【电气规范解读大全】GB 31247 - 2014《电缆及光缆燃烧性能分级》解读

2014年12月5日，国家标准化管理委员会批准发布强制性国家标准GB 31247 - 2014《电缆及光缆燃烧性能分级》。该标准为首次发布，将于2015年9月1日起实施。

标准主要内容

本标准主要通过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2），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。

1、A级对于A级电缆，电缆上除金属材料外的整体制品及其任何一种外部组分均需按GB / T 14402 - 2007《建筑材料及制品的燃烧性能 燃烧热值的测定》规定的方法进行燃烧热值试验。该等级无附加等级信息。

2、B1和B2级对于B1和B2级电缆，主要按GB / T 31248 - 2014《电缆或光缆在受火条件下火焰蔓延、热释放和产烟特性的试验方法》（20. 5 kW火源）、GB / T 17651. 2 - 1998《电缆或光缆在特定条件下燃烧的烟密度测定 第2部分：试验步骤和要求》和GB / T 18380. 12 - 2008《电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验 第12部分：单根绝缘电线电缆火焰垂直蔓延试验 1 kW预混合型火焰试验方法》进行试验。分级判据主要从火焰蔓延特性、热释放特性和产烟特性进行分级。同时在标准中规定：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。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。


GB / T 31248 - 2014是针对成束电缆或光缆的中等规模火灾试验的标准，检测装置为FIPEC（Fire Performance of Electric Cables）试验装置（见图1），燃烧试验箱见图2。试验时将电缆安装在垂直标准梯上（见图3），采用规定的点火源点火（见图4），以此来评价电缆的燃烧性能。通过试验可以获得电缆火灾初起阶段的燃烧性能数据；通过热释放速率的测试反映火焰沿电缆蔓延的危险性以及起火源对相邻区域的潜在影响；通过产烟特性的测试体现起火区域能见度和烟气对人身安全所带来的危险。试验可以得到电缆或光缆在特定燃烧条件下的下述特性：火焰蔓延距离、热释放速率、热释放总量、产烟速率、产烟总量、燃烧增长速率指数、燃烧的滴落物 / 微粒。

GB / T 17651. 2 - 1998是测定电缆或光缆在特定条件下燃烧的烟密度（最小透光率）的试验标准，该标准是根据电缆外径确定试样根数（如当外径大于40 mm时，试样为1根），每根试样长度均为1 m，火源为1 L酒精。

GB / T 18380. 12 - 2008是测定单根绝缘电线电缆火焰垂直蔓延特性的试验标准，标准中规定：火源为1 kW，试样长为600 ± 25 mm。
3、燃烧滴落物/微粒附加分级由于电缆燃烧后的燃烧滴落物可能引起周围环境着火，而某些电缆使用场所存放了可燃物，因此，本标准将燃烧滴落物 / 微粒在附加分级中分为3个级别，d0、d1和d2。

按GB / T 31248 - 2014进行试验，在20 min燃烧试验过程中无滴落物，则为d0级；当燃烧滴落物落入图2试验箱内地面上持续燃烧时间不超过10 s，则为d1级；当燃烧滴落物落入图2试验箱内地面上持续燃烧时间超过10 s，则为d2级。
4、烟气毒性附加分级电缆及光缆的护套及绝缘层一般由塑料等可燃材料制成，燃烧后会产生大量烟气，而火灾对人员的最大威胁来自燃烧生成物的毒性，因此燃烧生成物的毒性是评价电缆及光缆的安全性能时应考虑的重要参数。所以该标准在制定过程中考虑了烟气毒性附加等级要求。

按GB / T 20285 - 2006《材料产烟毒性危险分级》进行试验，分为3个级别: t0、t1和t2。当电缆达到ZA2级时，则为t0级；当电缆达到ZA3级时，则为t1级；当电缆未达到ZA3级时，则为t2级。

