電線電纜耐火試驗(yàn)影響因素的控制與改進(jìn)

吳健 張紅軍

摘 要：近年來(lái)，世界范圍內(nèi)的火災(zāi)事故不斷增多。火災(zāi)引起的電纜、光纜短路、斷路等二次傷害事故增加了電纜、光纜阻燃試驗(yàn)的重要性。在火焰條件下，電纜和光纜的完整性試驗(yàn)是檢驗(yàn)電纜和光纜在規(guī)定的火源和時(shí)間下燃燒時(shí)，在規(guī)定的狀態(tài)下連續(xù)工作的能力。為了研究和控制產(chǎn)品的阻燃性，越來(lái)越多的生產(chǎn)廠家購(gòu)買電纜耐火試驗(yàn)設(shè)備，由于試驗(yàn)條件和試驗(yàn)裝置的不同，以及其他各種可能的原因，導(dǎo)致研發(fā)企業(yè)和檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)的試驗(yàn)結(jié)果有很大的差異，檢驗(yàn)和試驗(yàn)結(jié)論不具有重現(xiàn)性。

關(guān)鍵詞：電線電纜;耐火實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)檢測(cè)

引言

在我國(guó)火災(zāi)事故中，電氣原因占很大比例。公共場(chǎng)所電線電纜著火會(huì)導(dǎo)致停電。照明和應(yīng)急救援設(shè)備的使用將嚴(yán)重影響逃生和救災(zāi)工作。為保證火災(zāi)時(shí)照明應(yīng)急救援設(shè)備的使用，要求在人員密集的公共場(chǎng)所使用的電線電纜具有耐火性能，以保證火災(zāi)時(shí)供電和救災(zāi)工作的順利開展。因此，耐火電線電纜逐漸得到推廣。我國(guó)制定了GB/t19216——2003《在火焰條件下電纜光纜的線路完整性試驗(yàn)》，對(duì)電線電纜的耐火特性進(jìn)行了規(guī)定。耐火試驗(yàn)?zāi)M電線電纜火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，直接反映電線電纜在火災(zāi)情況下連續(xù)運(yùn)行的能力。

1 ?電線電纜耐火試驗(yàn)影響因素控制

1.1耐火實(shí)驗(yàn)環(huán)境的嚴(yán)格要求

在我們計(jì)量檢定的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)箱體的大小及樣式五花八門，又因?yàn)榉N種原因造成箱體在建造過(guò)程中達(dá)不到安全、通風(fēng)等要求。首先來(lái)說(shuō)按照標(biāo)準(zhǔn)的要求，箱體應(yīng)有足夠的體積，使在燃燒時(shí)不影響試驗(yàn)條件。經(jīng)過(guò)我們對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的研究以及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的觀測(cè)，推薦采用等同電纜燃燒煙密度試驗(yàn)的試驗(yàn)箱體，3立方米的體積容量足以放下阻燃噴燈和試驗(yàn)梯架，使噴燈距離箱體上、下、左、右的距離都大于300mm。箱體上部應(yīng)設(shè)有至少lm高的煙囪用以排煙，用排氣扇調(diào)節(jié)通風(fēng)。在箱的底部設(shè)一小孔，用作空氣的進(jìn)口，在燃燒過(guò)程中，使冷空氣自然進(jìn)入箱體中，從而不影響燃燒火焰的穩(wěn)定。經(jīng)驗(yàn)表明，燃燒火焰的幾，和形狀會(huì)受箱體內(nèi)氣流的影響，因此在設(shè)置排煙風(fēng)扇和進(jìn)風(fēng)孔時(shí)要注意空氣的流動(dòng)方向。

1.2保持供氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性

在進(jìn)行耐火試驗(yàn)時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)供氣系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)影響火焰的幾何形狀和火焰溫度。由于進(jìn)行耐火試驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)，空氣壓縮機(jī)頻繁啟動(dòng)停止，造成空氣流量計(jì)的數(shù)值波動(dòng)，火焰也隨之發(fā)生變化。有時(shí)也發(fā)現(xiàn)輸氣管線和流量計(jì)中存在水汽，這也會(huì)導(dǎo)致火焰溫度的不達(dá)標(biāo)。所以建議在空氣壓縮機(jī)將空氣輸送到管線前加裝一個(gè)壓縮空氣儲(chǔ)氣罐。安裝的優(yōu)點(diǎn)是：（1）空氣壓縮機(jī)本身穩(wěn)定性強(qiáng)。空氣壓縮機(jī)供氣系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止取決于壓力開關(guān)。沒(méi)有儲(chǔ)氣罐系統(tǒng)。試驗(yàn)所需用氣量的頻繁波動(dòng)，使空壓機(jī)供氣系統(tǒng)頻繁啟停，空壓機(jī)頻繁啟停（2）提供穩(wěn)定的氣源。設(shè)有儲(chǔ)氣罐，風(fēng)機(jī)輸出空氣有緩沖區(qū)，空氣能更好地保持在設(shè)定值，空氣系統(tǒng)能獲得恒壓（3）空氣質(zhì)量好。空氣壓縮機(jī)輸送的壓縮空氣被送入儲(chǔ)氣罐。這里的空氣會(huì)停留一段時(shí)間，這會(huì)使空氣中的雜質(zhì)、水分和其他雜質(zhì)沉淀下來(lái)。壓縮空氣的溫度降低。沒(méi)有冷凍干燥機(jī)，可以散發(fā)出高品質(zhì)的空氣（4）節(jié)能效果。空壓機(jī)啟動(dòng)頻繁，電機(jī)啟動(dòng)電流大。一般來(lái)說(shuō)，起動(dòng)電流是正常工作電流的5倍左右。此時(shí)，能源消耗很大。配備儲(chǔ)氣罐，使空壓機(jī)在穩(wěn)定壓力下停機(jī)，保證工作的連續(xù)性，避免不必要的能源浪費(fèi)。

