周刚
新疆维吾尔自治区产品质量监督检验研究院，新疆 乌鲁木齐 830000
摘要：据消防救援局公布的2019年火灾数据，由于电气原因引发的火灾占已查明原因火灾中的52%，其中电气线路等引发的火灾尤为突出。目前，我国现有高层建筑62万多栋，开通城市轨道交通的城市已有40座，大体量、超高层、受限空间等建筑形态，让城市火灾的扑救难度及防控压力持续增大，故必须提前布局防范对策。在工程应用中科学选用电线电缆燃烧性能等级及加强质量监管，从源头上抑制火灾发生或蔓延具有重要意义。
关键词：电线电缆;耐火试验;影响因素;控制;改进;
引言
耐火电缆能够保证高层/超高层建筑中的火灾自动报警系统、火灾警报与消防应急广播系统、消防应急照明和疏散指示系统、防排烟系统、特定场所的疏散用电梯和消防电梯等消防用电设备在火灾中可以持续供电，使得这些消防设施设备在火灾中能够持续正常运行。我国首次发布的GB51348—2019《民用建筑电气设计标准》中对各类消防用电设备，在火灾发生期间最少持续供电时间均作出了明确规定。因此，为了确保消防配电线路中所选用的耐火电缆，能够满足消防用电设备在火灾时持续运行时间的要求，对电缆耐火性能科学地评价非常重要。
1国内外现有的电缆耐火性能试验方法
我国电缆耐火试验方法国家标准主要等同采用IEC标准。目前我国现行国家标准为GB/T19216.21—2003等同采用IEC60331-21：1999，该试验方法耐火方式为单独供火，供火温度为750～800℃，试验时间为供火90min再加上冷却15min[2]。供火并施加冲击方式的试验方法曾有GB/T19216.12—2008和GB/T19216.31—2008，这两个标准现已废除。现我国正等同采用IEC60331-1：2018、IEC60331-2：2018和IEC60331-3：2018制定国家标准，目前已报批国标委，预计2021年将发布；这3个试验方法的耐火方式均为供火并施加冲击振动，供火时间均为120min，供火温度均为830～870℃，冲击振动间隔均为5min。EN50200和EN50362分别对不超过20mm和超过20mm的应急电路中使用的无防护型耐火电缆进行耐火耐冲击振动试验，火焰温度均为830～870℃，机械冲击间隔均为5min。EN50200规定耐火时间按委托方的需求或电缆使用场所来选择耐火时间，分别为15、30、60、120min，其附录中还规定了可选的喷水试验方案，即在耐火试验结束前15min进行喷水，同时进行耐火耐冲击试验。EN50362标准规定的耐火时间为120min。BS6387：2013适用于外径不超过20mm的电缆，该标准包括单独供火(180min、950℃)、耐火耐冲击(15min、950℃)和耐火耐喷水试验(30min、650℃)，即该标准规定在3根不同电缆试样上分别进行这3种火灾场景试验。BS8491：2015适用于外径大于20mm的电缆，该标准规定在同一根电缆试样上进行火焰燃烧、冲击振动和喷水试验，受火温度为830～870℃，耐火时间有30、60、120min。目前国内电缆行业对BS6387和BS8491比较认可。
2电线电缆燃烧试验分级标准
目前，我国现行的电线电缆燃烧试验分级标准有《电缆及光缆燃烧性能分级》(GB31247－2014)将电缆或光缆分为A级(不燃电缆)、B1级(阻燃1级电缆)、B2级(阻燃2级电缆)及B3(普通电缆)、GB/T19666－2019《阻燃和耐火电线电缆或光缆通则》根据电缆在不同非金属材料含量下的阻燃性能分为ZA(阻燃A类)、ZB(阻燃B类)、ZC(阻燃C类)、ZD(阻燃D类).
