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【电气学院】民用建筑电缆的阻燃与耐火:材质、性能要求和国内外标准

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来源:建筑电气杂志 版权归原作者所有,侵权请联系删除 民用建筑对电缆的安全性尤其是阻燃、耐火、烟毒等方面的要求很高,接下来通过对国内相关标准与国外标准(尤其是BS、IEC标准)相关条款的对比,分析几种常用的阻燃、耐火电缆的结构形式,对民用阻燃和耐火电缆的选择提出建议,供采供双方参考。 1 电缆结构及主要材质标准 电缆的基本结构主要包括:导体、绝缘、护层(如图1所示),本文仅涉及绝缘、护层部分的阻燃及耐火。

来源:建筑电气杂志

版权归原作者所有,侵权请联系删除


民用建筑对电缆的安全性尤其是阻燃、耐火、烟毒等方面的要求很高,接下来通过对国内相关标准与国外标准(尤其是BS、IEC标准)相关条款的对比,分析几种常用的阻燃、耐火电缆的结构形式,对民用阻燃和耐火电缆的选择提出建议,供采供双方参考。


1

电缆结构及主要材质标准


电缆的基本结构主要包括:导体、绝缘、护层(如图1所示),本文仅涉及绝缘、护层部分的阻燃及耐火。


QQ截图20200622135402.png


电缆结构中绝缘、护层材料及相关制造标准如表1所示。


640.webp (1).jpg

表1 电缆绝缘、护层材料及相关制造标准


2

民用建筑用电缆绝缘及护套主要性能要求


民用建筑用电缆绝缘及护套主要性能要求主要有:无卤、低烟、阻燃、耐火、耐火  等性能指标,代号见表2。


640.webp (2).jpg

表2 燃烧特性代号


无卤:即不含卤素,燃烧产物的腐蚀性较低,指标要求见表3(GB/T 19666-2005《阻燃和耐火电线电缆通则》)。


表3 无卤性能要求


低烟:燃烧时产生的烟尘较少,即透光率(能见度)较高,具体指标见表4(GB/T 19666-2005《阻燃和耐火电线电缆通则》)。


表4 低烟性能要求


阻燃、耐火性能要求分节详述。


3

阻燃性能要求


阻燃:在规定试验条件下,试样充分燃烧;在撤去火源后,火焰在试样上蔓延仅在限定范围内并且自行熄灭的特性,即具有阻止或延缓火焰发生大蔓延的能力。


具体指标见表5、表6(GB/T 19666-2005《阻燃和耐火电线电缆通则》;试验方法GB/T 18380.11-2008《电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验第11部分:单根绝缘电线电缆火焰垂直蔓延试验试验装置》、GB/T 18380.21-2008《电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验第21部分:单根绝缘细电线电缆火焰垂直蔓延试验试验装置》、GB/T 18380.31-2008《电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验第31部分:垂直安装的成束电线电缆火焰垂直蔓延试验试验装置》)。


表5 单根阻燃性能(GB/T 19666-2005)


注:GB/T 18380《电缆在火焰条件下的燃烧试验》系列标准已被《电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验》系列标准所替代。


表6 成束阻燃性能(GB/T 19666-2005)


燃烧性能


▎电缆燃烧性能分级


电缆的燃烧性能依据电缆在受火条件下的火焰蔓延、热释放和产烟特性进行主分级(见表7,GB31247-2014《电缆及光缆燃烧性能分级》),同时针对不同使用场所和用户的需求还从电缆在受火条件下的产烟毒性、腐蚀性和燃烧滴落物/微粒等方面进行了附加分级。标准GB31247-2014全面考量电缆的安全性能,要求更高。


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表7 电缆及光缆燃烧性能等级判据


▎燃烧性能附加分级(见表8~表10,GB31247-2014附加分级要求)


电缆及光缆燃烧性能等级为B1级和B2级的,应给出相应的附加信息。包括燃烧滴落物/微粒等级、烟气毒性等级和腐蚀性等级。


表8 燃烧滴落物/微粒等级分级判据


表9 烟气毒性等级及分级判据


表10 腐蚀性等级及分级判据


▎电缆及光缆的燃烧性能等级及附加信息标识



示例:GB31247B1(d0,t1,a1)表示电缆或光缆的燃烧性能等级为B1级,燃烧滴落物/微粒等级为 d0级,烟气毒性等级为t1级,腐蚀性等级为a1级。


4

耐火性能要求


耐火:在规定的火源和时间下燃烧时能持续地在指定状态下运行的能力,即保持线路完整性的能力。具体指标见表11(GB/T 19666-2005《阻燃和耐火电线电缆通则》,试验方法GB/T 19216.21-2013《在火焰条件下电缆或光缆的线路完整性试验第21部分:试验步骤和要求 额定电压0.6/1.0kV及以下电缆》)。


