额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆电线和软线不延燃试验检测

额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆电线和软线不延燃试验检测技术

不延燃性能，通常称为阻燃性能，是评价电线电缆在暴露于火源后能否阻止火焰蔓延、以及火源移除后能否自行熄灭的关键安全指标。对于广泛应用于建筑布线、家用电器、仪器仪表等领域的额定电压450/750V及以下的聚氯乙烯（PVC）绝缘电缆电线和软线，其不延燃性能的检测至关重要，直接关系到火灾预防和人员财产安全。

1. 检测项目与方法原理

不延燃试验的核心是模拟电缆在特定火源条件下的燃烧行为，主要检测项目包括单根电线电缆的垂直燃烧试验和成束电线电缆的垂直燃烧试验。

1.1 单根电线电缆垂直燃烧试验
此方法用于评估单根绝缘电线或电缆的阻燃特性。

• 原理：将规定长度的试样垂直固定于金属梯架前，使用特定规格（通常为标称功率1kW）的喷灯，以规定火焰高度（如125mm）和倾斜角度（如45°或20°）对试样下端施加火焰。火焰持续施加一定时间（例如，根据绝缘厚度分为A类60s、B类60s、C类20s、D类20s等）。移除火源后，观察试样上的火焰是否自行熄灭，并测量炭化长度（即燃损长度）。

• 评价指标：试样在移去火源后，明焰燃烧应在规定时间内自行熄灭；燃烧向下蔓延到达夹具下缘的炭化长度不应超过规定值（通常为50mm或100mm，取决于标准分类）。同时，滴落物不应引燃下方的铺底层（如医用脱脂棉）。

1.2 成束电线电缆垂直燃烧试验
此方法更严苛，用于评估电缆在成束敷设、相互影响的条件下阻止火焰垂直蔓延的能力。

• 原理：将多根试样按规定数量（根数取决于电缆类别和每米所含非金属材料体积）绑扎成束，垂直安装在密闭的试验箱内。箱体底部放置一个具有特定燃气流量（如（700±50）mL/min的甲烷气或等效的丙烷/空气混合气）的强制供火喷灯。火焰对试样底部施加规定时间（例如T类为40分钟，其他类别如A、B、C类为20分钟）。

• 评价指标：试验结束后，测量电缆束的炭化高度（即火焰到达的最高点）。要求炭化高度不超过喷灯底边以上规定值（例如A类为2.5m，B类为2.5m，C类为2.0m等）。同时，可能还需评估燃烧停止后的透光率（烟密度），但主要焦点是火焰蔓延距离。

1.3 其他相关测试

• 烟密度测试：在特定燃烧条件下，测量电缆燃烧释放烟雾的光学密度，评估其对逃生和救援的 visibility 影响。

• 酸气含量/卤酸气体释出量测试：测定PVC电缆燃烧时释放出的卤化氢（如氯化氢）气体总量，评估其腐蚀性和毒性。

• pH值和电导率测试：测量电缆燃烧生成物溶于水后溶液的酸性和导电性，进一步评估腐蚀性。

2. 检测范围与应用需求

不延燃试验的检测需求覆盖所有使用450/750V及以下PVC绝缘电线电缆的领域：

• 建筑工程：住宅、商业楼宇、公共设施的固定布线用电缆（如BV线、BVR线）。为确保火灾时火焰不沿缆线快速蔓延，成束燃烧试验尤为重要。

• 家用电器及设备内部配线：空调、洗衣机、电冰箱等家电的电源连接线和内部布线软线（如RVV、RV线）。需通过单根垂直燃烧试验，防止设备内部故障引燃后火焰外延。

• 仪器仪表与控制线路：工业自动化设备、测量仪表的连接线和控制电缆。要求在一定火焰冲击下能自熄，防止引发二次火灾。

• 信息传输与低压配电：数据电缆、低压配电柜二次接线用绝缘软线。在密集敷设的桥架或管道中，需满足相应的成束阻燃等级（如ZC、ZB、ZA）。

• 特种场所：地铁、船舶、核电站（安全壳外）等对阻燃、低烟、低毒有更高要求的场所，除不延燃性外，还需结合烟密度、卤酸含量等指标综合评估。

3. 检测标准与规范

检测严格遵循国际、国家及行业标准，确保结果的可比性和权威性。

• 国际标准：

  • IEC 60332系列：国际电工委员会标准，是国际通行的基准。其中IEC 60332-1针对单根绝缘电线电缆的垂直燃烧试验，IEC 60332-3针对成束电线电缆的垂直燃烧试验。