3我国电缆耐火性能试验方法标准体系存在的不足
1)对于固定火源为基础的电缆耐火性能试验方法，我国试验方法仅有单独供火和供火并施加冲击振动的耐火方式，无供火加喷水的耐火方式；特别是缺少在一根电缆试样上进行火焰燃烧、冲击振动和喷水试验来考核其耐火性能的试验方法标准。2)我国缺少模拟火灾场景如建筑纤维类火灾升温、烃类(HC)火灾升温、石油化工火灾升温曲线进行电缆耐火性能试验的方法标准。从火灾发展过程来看，火势是随时间在变化，火灾条件会随火灾载荷、性质和分布的变化而变化，而我国已有的耐火电缆试验方法标准的火源皆为规定燃气流量和空气流量下的固定火源且火源强度较小，该试验场景与实际火灾状况相差甚远，难以评价耐火电缆在实际火灾中的运行状况。特别是在石油化工设施、变配电站和隧道等特殊建筑物内使用的耐火电缆，需要通过烃类、石油化工火灾升温等快速火灾升温试验方法来考核电缆的耐火性能。
4耐火试验方法改进
3.1EPR电缆包覆耐火极限判定分析
EPR项目防火设计规范采用法国电力公司编制的ETC-F《EPR防火设计规范》，该规范替代RCC-I97版，将EPR项目防火分区提升至2h，但未规定电缆和电缆防火保护装置的耐火试验方法。EPR项目电缆和电缆防火保护装置耐火试验方法采用公司编制的工程技术文件。通过对EPR项目电缆包覆耐火试验方法进行分析，其在RCC-I97版附录D的基础上增加了测量控制电缆绝缘电阻的测定，要求试验期间绝缘电阻不小于1MΩ。对于动力电缆的判定未做修改。
4.2加强电线电缆质量安全监管
目前建筑工程市场缺少对电线电缆质量安全监管的健全体系，根据《建筑电气工程施工质量验收规范》(GB50303－2015)相关规定“对绝缘导线和电缆的阻燃耐火性能有异议时，才按批抽样送有资质的试验室检测。我省关于全面深入加强房屋建筑和市政基础设施工程主要建筑材料质量管理的通知(闽建办建〔2017〕55号)对电线电缆的导电性能、绝缘性能、绝缘厚度、机械性能和阻燃耐火性能实行监理平行检验。但在实际执行过程中，建设单位、施工单位及监理单位对“阻燃耐火性能”检验大都以“单根阻燃性能”性能项目代替“阻燃耐火性能”，给建筑工程中成束敷设和火灾时仍需持续供电的线缆质量留下监管空白，埋下质量隐患。
结束语
随着人们对居住环境安全意识的提高，相关规范势必会对高层/超高层建筑以及石油化工等特殊场所中的耐火电缆提出更高的要求，而这些要求不可避免地会推动有关机构研究与制定更接近实际火灾下的耐火电缆试验方法，以评估耐火电缆在实际火灾条件下的正常工作能力。因此，为了更好地保障消防用电设备选用的耐火电缆在火灾情况下能正常使用，建议相关部门和机构借鉴国外先进试验方法，同时结合我国电缆耐火性能的实际发展水平，来制定适合我国国情的电缆耐火性能标准，为我国相关规范今后对耐火电缆产品的选用提供技术支撑。建议如下：(1)制定电缆在同一根试样上施加火焰燃烧、冲击振动和喷水试验时保持线路完整性的耐火试验方法标准。(2)制定电缆在建筑纤维类火灾、烃类火灾、石油化工火灾等升温曲线下保持线路完整性的耐火性能试验方法标准。(3)制定中压电缆保持线路完整性的耐火试验方法标准。
参考文献
[1]包光宏,许炼,胡林明,冯军.电缆耐火性能试验方法标准研究进展[J].电工电气,2021(05):64-67.
[2]黄万里.电线电缆耐火试验影响因素的控制与改进[J].中国检验检测,2020,28(06):58-59.
[3]王傲,杨国成,祝贵军.耐火电缆耐火试验方法概述[J].消防界(电子版),2019,5(10):67-68.
[4]胡林明,孙震宁,冯军,高旭,许力丹.制定耐火电缆新耐火试验方法标准的必要性[J].建筑电气,2018,37(07):54-58.