線纜涉及火災安全的主要技術指標是CO2電纜的阻燃性、煙霧的密度和氣體的有毒性。美國防火標準較關注前兩個問題,但是歐洲和美國對火災安全有著完全不同的觀點。美國傳統的概念認為:火災的根源在于一氧化碳(CO)毒氣的產生以及其后的燃燒過程中CO轉化為CO2的熱釋放,因此,控制燃燒過程中的熱釋放量可減少火災的危害。歐洲傳統以來深信:在燃燒中產生的鹵酸(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的主要因素。
IEC阻燃等級
為了評定線纜的阻燃性能優劣,國際電工委員會分別制定了 IEC60332-1、IEC60332-2和IEC60332-3三個標準。IEC60332-1和IEC60332-2分別用來評定單根線纜按傾斜和垂直布放時的阻燃能力(國內對應GB12666.3和GB12666.4標準)。IEC60332-3(國內對應GB12666.5-90)用來評定成束線纜垂直燃燒時的阻燃能力,相比之下成束線纜垂直燃燒時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長的試樣垂直固定在前壁開通的金屬箱內,火焰長度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50mm,測試通過。
◎ IEC60332-3/BS4066-3阻燃等級(成束電線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,空氣通過底板上的進氣口引入燃燒爐。丙烷平面燃燒器以750℃的火焰與試樣接觸,試樣在強制吹風(氣流排放5m3/分鐘,風速0.9m/秒)的情況下,必須在垂直燃燒20分鐘內燃不起來,電纜在火焰蔓延2.5米以內自行熄滅。IEC60332有A類、B類、C類和D類之分,以評定阻燃性能優劣。
UL阻燃標準
UL列明的任何電纜經過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(送風燃燒測試/斯泰鈉風道實驗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,實驗規定在裝置的水平風道上敷設多條試樣,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標準的低煙無鹵材料的阻燃性能好,燃燒起來煙的濃度低。
◎ 干線級-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。干線級電纜沒有煙霧濃度規范,一般用于樓層垂直和水平布線使用。
◎ 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類似,只是敷設電纜根數不同。商用級電纜沒有煙霧濃度規范,一般僅應用于同一樓層的水平走線,不應用于樓層的垂直布線上。
◎ 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似,同為加拿大和美國認可使用。通用級電纜沒有煙霧濃度規范,一般僅應用于同一樓層的水平走線,不應用于樓層的垂直布線上。
◎ 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類似,只是燃燒的時間不同。這種等級也沒有煙霧或毒性規范,僅用于敷設單條電纜的家庭或小型辦公室系統中。這類電纜不應成捆敷設使用,必須套管。
煙密度、鹵素含量和毒性等級
◎ 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)和放射性易揮發的元素砹(Astatine),成分的毒性很高。實驗規定,燃燒爐預熱到800℃時,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鹵酸(HCL)釋放量少于5mg/g時,可被稱為無鹵電纜(LSOH),如果鹵酸(HCL)釋放量大于5mg/g時而小于15mg/g時,可被稱為低鹵電纜(LSF)。值得注意的是,IEC60754-1方法不能用來測定HCL 含量小于5 mg/g的材料,即不能判定是否“無鹵”。需要判定是否完全無鹵可采用IEC60754-2方法來測定。
◎ 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物料所產生的鹵酸氣體酸度。它通過水溶液的PH值和導電率來測定。實驗規定,燃燒爐預熱到 800℃,把一根內置試樣的石英管推入爐內,同時開始記時。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,接下來的25分鐘每隔5分鐘測一次。一般無鹵電纜材料的PH值會大于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),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)
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