如果第一（或 其后）层用完了钢梯的全部宽度，还需要使用第二（或更多）层，第 二（或其后）层的第一个电缆试样段（组）应大致位于钢梯中心，其 后的电缆试样段（组）在两侧添加，以使第二（或其后）层全部电缆 试样段大致排列在钢梯的中心，如果试样需要使用大量的电缆试样段， 这时可以采用规定的金属线构成平坦的电缆试样段组安装在钢梯横 档上，每个电缆试样段组最大宽度为 5 个电缆试样段，且必须保证电 缆试样段相互接触，而不是大量试样段绞合或以其他方式捆绑在钢梯
场合电缆都会烧光，当然如果是阻燃电缆其烧光的程度或延燃程度会 有很大的区别，现在出现火灾事故后对其电缆进行阻燃测试，往往是 阻燃型号的电缆而实际是非阻燃电缆，所以燃烧的程度是相当严重。 为了减少火灾中电缆燃烧的程度，电缆设计时应考虑敷设的紧密程度 决定电缆阻燃的类别，另外设计隔断措施也是行之有效的方法，例如 在隧道里或水平井里或竖井里，万一火灾发生了，电缆燃烧是难免的， 完全不烧是不现实的，除非是金属护套电缆。
但应符合 IEC 的规定，否则试验结论不能要 IEC 规定的要求进行描述。
IEC60332 标准规定：由于钢梯容积有限，考虑试验用导体截面
选择时要确保非金属材料体积符合每一个类别试验方法标准中的安
装要求，IEC60332.32～36 阻燃类别型式认可试验的所有条件概要汇
总如下：
分类及标志 导体截面范围/mm2 每米试件非金属材料体积/L 采用标准钢梯，试样最大宽 度：300mm
③丙烷和空气流量控制 标准规定每个喷灯应配备精确装置以控制丙烷和空气流入速率， 可以采用转子流量计或质量流量计，推荐采用易用的质量流量计。在 这里我们还是要强调应采用质量流量计，因为燃烧时环境条件很难达 到基准温度（20℃）和基准气压(100kPa)，严格意义上讲，如果采用 转子流量计，燃烧试验时如果环境条件不满足基准条件，就必须对转 子流量计进行校准，然后再进行流量设定进行试验，而质量流量计就 比较方便了，不需要进行校准。 ④出烟口 标准规定燃烧箱顶部有出烟口，尺寸为（300±30）×（1000± 100）mm，在燃烧钢梯的上方。标准中规定了燃烧时的烟气是直接排 到箱体的外面，此出烟口是与大气相通的，没有管道与燃烧箱体连接， 也就是燃烧箱体里的空气流动是箱体下部的进气和燃烧时热空气上 升所组成，不存在“拔风”现象。而现在大部分燃烧设备都是采用上 部抽风，这对试验结果也会产生影响。
De 表示样品外径不允许大于 12.5mm. 从上表中我们可以看出：阻燃类别型式认可试验样品的选择、非 金属材料体积含量、钢梯的使用、试件安装层数及试件间的距离、喷 灯数和燃烧时间都有明确规定，只要有一个条件不满足 IEC 标准要求， 试验结果都不能用 IEC 的分类进行描述，所以就不存在所谓超 A 阻燃 电缆的概念。 AF/R 类燃烧试验方法明确规定适用于导体截面大于 35mm2的样品 (样品中至少要有一根导体截面大于 35mm2)，而且此方法只适用于非 普通电缆，试件段只能排列在钢梯的前面和后面，如果样品导体截面 小于 35mm2 的非普通电缆不能采用 AF/R 的试验方法评定其 AF/R 类的 阻燃特性，例如核电站用电缆的阻燃性能可以用此方法进行评定，我 们曾经反复进行过一根核电站用电缆的成束燃烧试验，试件段排在钢 梯的前面成束燃烧是通过，而排在钢梯的前、后面试验没有通过，说 明试件段之间的间隙对试验结果的影响，主要是火焰在燃烧过程中通 透性和样品表面氧浓度的大小。 对于 A 类阻燃电缆，如果选择的电缆样品导体截面大于 35 mm2， 试件段只能排列在钢梯的前面（无论标准钢梯还是宽型钢梯），而且 试件段间是间隔排列，间隔距离应为 0.5 倍电缆直径，但不超过 20mm。 无论采用标准钢梯还是宽型钢梯，试件边缘与钢梯内侧垂面的最小距 离为 50mm。如果选择的电缆样品导体截面不大于 35 mm2，只能采用 标准钢梯，而且试件段排列在钢梯的前面，紧密排列可以多层。