  • ISO 4589-2：塑料燃烧性能测定——氧指数法，有时作为辅助评价材料阻燃性的方法。

• 中国国家标准（GB/T）：

  • GB/T 18380.11 (IEC 60332-1-1 IDT)：电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验 第11部分：单根绝缘电线电缆火焰垂直蔓延试验 试验装置。

  • GB/T 18380.12 (IEC 60332-1-2 IDT)：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 1kW预混合型火焰试验方法。

  • GB/T 18380.31-2008 (IEC 60332-3-10 IDT) 至 GB/T 18380.36-2008：详细规定了成束电线电缆垂直燃烧试验的装置、程序和类别（A F/R, A, B, C, D类）。

• 其他重要标准：

  • UL 1581 (VW-1试验)：美国保险商实验室标准，是一种广泛认可的垂直燃烧测试方法，常用于单根电线和软线。

  • GB/T 19666：阻燃和耐火电线电缆通则，综合规定了阻燃电缆的分类（ZA, ZB, ZC, ZD）、代号及总体要求，其阻燃性能试验依据GB/T 18380系列。

4. 检测仪器与设备功能

4.1 单根电线电缆垂直燃烧试验装置

• 燃烧试验箱：由耐热、耐腐蚀材料制成，正面装有透明观察窗，内部有试样夹持装置和标尺。提供稳定、无风的测试环境。

• 梯形支架或夹具：用于垂直固定试样。

• 燃气喷灯（预混合型）：通常为带文丘里混合器的管状喷灯，可使用丙烷、丁烷或甲烷与空气预混合，产生标准化的1kW功率火焰。配备精确的流量控制阀和压力计。

• 火焰高度测量器：用于校准喷灯火焰至标准高度（如125mm）。

• 铺底层及引燃指示器：置于试样下方，通常为规定质量的医用脱脂棉，用于判断滴落物是否引燃。

• 计时器：精确控制施加火焰时间和余焰时间。

4.2 成束电线电缆垂直燃烧试验装置

• 大型燃烧试验室：一个大型钢制箱体，通常内尺寸约为高(2100±100)mm，宽(1000±100)mm，深(600±100)mm。顶部有带门的排烟口，底部有进气口和喷灯固定座。

• 钢梯或梯型支架：标准尺寸的梯形钢制支架，用于规则绑扎和支撑成束试样，并垂直悬挂于试验室中央。

• 强力型燃气喷灯系统：通常为两个带扩散器的喷灯，平行放置，提供高强度标准火焰。燃气（甲烷或丙烷）和空气的供应需通过高精度流量计和控制系统，确保火焰功率稳定。

• 空气供给系统：包括风机、流量计和管路，确保试验期间向喷灯和试验箱底部供应规定流量的空气。

• 炭化高度测量标尺：固定在试验箱后壁，用于准确读取火焰蔓延的最高炭化点。

• 综合控制系统：集成燃气控制、空气流量控制、计时、安全连锁等功能。

4.3 辅助仪器

• 氧指数测定仪：用于测定材料维持烛状燃烧所需的最低氧浓度（OI），作为材料阻燃性能的筛选和对比工具。

• 烟密度测试箱：在特定燃烧条件下，通过测量光束穿过烟雾后的光衰减来计算比光密度。

• 卤酸气体收集与滴定装置：用于收集电缆燃烧产生的气体，并通过滴定法测定卤酸（如HCl）的总释出量。

综上所述，对额定电压450/750V及以下PVC绝缘电缆电线和软线的不延燃性能检测，是一个系统化、标准化的过程。通过科学的试验方法、严格的执行标准以及精密的检测仪器，能够全面、准确地评估该类产品在实际火灾场景中的抗火焰蔓延能力，为产品的安全应用和市场准入提供关键的技术依据。