耐火電纜耐火試驗(yàn)方法概述

王偉 馮詠生

中天科技海纜有限公司 江蘇南通 226000

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的加快,耐火電纜被廣泛的應(yīng)用在高層建筑、地鐵、發(fā)電廠、核電站、隧道等重要部門(mén)及公共場(chǎng)所,同時(shí)許多工程開(kāi)始趨向于使用低煙無(wú)鹵耐火電纜,以便在發(fā)生火災(zāi)后,線路能夠保持一定時(shí)間正常運(yùn)行,對(duì)救援工作有很大的幫助,在很大程度上可以減少人員傷亡和財(cái)物損失。鑒于此,我們有必要對(duì)耐火電纜有個(gè)明確的認(rèn)識(shí)。

1 低壓耐火電纜及耐火試驗(yàn)方法簡(jiǎn)述

根據(jù)公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GA306.2-2007《阻燃及耐火電纜塑料絕緣阻燃及耐火電纜分級(jí)和要求第2 部分：耐火電纜》的定義，耐火電纜是指具有規(guī)定的耐火性能（如線路完整性、煙密度、煙氣毒性、耐腐蝕性）的電纜。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T19666-2005《阻燃和耐火電線電纜通則》中耐火定義是指在規(guī)定的火源和時(shí)間下燃燒時(shí)能持續(xù)地在指定狀態(tài)下運(yùn)行的能力，即保持線路完整性的能力，具備上述能力的電纜就稱為耐火電纜。目前，市面上常見(jiàn)的低壓（0.6/1kV及以下）耐火電纜主要有兩類：其一為在普通塑料絕緣電纜的線芯導(dǎo)體上繞包云母帶的傳統(tǒng)耐火電纜（NH）；其二為礦物絕緣電纜（BTTZ、YTTW、RTTZ 等）。涉及到的耐火電纜試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)主要是以下幾個(gè)：a.國(guó)標(biāo)GB/T19216.21-2003《在火焰條件下電纜或光纜的線路完整性試驗(yàn)第21 部分：試驗(yàn)步驟和要求額定電壓0.6/1.0kV 及以下電纜》，該方法等效采用IEC60331-21：1999，要求電纜在火焰燃燒條件下保持在指定狀態(tài)下的運(yùn)行能力。b.英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS6387：別于GB/T19216，該方法更強(qiáng)調(diào)實(shí)際火災(zāi)發(fā)生情況下電纜的環(huán)境狀態(tài)，因此試驗(yàn)條件除了單獨(dú)供火以外，還有不同火焰溫度、噴水以及機(jī)械沖擊等條件下的線路完整性判據(jù)[1]。

2 耐火電纜耐火試驗(yàn)方法

2.1 國(guó)內(nèi)外低壓電線電纜耐火試驗(yàn)方法的比較

對(duì)于現(xiàn)行有效的耐火電纜耐火試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)從電纜適用范圍、試樣的固定方式、火焰溫度、試驗(yàn)時(shí)間、沖擊方式、噴水方式等方面進(jìn)行分別比較。一般對(duì)電纜的試驗(yàn)電壓一般要求均在600/1000V 及以下。IEC60331-1 和IEC60331-2 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，經(jīng)制造商和賣方協(xié)商，也可用于額定電壓3.3kV 及以下電纜。除GB/T19216.11-2003 和GB/T19216.21-2003 未對(duì)樣品總外徑作要求外，其他標(biāo)準(zhǔn)分別適用于直徑大于20mm 或總直徑小于等于20mm 的電纜。從試樣的固定方式看，GB/T19216.11-2003、GB/T19216.21-2003、BS6387：2013C 法和W 法均采用直線形固定方式，用于考察試樣在直線布線方式時(shí)的耐火特性。其他標(biāo)準(zhǔn)采用U 形或階梯狀Z 形固定方式，并都在彎曲處采用最小彎曲半徑的固定方式，考察試樣在非直線型布線時(shí)的耐火特性。從火焰溫度方面看，GB/T19216.11-2003、GB/T19216.21-2003 采用不低于750℃（750-800）℃的供火，與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的不低于830℃（830-870）℃、950℃±40℃相比，耐火試驗(yàn)溫度偏低?；鹧鏈囟茸罡叩姆椒?biāo)準(zhǔn)是BS6387：2013C 法和Z 法。為了彌補(bǔ)這一點(diǎn)，GA306.2-2007 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA 耐火級(jí)別的電纜的供火溫度是950-1000℃。從試驗(yàn)時(shí)間上，試驗(yàn)時(shí)間從15min、30min、60min、90min、105min、120min、180min 不等。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中推薦的試驗(yàn)時(shí)間比較固定，也可根據(jù)具體的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定試驗(yàn)時(shí)間。比如GB/T13033.1-2007《額定電壓750V 及以下礦物絕緣電纜及終端第1 部分：電纜》標(biāo)準(zhǔn)中耐火試驗(yàn)方法采用的是GB/T19216.21-2003 標(biāo)準(zhǔn)，但是規(guī)定了耐火試驗(yàn)時(shí)間（燃燒時(shí)間）是180min。國(guó)外的電纜耐火試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的差異，試驗(yàn)時(shí)間差異較大，部分標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)時(shí)間是可供選擇的[2]。

