關(guān)于布電線成束阻燃要求的理解與建議

摘要：隨著阻燃布電線產(chǎn)品的大量推廣應用，行業(yè)對如何在布電線產(chǎn)品領(lǐng)域理解和運用成束阻燃要求日益關(guān)注，本文通過標準解讀和開展驗證試驗，針對布電線產(chǎn)品成束阻燃的適用范圍、等級區(qū)分和排列覆蓋等熱點分享了相關(guān)標準理解、試驗數(shù)據(jù)和觀點建議。

關(guān)鍵詞：布電線 成束阻燃 驗證試驗



一、 引言



近年來隨著各類建設(shè)工程對單芯無護套布電線（以下簡稱為“布電線”）阻燃性能的日益重視，以及國內(nèi)相關(guān)制造工藝的成熟、原材料性能的提升和阻燃電線標準的實施，成束阻燃布電線產(chǎn)品得到大量推廣應用，占據(jù)了布電線市場的重要份額。

當前，成束阻燃布電線阻燃特性依據(jù)標準為GB/T 19666《阻燃和耐火電線電纜或光纜通則》和GB/T 18380《電纜和光纜在火焰條件下的燃燒試驗》系列標準，在產(chǎn)品型號中添加成束阻燃試驗類別（ZA，ZB，ZC，ZD）進行識別?，F(xiàn)狀中，一方面，由于線纜行業(yè)的型號全覆蓋的習慣，成束阻燃全部類別（ZA，ZB，ZC，ZD）無差別籠統(tǒng)地全部套用到全規(guī)格布電線產(chǎn)品，例如Z(A,B,C,D)-BV 450/750V 1.5~400。另一方面，由于常識中傾向代號A-B-C-D的級別排列以及測試中非金屬含量的從高到低排列，行業(yè)中大量廠家、用戶及技術(shù)機構(gòu)存在阻燃A類性能優(yōu)于（覆蓋）B類、C類、進而至D類的順序理解并付諸于實際質(zhì)量管控。

然而，伴隨成束阻燃布電線產(chǎn)品的大量應用及相關(guān)阻燃試驗數(shù)據(jù)的不斷積累，行業(yè)中關(guān)于不同成束阻燃類別在布電線產(chǎn)品的適用范圍、等級區(qū)分和排列覆蓋等問題，提出的質(zhì)疑與思考日漸增多。為促進有關(guān)各方更加準確地理解成束阻燃類別在布電線領(lǐng)域的有關(guān)應用要求，指導相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)和質(zhì)量管控，本文將通過標準解讀以及驗證試驗分析，針對成束阻燃布電線的相關(guān)疑問關(guān)注予以解答與并給出建議。



二、成束阻燃（ZA，ZB，ZC，ZD）類別是否能認為是阻燃性能的等級高低？



GB/T 18380.33~36-2008標準對各個阻燃類別的規(guī)定總結(jié)如下：

1

適用范圍




A類、B類、C類和D類的成束燃燒試驗均用來評價垂直安裝的成束電線電纜或光纜在規(guī)定條件下抑制火焰垂直蔓延的能力，適用評定場合的差異在于非金屬材料體積含量分別為：高、中等、低和很低。若將它們與敷設(shè)安裝的場景對應起來即是：A類對應很多根數(shù)電線垂直安裝在一起、B類對應較多根數(shù)電線垂直安裝在一起、C類對應多根數(shù)電線垂直安裝在一起、D類對應較少根數(shù)電線垂直安裝在一起。

2

試驗條件和合格判定




不同類別的部分其試驗條件有所不同，如供火時間、樣品排布等，但在合格判定中，所有類別均為：試樣上的炭化范圍不應超過噴燈底邊以上2.5 m。

具體參數(shù)對比如表1所示。

表1 不同類別的成束阻燃試驗要求

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以上對比可見：成束阻燃的相關(guān)標準中均未給出級別的定義，而是采用類別作為代號，如A類、B類、C類和D類，也未有明確或暗示不同類別試驗對產(chǎn)品阻燃性能考核的高低級別之分，僅說明適用于不同非金屬材料體積含量的場合。

另外可作類比是，在線纜行業(yè)所熟悉的GB 31247-2014《電纜及光纜燃燒性能分級》中則對標準規(guī)定的燃燒性能等級給予了明確的說明，例如B1級屬于阻燃1級，B2級屬于阻燃2級。并且，與GB/T 18380.33~36標準中不同阻燃類別的合格指標均為：“試樣上的炭化范圍不應超過噴燈底邊以上2.5 m”所不同的是，GB 31247-2014中B1級和B2級作為不同級別在判定指標的設(shè)定上也存在顯著差異。