表11 耐火性能要求


GB/T 19666-2005耐火电缆要求:本产品的电线电缆必须采用铜导体,额定电压在0.6/1kV及以下(更高电压等级在考虑中),其绝缘应具耐火特性,否则在导体和/或电缆缆芯上应设置耐火层。


常用耐火层用耐火云母带绕包而成,其厚度、层数及绕包迭盖率由制造厂设计确定。耐火云母带的性能可参照本标准附录C的规定。如该耐火层在导体和绝缘层之间,则允许绝缘层厚度可以减薄,但减薄后的厚度不应小于原标准厚度的80%。允许在耐火层上设置增强层。制成品的耐火性能即线路完整性应符合本标准第5.2条的规定。


耐火 ( 水喷淋 机械冲击):指电缆经受燃烧、机械撞击与水火冲击的情况保持线路的完整性。目前试验采用的是英国BS和IEC标准,国内标准正准备制定中,很可能采用IEC标准。


▎主要性能试验指标


按最严格的BS6387:2013《电缆在火焰条件下保持线路完整性的耐火试验方法》:


“本英国标准给出的试验方法由三个协议组成,定义为C、W和Z。技术上沿用上一版本,未做改变。BS6387的上一版本包含了基于其它协议(A、B、S、X和Y)的类别,现在都认为是过时的了。


当取自相同电缆样品的不同试样在进行三个组成协议的每一试验时,则共同组成了完整的试验。当每一个协议的要求都符合时,该电缆可判定为“类别CWZ”。具体为:


  • 协议C使电缆耐受火焰直接冲击对应的侵蚀温度为950℃±40℃。

  • 协议W使电缆耐受火焰直接冲击对应的侵蚀温度为650℃±40℃,并直接喷水来模拟自动喷淋装置。

  • 协议Z使电缆耐受火焰直接冲击对应的侵蚀温度为950℃±40℃,并直接施用机械震动。


产品标准可以只引用协议C或W或Z中的一种,分别对应条款6、7或8。但在这种情况下,不得使用‘类别CWZ’判定。”


▎英国标准BS 6387:2013、BS 8491:


表12 BS 6387:2013 、BS 8491:2008 耐火试验标准对比


▎IEC 60331系列标准耐火试验方法对比


表13 IEC 60331-1:2009、IEC 60331-2:2009、IEC 60331-3:2009 试验方法对比


民用建筑就使用性能要求上,耐火 性能必须满足电缆经受燃烧、机械撞击与水火冲击的情况保持线路的完整性:耐火C试验时火焰温度为950~1000℃,燃烧时间为180min;同时应符合BS 6387、BS 8491耐火性能规定耐火 水(W试验)、耐火 机械振动(Z试验)。要求在同一根电缆(试样)分别截取规定长度的电缆,按C、W、Z的顺序实验后,可认定该电缆满足要求。


5

民用建筑电缆选择及敷设的相关标准


通用标准:规定了电缆导体及绝缘和敷设的选择要求:


  • JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》

  • GB 50217-2007《电力电缆工程设计规范》

  • GB 50016-2014《建筑设计防火规范》

  • GB 50116-2014《火灾自动报警系统设计规范》


民用建筑电气专业规范:主要规定了非消防线路绝缘及护套的选择要求,如低烟无卤等要求,包括:


  • JGJ 242-2011《住宅建筑电气设计规范》

  • JGJ 243-2011《交通建筑电气设计规范》

  • JGJ 284-2012《金融建筑电气设计规范》

  • JGJ 310-2013《教育建筑电气设计规范》

  • JGJ 312-2013《医疗建筑电气设计规范》

  • JGJ 333-2014《会展建筑电气设计规范》

  • JGJ 354-2014《体育建筑电气设计规范》

  • JGJ 392-2016《商店建筑电气设计规范》



三分钟读懂:

阻燃电缆和耐火电缆的区别


有些人对阻燃电缆及耐火电缆的概念分辨不清,对二者的结构及特性不甚了解,从而导致无法根据供电要求正确设计选用这两种电缆。


耐火电缆


1、耐火电缆是什么?

