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分析阻燃线缆防火等级

发布时间:2014-10-08 10:00:00 点击:
新闻内容

在建筑物内,综合布线线缆的数量之多、遍布之广已超过了建筑物中其他各种缆线,因此综合线系统的防火已成为对系统性能的重点考虑因素之一。

  人们常说水火无情,自从人类发现火以来,火不仅加速了人类文明的发展,也给人类文明带来了毁灭,多少古代的文明毁于大火。同样,火灾也能烧毁综合布线系统,使网络传输中断。同时,如果线缆在燃烧过程中产生大量的有毒气体和烟尘,那么会对人员的逃生产生极大的影响,甚至成为安全的隐患。因此,可以阻燃并在燃烧时能释放的烟雾少以及无毒的线缆已是现如今普遍的需求,也成为了焦点问题。

  另外,对于信息系统而言,最有价值的是信息,而不是设备。为了信息安全,人们推出了冗余、备份、异地备份等各种各样的办法,不惜耗费巨资也要确保信息的完整无损。如果能够保证设备在收到火警后立即开始归拢数据,并将它们全部传输到安全的地方,然后计算机设备能够正常关机,这将使信息流失的可能性降到最低。然后,这所有的一切都是需要时间的,如果在那相应所需时间内线缆不能在火场中保持正常传输的能力,那就谈不上归拢数据。所以阻燃线缆对于数据备份以及上述所提的人员安全起着至关重要的作用。

  阻燃线缆的特点是延缓火焰沿着线缆蔓延使火灾不致扩大。由于其成本较低,因此是防火线缆中大量采用的线缆品种。无论是单根线缆还是成束线缆敷设的条件下,线缆被燃烧时能将火焰的蔓延控制在一定范围内,因此可以避免因线缆着火延燃而造成的重大灾害,从而提高线缆线路的防火水平。

  现阶段应用较广的防火线缆主要有UL系列阻燃线缆(依据UL)和阻燃烟无卤线缆(依据IEC标准)两大类。阻燃低烟无卤线缆的特点是不仅具有优良的阻燃性能,而且构成低烟无卤线缆的材料不含卤素,燃烧时的腐蚀性和毒性较低,产生极少量的烟雾,从而减少了对人体、仪器及设备的损害,有利于发生火灾时的及时救援。故低烟无卤阻燃线缆即能够阻止火势顺着线缆蔓延,而且能够让陷在火场中的人员具有逃生的可能。

  UL和IEC安全等级不仅规定了线缆的阻燃性能以及它们的适用范围,另外还规定了一系列模拟具体应用的实验办法。

  UL阻燃标准主要有以下几个等级:CMP/OFNP,CMR/OFNR,CM/OFN,CMX

  ▲增压级-CMP/OFNP级(送风燃烧测试/斯泰钠风道实验PlenumFlameTest/SteinerTunnelTest)

  这是UL防火标准中要求最高的线缆(PlenumCable),适用安全标准为UL910,实验规定在装置的水平风道上敷设多条试样,用87.9KW煤气本生灯(300,000BTU/Hr)燃烧20分钟。合格标准为火焰不可延伸到距煤气本生灯火焰前端5英尺以外,光密度的峰值最大为0.5,平均密度值最大为0.15。

  这是美国首选的线缆,该等级线缆不仅具备自熄特性,而且散发的烟雾和毒气量很少,因此非常适合安装在风道中。该线缆的防火效果很好,可成本太高(通常是商用级线缆的两倍)。

  ▲干线级-CMR/OFNR

  这是UL标准中商用级线缆(RiserCable),适用安全标准为UL1666。实验规定在模拟直立轴上敷设多条试样,用规定的154.5KW煤气本生灯(527,500BTU/Hr)30分钟。合格标准为火焰不可蔓延到12英尺高的房间的上部。干线级线缆没有烟雾浓度规范,一般用于楼层垂直和水平布线使用。

  这是防火等级居于第二位的线缆。这种等级的线缆已被广泛使用,可以安装在弱电工程通常采用的线槽或位置,例如吊顶天花板上方或者活动地板下方,但是干线级线缆不能安装在风道内。

  ▲商用级-CM/OFN

  这是UL标准中商用级线缆(RiserCable),适用安全标准为UL1666。实验规定在模拟直立轴上敷设多条试样,用规定的154.5KW煤气本生灯(527,500BTU/Hr)30分钟。合格标准为火焰不可蔓延到12英尺高的房间的上部。干线级线缆没有烟雾浓度规范,一般用于楼层垂直和水平布线使用。

  这是防火等级居于第二位的线缆。这种等级的线缆已被广泛使用,可以安装在弱电工程通常采用的线槽或位置,例如吊顶天花板上方或者活动地板下方,但是干线级线缆不能安装在风道内。

