電線電纜耐火試驗影響因素的控制與改進

蘆國豪 寇鵬飛

摘要：隨著社會經濟的快速發展，電線產品得到廣泛應用。我國的火災事故中，電氣原因占很大比重。公共場所電線電纜著火后會導致電力中斷，無法使用照明及其他緊急救援裝備，嚴重影響人員的逃生和救災工作。為保證火災發生時的照明及緊急救援設備的使用，要求人員密集的公共場所使用的電線電纜應具備耐火性能，確保在火災發生時的電力供應及救災工作的順利展開，故耐火電線電纜產品就得到了逐步推廣使用。

關鍵詞：電線電纜;耐火試驗;影響因素

引言

耐火電纜在發生火災后，能使通電線路維持一段時間正常運行，對消防人員開展救援工作具有重要作用，因此被廣泛應用在高層建筑、地鐵、發電廠、核電站、隧道等場所。

1國內外低壓電線電纜耐火試驗方法的演變

為了滿足消防工作的需要，2000年以來國內外耐火電纜試驗方法的標準變更和完善工作進行的比較頻繁。我國現行的耐火電纜標準GB/T19216.11-2003和GB/T19216.21-2003已使用15年，比較陳舊，這兩個標準是國內實際使用最普遍和使用頻率最高的電纜耐火試驗方法。GB/T19216.12-2008和GB/T19216.31-2008標準于2017年廢止。實施8年左右，國內的耐火電線電纜的產品，使用此標準的幾乎沒有。具體原因是國內的阻燃耐火電線電纜通則GB19666-2005、GA306.2-2007以及其他電線電纜產品標準未引用該試驗方法。IEC60331-1和IEC60331-2標準由2002版變更到現行有效2009版，2018版本也已出現，但2018版本并未開始實施。

2中壓/低壓耐火電纜的差異

中壓電力電纜通常是指額定電壓在6～35kV范圍的電纜，其在電力系統的應用中占有重要位置，一旦發生火災事故就會影響整個電力系統的正常運行。大型、高層及超高層建筑基本采用10kV（或20kV、35kV）中壓電源供電，中壓電源線路的可靠性就顯得尤其重要。從電纜的選擇到線路的敷設，必須予以認真考慮。在工程設計中，往往重點考慮的是低壓系統，較少考慮中壓系統。然而對于供電的可靠性，不能僅僅考慮低壓，中壓實際上是供電可靠性的源頭。由于電壓等級的提升，中壓耐火電纜比低壓耐火電纜需要更為復雜的絕緣、耐火材料和結構，從里到外通常由導體、絕緣屏蔽共擠、耐火隔離層（填充+包帶/擠出）、護套等結構組成，以滿足電氣性能和耐火性能的需要。目前，我國低壓耐火電纜的國家或行業產品標準相對完善，而中壓耐火電纜目前處于起步階段，還需要更規范化、科學化的通用標準引導，以提升產品質量。

3電線電纜耐火試驗影響因素的控制與改進策略

3.1采用空氣干燥器對壓縮空氣進行干燥

在耐火試驗過程中，供火源應為帶有文丘里混合器的噴嘴標稱長度為500mm的帶型丙烷氣體噴燈，由壓縮空氣與丙烷混合點燃作為火源。一般情況下，壓縮空氣在經空氣壓縮機后，空氣中的水蒸氣也隨之壓縮變為液態水，在空氣潮濕的南方情況尤為嚴重，甚至會在出氣孔產生水霧。在GB/T19216.11-2003中有明確規定，空氣的露點不高于0℃。水在空氣管道中，不僅影響流量的測量造成空氣流量不穩定，也會對流量計造成損害;同時如果在氣孔處產生水霧，對火焰溫度和樣品也會產生影響，甚至會造成樣品的擊穿;GB/T19216.11-2003中有明確規定空氣的露點不高于0℃。為此，在空氣進氣管道加裝空氣干燥機，用于空氣源的干燥，祛除壓縮空氣中的水分，使空氣的氣壓與流量更加穩定，保證火焰的高度和溫度在試驗過程中不發生波動，減少因空氣潮濕對空氣流量和火焰溫度的影響。

3.2采用測溫架進行火焰溫度測量

GB/T19216.11-2003中要求對耐火試驗用火源進行驗證，即在標準規定的流量下測量火焰溫度是否符合標準規定。火焰溫度的測量是電線電纜耐火試驗的關鍵步驟，試驗時的火焰溫度是否符合標準要求對試驗結果有著至關重要的影響。按照GB/T19216.11-2003中的要求，應使用兩根1.5mm礦物絕緣不銹鋼K型熱電偶進行火焰溫度的測量，熱電偶測量位置：兩個熱電偶分別放置在距離噴燈水平中心線125±25mm的位置，熱電偶與噴燈水平距離為45mm、垂直距離70mm;要求持續測量溫度10min，每30s記錄一次數據，10min內平均值應在℃范圍內，且兩個熱電偶讀數平均值的最大差值不超過40℃，視為火源通過驗證。標準中規定的熱電偶的測量位置是抽象的空間位置，且測量時長為10min，如果在測量火焰溫度時采用人工手持熱電偶進行測量，則至少需要2～3人進行操作，而且在測量過程中熱電偶很難保持在同一位置，容易產生位置偏移，造成火焰溫度測量不準確。因此，根據標準給出的距離尺寸定制了測溫架。在測量火焰溫度時，測溫架通過卡扣固定在噴燈上方，熱電偶插入測溫架兩端的測量孔中進行火焰溫度的測量。通過測溫架可以保證熱電偶的測量位置符合標準要求，且位置不會發生偏移，既方便快捷節省人力，又減少了人為操作過程中產生的誤差。

3.3對試樣兩端進行固定

耐火試驗是模擬電線電纜在在著火情況下線路運行能力的驗證。在整個試驗過程中，火焰應持續覆蓋在試樣表面。但由于電纜材料在受熱時易發生熱變形，在試驗過程中電纜會因受熱而彎曲或拱起（尤其是電線和小截面電纜），偏離原放置位置，離開火焰覆蓋區域，無法對電纜的耐火性能進行客觀正確的判定，造成試驗失敗。為此，在放置試樣時應對試樣進行固定，即在試樣兩端火焰沒有覆蓋的位置用銅絲進行固定（不宜捆扎過緊），防止試樣彎曲變形脫離火焰覆蓋范圍，增加檢驗結果的準確性。

結語

通過以上改進，減少或避免了客觀因素對耐火電線電纜的線路完整性試驗的干擾，提高了火焰的穩定性及火焰溫度測量的精準度，對電線電纜的內火性能判定更加準確。

參考文獻：

[1]GB/T19216.11-2003《在火焰條件下電纜或光纜的線路完整性試驗第11部分：試驗裝置--火焰溫度不低于750℃的單獨供火》[S].

[2]GB/T19216.21-2003《在火焰條件下電纜或光纜的線路完整性試驗第21部分：試驗步驟和要求--額定電壓0.6/1kV及以下電纜》[S].

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