耐火电缆是指:在规定试验条件下,试样在火焰中被燃烧,在一定时间内仍能保持正常运行的性能。它的根本特性就是:电缆在燃烧条件下仍然能维持该线路一段时间的正常工作。通俗地讲就是,万一失火,电缆不会一下就燃烧,回路比较安全。


耐火电缆分为A类和B类,A类耐火电缆的耐火性能优于B类。B类电缆能够在750℃~800℃的火焰中和额定电压下耐受燃烧至少90min而电缆不被击穿(即3A保险丝不熔断)。在改进耐火层制造工艺和增加耐火层等方法的基础上又研制了A类耐火电缆,它能够在950℃~1000℃的火焰中和额定电压下耐受燃烧至少90min而电缆不被击穿(即3A保险丝不熔断)。


2、耐火电缆的结构特点


耐火电缆的结构和普通电缆基本相同,不同之处在于耐火电缆的导体采用耐火性能好的铜导体(铜的熔点为1083℃),并在导体和绝缘层间增加耐火层。耐火层由多层云母带绕包而成。因为不同云母带的允许工作温度差异较大,因此电缆耐火性能的关键是云母带。


阻燃电缆


1、阻燃电缆是什么?

阻燃电缆是指:在规定试验条件下,试样被燃烧,在撤去试验火源后,火焰的蔓延仅在限定范围内,残焰或残灼在限定时间内能自行熄灭的电缆。


它的根本特性是:在火灾情况下有可能被烧坏而不能运行,但可阻止火势的蔓延。通俗地讲,电缆万一失火,能够把燃烧限制在局部范围内,不产生蔓延,保住其他的各种设备,避免造成更大的损失。


2、阻燃电缆的结构特点


阻燃电缆的结构和普通电缆基本相同,不同之处在于它的绝缘层、护套、外护层以及辅助材料(包带及填充)全部或部分采用阻燃材料。


耐火电缆在火灾发生时能维持一段时间的正常供电,而阻燃电缆不具备这个特性。这个特性决定了耐火电缆在现代都市及工业建筑中起着重要的作用。


因为一旦火灾发生,控制、监视、导引及报警等系统供电回路必须维持正常工作。因此,该电缆主要使用在应急电源至用户消防设备、火灾报警设备、通风排烟设备、导行灯、紧急电源插座、紧急用电梯等供电回路。


当耐火电缆用于电缆密集的电缆隧道、电缆夹层中,或位于油管、油库附近等易燃场所时,应首先选用A类耐火电缆。除上述情况外且电缆配置数量少时,可采用B类耐火电缆。


耐火电缆大多用作应急电源的供电回路,要求火灾时正常工作。由于火灾时环境温度急剧上升,为保证线路的输送容量,降低压降,对于供电线路较长且严格限定允许电压降的回路,应将耐火电缆截面至少放大一档。耐火电缆不能当作耐高温电缆使用。


为降低电缆接头在火灾事故中的故障机率,在安装中应尽量减少接头数量,以保证线路在火灾中能正常工作。如果需要做分支接线,应对接头做好防火处理。

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  • 加倍努力
    加倍努力 2020年06月23日 12:09:20 4楼
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  • 孙猛行
    孙猛行 2020年06月26日 09:22:42 5楼

    说的不错!

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  • wangyuke
    wangyuke 2020年06月26日 23:46:47 6楼

    学习,值得收藏,耐火电缆还有C级的吗?希望再提供相关数据

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  • fst10
    fst10 2020年06月28日 10:19:30 9楼

    经典实用的内容,一篇文章当读几个月书。

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  • 清澈透底
    清澈透底 2020年06月28日 19:35:24 11楼

    讲的不错,学习了,谢谢楼主呵

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  • xiaoxitian123456
    xiaoxitian123456 2020年06月30日 08:05:23 12楼


    民用建筑对电缆的安全性尤其是阻燃、耐火、烟毒等方面的要求很高

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  • 郭老五
    郭老五 2020年06月30日 09:29:57 13楼

    挺好!既形象又实用,没有相当的实践经验是写不出来的,谢谢!

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  • hugehead2
    hugehead2 2020年06月30日 18:31:14 14楼

    感谢分享,最新不少审查都提了这方面的意见

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  • 老有所为
    老有所为 2020年06月30日 21:51:25 15楼

    楼主辛苦了。资料详实非常实用,谢谢分享。

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  • huangzb19
    huangzb19 2020年07月01日 11:33:11 16楼

    说的不错!

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