试验时，主要是测试电缆或光缆的非金属材料充分产烟时无火焰烟气的毒性。毒性试验基本流程是：加热炉加温至分解温度（650 ℃ 左右，不同材料分解的温度也不同）- 预先确定试验等级（产烟浓度）- 制取样品并称重（400 mm）- 计算需要的配气量 - 配稀释气和载气 - 扫描加热 - 染毒 - 观察动物反应 - 喂养称重。
5、腐蚀性附加分级考虑到电缆燃烧时对周围环境的腐蚀性影响，对电缆燃烧后的腐蚀性进行了附加分级。按GB / T 17650. 2 - 1998《取自电缆或光缆的材料燃烧时释出气体的试验方法 第2部分：用测量pH值和电导率来测定气体的酸度》进行试验，主要测试电缆或光缆各组件上的材料在燃烧时释出气体的腐蚀性。分为3个级别：a1、a2和a3。电导率 ≤ 2. 5 μ S / mm且pH ≥ 4. 3为a1级，达到a1级的电缆目前电缆行业内或相关标准中称为无卤电缆。电导率 ≤ 10 μS / mm且pH ≥ 4. 3为a2级；未达到a2级为a3级。

试验时，取被试材料（1 000 ± 5）mg为一个试样（试样应取自样品上的代表性材料），在935 ℃ 温度下燃烧，试验后测定pH值和电导率。

结论

电缆及光缆燃烧性能分级新体系为我国第一部强制性电缆及光缆燃烧性能分级标准。它是随着火灾科学、消防工程学及火灾测试方法领域研究的不断深入和发展而建立起来的电缆及光缆燃烧性能全新分级体系，是主要根据我国目前电缆及光缆燃烧性能的实际发展水平制定的。该电缆及光缆燃烧性能分级新体系体现出以下特点：

a. 新体系在分为4级，同时还有产烟毒性、燃烧滴落物和腐蚀性等附加分级，可以产生出多种级别的组合。级别的增加能更好地反映电缆燃烧性能的差异，有利于对其燃烧性能做出更准确的评价，也能更好地适应不断出现的新材料。同时也为相关规范根据不同的情况提出电缆燃烧性能要求提供了更广泛的技术参数和更有力的技术支撑，为电缆的使用者提供了更大的选择空间。

b. 新体系规定的判据和相关附加等级要求，综合考虑了电缆燃烧热释放速率、燃烧热释放总量、产烟速率、产烟总量、产烟毒性、燃烧滴落物和火焰蔓延程度等燃烧特性参数，这些参数的测定可以更真实地反应电缆在实际火灾条件下的燃烧情况，使电缆燃烧性能等级的评价更加科学合理，其评价结论有更强的实际指导意义。

c. 新体系对不同等级选定的试验方法采用了不同的火灾参考场景，既测试了电缆的燃烧特性，又考虑了电缆实际应用下的火灾发生场景，这样可以更好区分不同电缆的燃烧性能。

d. 新体系的实施对进一步促进电缆护套和绝缘等新材料的开发，科学指导电缆的合理应用，降低火灾危险，减少火灾损失具有重要意义。

e. 我国新的电缆燃烧性能分级体系参考了欧洲电缆燃烧性能分级体系的技术内容，该标准的制定将使我国阻燃电缆及光缆的分级标准同国际最新分级标准接轨，有利于国际贸易和经济技术交流。

总之，该分级标准的建立将对促进我国阻燃电缆及光缆产品的发展和质量改进，减少因电缆或光缆引起的火灾等方面起到至关重要的作用，同时也便于我国相关规范今后对阻燃电缆及光缆产品的选用，有利于消防监督部门的统一监督管理，还能使我国的电缆及光缆更快更多地进入国际市场。


作者信息：

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包光宏，公安部四川消防研究所，助理研究员，国家防火建筑材料质量监督检验中心阻燃电缆与防火涂料检验室责任工程师，GB 31247-2014《电缆及光缆燃烧性能分级》编制组主要成员。

程道彬，公安部四川消防研究所，研究员，国家防火建筑材料质量监督检验中心副主任，GB 31247-2014《电缆及光缆燃烧性能分级》编制组组长。

文章来源：建筑电气杂志

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