小結(jié)：

依據(jù)標準分析可見：成束阻燃的（ZA，ZB，ZC，ZD）類別，主要區(qū)別在于適用評定場合的不同，并非阻燃性能的高低或有等級之分，在標準的設(shè)定中不存在高低級別關(guān)系。





三、布電線產(chǎn)品是否都適用于成束阻燃（ZA，ZB，ZC，ZD）類別？



在電線電纜成束阻燃試驗標準GB/T 18380.33~36中，除阻燃D類明確提出適用于“外徑不超過12 mm且截面不超過35 mm2的小電纜”（此處參考GB/T 18380.36所對應的IEC 60332-3-25:2018標準原文進行部分文字調(diào)整。IEC 60332-3-25英文原文為“This document relates only to small cables of overall diameter 12 mm or smaller and cross-section of 35 mm2 or smaller installed on the test ladder to achieve a nominal total volume of non-metallic material of 0.5 L/m of test sample.”。）外，其余均未在適用范圍中對電線電纜的產(chǎn)品給出明確限制。同時廣為采納的GB/T 19666標準通則也未就不同阻燃類別在布電線產(chǎn)品的應用給出細化界定，因此，當前市場上存在大量ZA~ZD全阻燃類別的阻燃布電線產(chǎn)品，例如Z(A,B,C,D)-BV 450/750V，WDZ(A,B,C,D)-BYJ 450/750V等。

然而，GB/T 18380.33~35（阻燃A類、B類、C類）標準中試樣安裝條件對布電線產(chǎn)品所帶來的限制應引起關(guān)注。

1

間隔排列要求


在阻燃A類、B類和C類的試樣安裝中明確要求：“對于至少有一根導體截面超過35 mm2的電纜，每個電纜試樣段應使用金屬線分別固定在鋼梯的各個橫垱上。電纜試樣段應呈單層安裝在鋼梯前面，電纜試樣段間的間隔應為0.5倍電纜直徑，但不超過20 mm，無論采用標準鋼梯還是寬型鋼梯，試樣邊緣與鋼梯內(nèi)側(cè)垂直面的小距離應為50 mm。標準鋼梯上試樣的大寬度應為300 mm，寬型鋼梯（僅限于A類）上試樣的大寬度應為600 mm”。

2

樣品安裝根數(shù)


根據(jù)布電線產(chǎn)品的常規(guī)結(jié)構(gòu)和不同阻燃類別試驗的非金屬材料體積要求，可粗略計算出阻燃A類、B類和C類試驗中導體標稱截面大于35 mm2的布電線的樣品數(shù)量如表2所示。對比可見，對于導體標稱截面大于35 mm2的布電線，依據(jù)上述分析的間隔排列和安裝根數(shù)要求，阻燃A類和B類均無相應規(guī)格的布電線可滿足試驗的試樣安裝要求，C類也僅有部分大規(guī)格可滿足。

表2 導體標稱截面35 mm2以上的布電線產(chǎn)品的阻燃試驗樣品安裝
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注：
1. 由于鋼梯寬度的限制，符號（╳）表示無法安裝試樣進行測試，（符號√）表示可安裝試樣進行測試。
2. 本文中涉及的布電線泛指：額定電壓450/750V及以下，大規(guī)格為導體標稱截面400 mm2的單芯無護套電線。
3. 絕緣平均厚度取值參考GB/T 5023.3中絕緣厚度的規(guī)定值（額外增加0.2~0.3mm）；平均外徑計算公式：平均外徑=導體外徑+2X絕緣平均厚度，其中導體外徑參照IEC60719中絞合導體（第2種）的導體外徑標稱計算值。
此外，GB/T 18380.36明確提出阻燃D類適用于“外徑不超過12 mm且截面不超過35 mm2的小電纜”，而所巧合的是，作為典型單芯無護套電纜產(chǎn)品，GB/T 5023.3標準中BV和RV型，與JB/T 10491標準中BYJ和RYJ型，其35 mm2規(guī)格的電線平均外徑上限均分別為10.9 mm和11.7 mm，此數(shù)據(jù)與阻燃D類限制的條件（導體標稱截面35 mm2及以下和外徑12 mm及以下）相吻合，也側(cè)面反映出對于導體標稱截面35 mm2及以下的布電線產(chǎn)品，為直接匹配的為阻燃D類。此點也可在其他產(chǎn)品標準中找到相關(guān)佐證，例如GB/T 12528-2008《交流額定電壓3kV及以下軌道交通車輛用電纜》中規(guī)定的低煙無鹵阻燃電纜結(jié)構(gòu)同屬于典型的單芯無護套電線結(jié)構(gòu)，在標準7.4.8 成束電纜燃燒試驗條款中，對標準中低煙無鹵電纜的成束燃燒試驗則僅限于阻燃C類和D類，外徑大于12 mm的電纜要求通過C類，不大于12 mm的要求通過D類。