2 ?電線電纜耐火試驗(yàn)改進(jìn)策略

2.1熔斷器和斷路器的使用

在耐火試驗(yàn)設(shè)備中，我們看到阻燃時(shí)，選用2A保險(xiǎn)絲來(lái)判斷線間短路。近年來(lái)，我們發(fā)現(xiàn)一些新設(shè)備開始使用短路器。功能相同。用來(lái)切斷電路。工作原理完全不同。熔斷器，一般來(lái)說(shuō)，是一種根據(jù)電流的熱效應(yīng)工作的熔斷器。當(dāng)電流超過(guò)定值（不同的熔斷器定值）時(shí)，熔斷器中的熔斷器發(fā)熱熔斷，從而達(dá)到分割電路、保護(hù)設(shè)備不受大電流損壞的功能。保險(xiǎn)絲中的保險(xiǎn)絲每次熔斷時(shí)都要更換。短路器也可以實(shí)現(xiàn)線路的短路和過(guò)載保護(hù)，但原理不同。通過(guò)電流的底部磁效應(yīng)實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)，通過(guò)電流的熱效應(yīng)實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)（不是熔斷，多不用更換器件）。這里需要注意的是，短路器的選擇必須具有與熔斷器等效的特性曲線，這將導(dǎo)致達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的額定短路電流，跳閘并仍在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的額定電流以外工作的情況。

2.2對(duì)試樣兩端進(jìn)行固定

耐火試驗(yàn)是模擬電線電纜在著火情況下線路運(yùn)行能力的驗(yàn)證。在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，火焰應(yīng)持續(xù)覆蓋在試樣表面。但由于電纜材料在受熱時(shí)易發(fā)生熱變形，在試驗(yàn)過(guò)程中電纜會(huì)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(qū)域，無(wú)法對(duì)電纜的耐火性能進(jìn)行客觀正確的判定，造成試驗(yàn)失敗。

為此，在放置試樣時(shí)應(yīng)對(duì)試樣進(jìn)行固定，即在試樣兩端火焰沒(méi)有覆蓋的位置用銅絲進(jìn)行固定（不宜捆扎過(guò)緊），防止試樣彎曲變形脫離火焰覆蓋范圍，增加檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.3試驗(yàn)電源保持額定電壓

中壓耐火電纜在進(jìn)行耐火試驗(yàn)時(shí)，要保持工作在額定電壓下。試驗(yàn)電源對(duì)電纜提供額定電壓，由于中壓電纜電壓較高，除了傳統(tǒng)工頻變壓器通過(guò)匝比升壓以外，還可以利用電纜成容性的特點(diǎn)，通過(guò)串聯(lián)諧振升壓設(shè)備獲得高壓。無(wú)論哪一種方式，都要保證電纜線芯導(dǎo)體上保持工頻正弦額定電壓，其具體要求可參考GB/T3048.8-2007《電線電纜電性能試驗(yàn)方法第8部分：交流電壓試驗(yàn)》。

3 ?我國(guó)電纜耐火性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)體系存在的不足

（1）對(duì)于固定火源為基礎(chǔ)的電纜耐火性能試驗(yàn)方法，我國(guó)試驗(yàn)方法僅有單獨(dú)供火和供火并施加沖擊振動(dòng)的耐火方式，無(wú)供火加噴水的耐火方式;特別是缺少在一根電纜試樣上進(jìn)行火焰燃燒、沖擊振動(dòng)和噴水試驗(yàn)來(lái)考核其耐火性能的試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)。

4 ?結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上改進(jìn)，減少或避免了客觀因素對(duì)耐火電線電纜的線路完整性試驗(yàn)的干擾，提高了火焰的穩(wěn)定性及火焰溫度測(cè)量的精準(zhǔn)度，對(duì)電線電纜的內(nèi)火性能判定更加準(zhǔn)確。

參考文獻(xiàn)：

[1]杜毅威.民用建筑電纜的阻燃與耐火[J].建筑電氣，2018，37（03）：3-15.

[2]胡林明，孫震寧，馮軍，高旭，許力丹.制定耐火電纜新耐火試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)的必要性[J].建筑電氣，2018，37（07）：54-58.

[3]吳軍，沈育祥.電線電纜的防火設(shè)計(jì)探討[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2004（06）：555-557.

（河北華通線纜集團(tuán)股份有限公司，河北 唐山 063300）