  ▲商用级-CM/OFN

  这是UL标准中商用级线缆(GeneralPurposeCable),适用安全标准为UL1581。实验规定在垂直8英尺高的支架上敷设多条试样,用规定的20KW带状喷灯燃烧(70,000BTU/Hr)20分钟。合格标准为火焰不可蔓延到线缆的上端并自行熄灭。UL1581和IEC60332-3C类似,只是敷设线缆根数不同。商用级线缆没有烟雾浓度规范。

  防火等级低于干线级的线缆。UL要求这种线缆在不采用风扇强制送风的情况下,成捆线缆上的火焰蔓延至1.5米以内必须自行熄灭。这种等级的线缆已被广泛使用,常用于水平布线。这类线缆一般不用于干线应用。

  ▲通用级-CMG/OFNG

  这是UL标准中通用级线缆(GeneralPurposeCable),适用安全标准为UL1581。商用级和通用级的测试条件类似,同为加拿大和美国认可使用。通用级线缆没有烟雾浓度规范,一般仅应用于同一楼层的水平走线,不应用于楼层的垂直布线上。

  ▲家居级-CMX

  这是UL标准中家居级线缆(RestrictedCable),适用安全标准为UL1581,VW-1。实验规定试样保持垂直,用试验用的喷灯燃烧(30,000TU/Hr)15秒钟,然后停止15秒钟,反复5次。合格标准为余火焰不可超过60秒钟,试样不可烧损25%以上,垫在底部的外科用棉不可被落下物引燃。UL1581-VW-1和IEC60332-1类似,只是燃烧的时间不同。这种等级也没有烟雾或毒性规范,仅用于敷设单条线缆的家庭或小型办公室系统中。这类线缆不应成捆敷设使用,必须套管。

  UL规定的最低防火级别线缆。单根线缆上的火焰蔓延至1.5米以内必须自行熄灭。家居级线缆只能用于住宅或小型写字楼,一般仅敷设一条线缆。

  阻燃低烟无卤线缆其烟密度依据IEC61034;卤素测试依据IEC60754-2;其阻燃等级分别依据IEC60332-1或IEC60332-3C;

  ▲IEC61034

  这是IEC标准中针对烟密度的规范。实验由一个3m3的立方体和一个带光源的光度测量系统组成,矩形曹内装酒精作为燃烧源。一个功率为10-15m3/分钟的鼓风机确保烟雾均匀分布在一块档风板上防止槽上产生火焰涡流,酒精燃烧时,与光电源相连的记录仪记下光减弱量。烟密度是以透光率量度,如果能达到60%光传输值(LightTransmittance),该线缆材料就达到低烟标准,透光率越高,物料于燃烧时所释放的烟雾越少。▲IEC60754-2

  这是IEC标准中针对燃烧气体腐蚀性的规范,此测试是量度在燃烧时物料所产生的卤酸气体酸度。它通过水溶液的PH值和导电率来测定。实验规定,燃烧炉预热到800℃,把一根内置试样的石英管推入炉内,同时开始记时。在试样燃烧的前5分钟,每隔1分钟测一次PH值和电传导性能,接下来的25分钟每隔5分钟测一次。一般无卤线缆材料的PH值会大于4.3,导电率小于10μs,PH值越少,即表示物料的卤酸气体酸度越高。值得注意的是:当HCI含量大于2mg/g而小于5mg/g(即符合IEC60754-1的要求时),其水溶液的PH值亦小于4.3,即不符合IEC60754-2的要求。

  ▲阻燃等级IEC60332-1(单根线缆垂直燃烧测试)

  IEC60332-1标准的测试环境是对一根独立的垂直放置的线缆进行测试。把一个燃烧气枪放置在与线缆成45度倾角的位置上,燃烧气枪在燃烧一分钟后熄灭。该标准规定,被燃烧的线缆在此测试条件下必须能够自行熄灭。并且被燃烧的线缆部分不能超过距离最上端的线缆固定处50mm的地方。

  ▲阻燃等级IEC60332-3C(成束线缆垂直燃烧测试)

  IEC60332-3C标准的测试环境是对成束线缆进行测试。整个测试是在四米高的柜子中进行,这个测试需要用每米1.5公升的易燃物帮助测试,燃烧的时间为20分钟。该标准规定,在此测试条件下,允许火焰延伸的最大距离不超过燃烧气枪边以上的2.5米。

  总结上述分析,阻燃线缆主要面对着如下四个问题:

  线缆在火场中的蔓延速度和自熄。

  线缆释放出的烟密度。

  线缆燃烧时产生的有害气体浓度。

  线缆绕少时释放的热量。

  在各个国家中,有着各种解决以上四个问题的指导思想,由此也就逐渐形成了美国的CMX高阻燃缆线和欧洲的阻燃低烟无卤缆线两大系列。

  综上所述,这两个系列依据的标准不同,测试方法也不同,故不能用于直接比较。那么,在选用材料的时候就应该本着对自己、对客户负责的态度,并根据业务发展的需要以及项目的实际情况,进行权衡,选择相应系列的产品。


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