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阻燃布电线产品的成束燃烧试验的方案建议

在电线电缆成束阻燃试验标准GB/T 18380.33~36中,除阻燃D类明确提出适用于“外径不超过12 mm且截面不超过35 mm2的小电缆”(此处参考GB/T 18380.36所对应的IEC 60332-3-25:2018标准原文进行部分文字调整。IEC 60332-3-25英文原文为“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,其余均未在适用范围中对电线电缆的产品给出明确限制。同时广为采纳的GB/T 19666标准通则也未就不同阻燃类别在布电线产品的应用给出细化界定,因此,当前市场上存在大量ZA~ZD全阻燃类别的阻燃布电线产品,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类、B类、C类)标准中试样安装条件对布电线产品所带来的限制应引起关注。

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间隔排列要求


在阻燃A类、B类和C类的试样安装中明确要求:“对于至少有一根导体截面超过35 mm2的电缆,每个电缆试样段应使用金属线分别固定在钢梯的各个横垱上。电缆试样段应呈单层安装在钢梯前面,电缆试样段间的间隔应为0.5倍电缆直径,但不超过20 mm,无论采用标准钢梯还是宽型钢梯,试样边缘与钢梯内侧垂直面的最小距离应为50 mm。标准钢梯上试样的最大宽度应为300 mm,宽型钢梯(仅限于A类)上试样的最大宽度应为600 mm”。

2

样品安装根数


根据布电线产品的常规结构和不同阻燃类别试验的非金属材料体积要求,可粗略计算出阻燃A类、B类和C类试验中导体标称截面大于35 mm2的布电线的样品数量如表2所示。对比可见,对于导体标称截面大于35 mm2的布电线,依据上述分析的间隔排列和安装根数要求,阻燃A类和B类均无相应规格的布电线可满足试验的试样安装要求,C类也仅有部分大规格可满足。

表2 导体标称截面35 mm2以上的布电线产品的阻燃试验样品安装
注:
1. 由于钢梯宽度的限制,符号(╳)表示无法安装试样进行测试,(符号√)表示可安装试样进行测试。
2. 本文中涉及的布电线泛指:额定电压450/750V及以下,最大规格为导体标称截面400 mm2的单芯无护套电线。
3. 绝缘平均厚度取值参考GB/T 5023.3中绝缘厚度的规定值(额外增加0.2~0.3mm);平均外径计算公式:平均外径=导体外径+2X绝缘平均厚度,其中导体外径参照IEC60719中绞合导体(第2种)的导体外径标称计算值。
此外,GB/T 18380.36明确提出阻燃D类适用于“外径不超过12 mm且截面不超过35 mm2的小电缆”,而所巧合的是,作为典型单芯无护套电缆产品,GB/T 5023.3标准中BV和RV型,与JB/T 10491标准中BYJ和RYJ型,其35 mm2规格的电线平均外径上限均分别为10.9 mm和11.7 mm,此数据与阻燃D类限制的条件(导体标称截面35 mm2及以下和外径12 mm及以下)相吻合,也侧面反映出对于导体标称截面35 mm2及以下的布电线产品,最为直接匹配的为阻燃D类。此点也可在其他产品标准中找到相关佐证,例如GB/T 12528-2008《交流额定电压3kV及以下轨道交通车辆用电缆》中规定的低烟无卤阻燃电缆结构同属于典型的单芯无护套电线结构,在标准7.4.8 成束电缆燃烧试验条款中,对标准中低烟无卤电缆的成束燃烧试验则仅限于阻燃C类和D类,外径大于12 mm的电缆要求通过C类,不大于12 mm的要求通过D类。

小结:

依据相关标准分析可见:

1)标称截面超过35mm2的布电线,既不满足成束阻燃A类和B类试验的试样安装要求,也不符合阻燃D类试验的适用范围,仅部分规格可适用于阻燃C类试验。

2)标称截面35mm2及以下的布电线,由于标准未有限制均可适用于成束阻燃A,B,C,D类,但从GB/T 18380.36的范围描述来看,最为直接匹配的为阻燃D类。


阻燃布电线产品的成束燃烧试验的方案建议


对于阻燃布电线产品,如何选择成束燃烧试验方法是行业关注的焦点之一。

首先,对于导体标称截面超过35 mm2的阻燃布电线产品,由于既不符合阻燃D类适用范围也不满足阻燃A类和B类的试验样品安装要求,因此该范围内的布电线的阻燃试验,应仅可选择GB/T 18380.35中规定的阻燃C类试验。

对于导体标称截面35 mm2及以下的阻燃布电线产品,虽然原则上均可适用于阻燃A类至D类的试验,但倘若每个阻燃类别均选样测试,则将面临陡增的检测成本、样品成本甚至环保压力,因此在实际的抽检、认证或评价等质量管控活动中,通常采用覆盖原则选取代表性样品进行某项阻燃类别的试验,优先的阻燃试验类别排序通常为A类-B类-C类-D类。但是此种排序应用于布电线产品中是否为最优方案面临质疑,特别是这种“导体标称截面不超过35 mm2且外径不超过12 mm”的小电缆范畴内的布电线产品。

为验证相关数据以得出指导意见,中国质量认证中心(CQC)和上海缆慧检测技术有限公司(ISTCW)联合国内8家主流布电线生产企业,组织开展布电线成束阻燃验证试验工作。在验证试验中,选取了两种代表性绝缘材料的典型家装线规格布电线作为验证样品,共涉及有5组聚氯乙烯(PVC)绝缘的ZA-BV 450/750V 2.5电线和5组交联聚烯烃(XLPO)绝缘的WDZA-BYJ 450/750V 2.5电线。电缆生产企业严格按照验证试验方案规定的电线结构要求,统一制备符合标准要求的验证样品,随后验证样品严格按照GB/T 18380.33~36-2008标准要求,采取相对统一的试样安装和试验操作要求,在同一台试验设备中,集中对10组验证样品分别进行成束阻燃A类、B类、C类和D类燃烧试验(共计40批次试验),并测量了试验后的火焰垂直蔓延距离。


考虑到不同类别阻燃测试的判定均为:试样上的炭化范围不应超过喷灯底边以上2.5 m。若按照惯性理解中的阻燃A类阻燃性能优于(覆盖)B类、C类至D类,也即认为成束阻燃试验的严苛程度排序为A>B>C>D,则可推理,同一样品经受不同阻燃类别的试验后,反映火焰延燃情况的碳化高度指标应显示出A>B>C>D的规律。


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