小結(jié)：

依據(jù)相關(guān)標準分析可見：

1）標稱截面超過35mm2的布電線，既不滿足成束阻燃A類和B類試驗的試樣安裝要求，也不符合阻燃D類試驗的適用范圍，僅部分規(guī)格可適用于阻燃C類試驗。

2）標稱截面35mm2及以下的布電線，由于標準未有限制均可適用于成束阻燃A，B，C，D類，但從GB/T 18380.36的范圍描述來看，為直接匹配的為阻燃D類。





四、 阻燃布電線產(chǎn)品的成束燃燒試驗的方案建議



對于阻燃布電線產(chǎn)品，如何選擇成束燃燒試驗方法是行業(yè)關(guān)注的焦點之一。

首先，對于導體標稱截面超過35 mm2的阻燃布電線產(chǎn)品，由于既不符合阻燃D類適用范圍也不滿足阻燃A類和B類的試驗樣品安裝要求，因此該范圍內(nèi)的布電線的阻燃試驗，應僅可選擇GB/T 18380.35中規(guī)定的阻燃C類試驗。

對于導體標稱截面35 mm2及以下的阻燃布電線產(chǎn)品，雖然原則上均可適用于阻燃A類至D類的試驗，但倘若每個阻燃類別均選樣測試，則將面臨陡增的檢測成本、樣品成本甚至環(huán)保壓力，因此在實際的抽檢、認證或評價等質(zhì)量管控活動中，通常采用覆蓋原則選取代表性樣品進行某項阻燃類別的試驗，優(yōu)先的阻燃試驗類別排序通常為A類-B類-C類-D類。但是此種排序應用于布電線產(chǎn)品中是否為優(yōu)方案面臨質(zhì)疑，特別是這種“導體標稱截面不超過35 mm2且外徑不超過12 mm”的小電纜范疇內(nèi)的布電線產(chǎn)品。

為驗證相關(guān)數(shù)據(jù)以得出指導意見，中國質(zhì)量認證中心（CQC）和上海纜慧檢測技術(shù)有限公司（ISTCW）聯(lián)合國內(nèi)8家主流布電線生產(chǎn)企業(yè)，組織開展布電線成束阻燃驗證試驗工作。在驗證試驗中，選取了兩種代表性絕緣材料的典型家裝線規(guī)格布電線作為驗證樣品，共涉及有5組聚氯乙烯（PVC）絕緣的ZA-BV 450/750V 2.5電線和5組交聯(lián)聚烯烴（XLPO）絕緣的WDZA-BYJ 450/750V 2.5電線。電纜生產(chǎn)企業(yè)嚴格按照驗證試驗方案規(guī)定的電線結(jié)構(gòu)要求，統(tǒng)一制備符合標準要求的驗證樣品，隨后驗證樣品嚴格按照GB/T 18380.33~36-2008標準要求，采取相對統(tǒng)一的試樣安裝和試驗操作要求，在同一臺試驗設(shè)備中，集中對10組驗證樣品分別進行成束阻燃A類、B類、C類和D類燃燒試驗（共計40批次試驗），并測量了試驗后的火焰垂直蔓延距離。

考慮到不同類別阻燃測試的判定均為：試樣上的炭化范圍不應超過噴燈底邊以上2.5 m。若按照慣性理解中的阻燃A類阻燃性能優(yōu)于（覆蓋）B類、C類至D類，也即認為成束阻燃試驗的嚴苛程度排序為A＞B＞C＞D，則可推理，同一樣品經(jīng)受不同阻燃類別的試驗后，反映火焰延燃情況的碳化高度指標應顯示出A＞B＞C＞D的規(guī)律。

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