2.2 截面耐火電纜工藝的研究

對(duì)于小截面耐火電纜來(lái)說(shuō)，要達(dá)到耐火試驗(yàn)要求，以下方案較為合理：①導(dǎo)體應(yīng)采用圓銅單線，軟結(jié)構(gòu)束線易造成云母帶損傷，因而不宜作耐火電纜導(dǎo)體。②耐火層采用合成云母帶重疊繞包。云母帶繞包時(shí)，當(dāng)設(shè)計(jì)要求層數(shù)為偶數(shù)時(shí)，采用55%正搭蓋繞包;當(dāng)為奇數(shù)時(shí)，采用縱包加上55%正搭蓋繞包。繞包時(shí)，重點(diǎn)控制云母帶寬度、繞包角度和張力，保證云母帶繞包平整、緊密，保證正搭蓋50%以上。繞包設(shè)備應(yīng)采用穩(wěn)定性好，加工精度高的繞包機(jī)，傳統(tǒng)繞包機(jī)生產(chǎn)小截面耐火電纜，質(zhì)量穩(wěn)定性較難保證。③絕緣使用聚乙烯(PE)和交聯(lián)聚乙烯(XLPE)比聚氯乙烯（PVC）效果更好。擠制絕緣時(shí)，內(nèi)?？讖降倪x取應(yīng)適當(dāng)放大，避免損傷絕緣，要避免云母帶進(jìn)水、受潮，同時(shí)要嚴(yán)格控制擠制厚度，保證薄絕緣效果[3]。

2.3 試驗(yàn)溫度和持續(xù)供電時(shí)間的不同

中國(guó)、IEC 與英國(guó)的耐火電纜試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)溫度和持續(xù)供電時(shí)間的差異。耐火電纜的線路完整性（單獨(dú)耐火）項(xiàng)目試驗(yàn)溫度分為不低于750℃和950±40℃，持續(xù)供電時(shí)間分別為105min和180min；線路完整性（耐火+沖擊）項(xiàng)目試驗(yàn)溫度分為不低于830℃和950±40℃，持續(xù)供電時(shí)間分別為30/60/90/120min 和15min；BS8491：2015 規(guī)定的線路完整性（耐火+沖擊+噴淋）項(xiàng)目試驗(yàn)溫度為830-870℃，持續(xù)供電時(shí)間為30/60/120min。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)城市建設(shè)飛速發(fā)展，高層建筑、機(jī)場(chǎng)等大型綜合體不斷涌現(xiàn)，中壓耐火電纜在配電系統(tǒng)中必將有廣闊的應(yīng)用前景。但目前我國(guó)尚無(wú)中壓耐火電纜的國(guó)家或行業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)以及耐火試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)。本文通過(guò)梳理我國(guó)耐火電纜產(chǎn)品及耐火方法的現(xiàn)狀，對(duì)評(píng)價(jià)中壓電纜的耐火性能提供了一些建議[4]。