额定电压450/750V及以下橡皮绝缘电缆电梯电缆不延燃试验检测

额定电压450/750V及以下橡皮绝缘电缆电梯电缆不延燃试验检测技术研究

电梯电缆作为连接电梯轿厢与井道固定部件的关键电力传输元件，其安全性直接关系到电梯系统的稳定运行与人身财产安全。由于电梯电缆在运行过程中可能暴露于潜在的着火风险中，因此对其阻燃性能——特别是“不延燃”特性的检测至关重要。不延燃性，即电缆在特定火焰条件下燃烧，撤去火源后火焰能自行熄灭且延燃范围有限的特性，是评估电缆安全等级的核心指标之一。

1. 检测项目：方法及原理

不延燃试验的核心是模拟电缆在过热、短路或外部火源引燃等故障条件下的燃烧行为，评估其抑制火焰蔓延的能力。主要检测方法包括单根电缆垂直燃烧试验和成束电缆垂直燃烧试验。

1.1 单根电缆垂直燃烧试验

• 方法概述： 此方法用于评估单根电缆或电缆绝缘线芯的阻燃性能。试样被固定于垂直放置的金属梯架前，其轴线与铅垂线平行。

• 试验原理： 使用特定规格的喷灯（通常为带型喷灯或管型喷灯），以规定的高温火焰（例如，火焰温度不低于815℃）对准试样下端的固定区域进行灼烧。燃烧结束后，移除火源，观察并记录试样的后续燃烧情况。

• 关键评价参数：

  • 自熄时间： 移去火源后，试样上的有焰燃烧持续时间。标准通常要求此时间不超过特定秒数（如60秒）。

  • 炭化高度： 试样上端距其下夹具下缘一定距离（如50mm或550mm）处，被烧焦或炭化的大长度。标准要求炭化高度不得超过该规定值。

  • 滴落物引燃： 试验过程中，是否有点燃下方铺底层（通常为医用脱脂棉）的燃烧滴落物。

1.2 成束电缆垂直燃烧试验

• 方法概述： 此方法更为严酷，用于评估多根电缆密集敷设时的阻燃性能。将规定长度的多根电缆试样成束地固定在垂直的试验箱内。

• 试验原理： 使用功率更大的喷灯阵列，对电缆束底部施加规定时间的强烈火焰冲击（例如，燃烧20分钟或40分钟）。试验过程中，通过调节空气流量来控制火焰强度，模拟电缆桥架或竖井中的燃烧条件。

• 关键评价参数：

  • 火焰蔓延高度： 试验结束后，测量电缆束上被烧损的大高度。此高度是评定电缆阻燃等级（如A类、B类、C类）的主要依据，等级越高，允许的火焰蔓延高度越低。

  • 自熄能力： 在规定的燃烧时间结束后，电缆束上的火焰应能在规定时间内自行熄灭。

  • 总热释放量： 在更为先进的测试中，还可能通过耗氧原理等测量电缆燃烧过程中的热释放速率和总热释放量，以更精确地评估其火灾危险性。

2. 检测范围：应用领域需求

不延燃试验检测覆盖了所有使用额定电压450/750V及以下橡皮绝缘电梯电缆的场合。

• 乘客电梯与载货电梯： 确保在井道这一相对封闭的垂直空间中，即使发生电气故障引燃电缆，火焰也不会沿电缆迅速蔓延至整个建筑，为人员疏散争取宝贵时间。

• 自动扶梯与自动人行道： 检测其内部控制和动力电缆的阻燃性，防止因设备过热或外部火源导致火灾沿线路扩展。

• 特种电梯（如防爆电梯、消防员电梯）： 这些场合对电缆的阻燃性能要求更为苛刻，通常需要满足更高等级的成束燃烧标准，甚至要求电缆通过烟密度、毒性指数等附加测试。

• 电梯控制系统与信号传输： 除动力电缆外，电梯随行电缆中包含的控制线、通信线、视频线等同样需要进行不延燃测试，确保整个电缆束的整体安全性。

3. 检测标准：国内外规范

电梯电缆的不延燃试验严格遵循国内外一系列标准规范，确保检测结果的性和可比性。

• 标准：

  • IEC 60332-1： 《电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验 第1部分：单根绝缘电线电缆的垂直燃烧试验》。

  • IEC 60332-3： 《电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验 第3部分：垂直安装的成束电线电缆火焰垂直蔓延试验》，其中IEC 60332-3-10和IEC 60332-3-22等部分详细规定了试验装置和程序。

• 标准（中国）：

  • GB/T 5023.6： 《额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆 第6部分：电梯电缆和挠性连接用电缆》中引用了阻燃试验要求。

  • GB/T 5013.5： 《额定电压450/750V及以下橡皮绝缘电缆 第5部分：电梯电缆》是橡皮绝缘电梯电缆的专用产品标准，明确规定了其应通过的单根垂直燃烧试验要求。

  • GB/T 18380系列： 该系列标准等同采用IEC 60332系列，是进行单根和成束电缆垂直燃烧试验的直接方法标准。例如，GB/T 18380.12对应IEC 60332-1-2，GB/T 18380.33对应IEC 60332-3-22。

• 其他区域性标准： 如欧盟的EN标准（EN 50305等）通常与IEC标准协调一致。

4. 检测仪器：主要设备及功能

进行不延燃试验需要一套精密的专用设备，以确保试验条件的准确性和重复性。

• 垂直燃烧试验箱：

  • 功能： 为试验提供一个受控、受保护的封闭或半封闭空间。箱体由耐热、不燃材料制成，正面设有观察窗，并配备排风系统，用于试验后排出燃烧废气。

• 燃烧喷灯及供气系统：

  • 功能： 产生符合标准要求的稳定火焰。对于单根试验，通常使用带型喷灯或管型喷灯；对于成束试验，则使用由多个喷灯组成的梯形或矩形阵列。供气系统（包括流量计、压力表）精确控制供给喷灯的燃气（通常为工业丙烷或甲烷）和助燃空气的流量与压力。

• 金属梯架/试样支架：

  • 功能： 用于垂直固定电缆试样。单根试验使用简单的金属梯或夹持装置；成束试验则使用一个大型的垂直钢梯，用于整齐地捆扎和固定电缆束。

• 时间控制与记录系统：

  • 功能： 精确控制预燃时间和余焰时间。该系统通常包括高精度计时器和自动点火/熄火装置。现代设备常集成数据采集系统，自动记录试验过程中的关键时间参数。

• 测量工具：

  • 功能： 包括钢直尺或卡尺，用于精确测量试样的炭化高度或火焰蔓延高度。这些工具需满足标准规定的精度要求。

• 铺底层：

  • 功能： 在单根试验中，置于试样下方特定距离处，用于检验是否有可能引燃其他物质的燃烧滴落物。通常使用规定尺寸和厚度的医用脱脂棉。

综上所述，对额定电压450/750V及以下橡皮绝缘电梯电缆进行不延燃试验，是一项系统而严谨的检测工作。它通过模拟真实火灾场景，综合运用标准化的试验方法、严格的评价体系和精密的检测仪器，科学地验证电缆材料的阻燃性能，为电梯系统的防火安全提供了至关重要的技术保障。持续跟进标准动态，优化检测技术，是提升产品质量和行业安全水平的关键。