額定電壓450/750V及以下橡皮絕緣電纜電梯電纜不延燃試驗檢測技術研究

電梯電纜作為連接電梯轎廂與井道固定部件的關鍵電力傳輸元件，其安全性直接關系到電梯系統的穩定運行與人身財產安全。由于電梯電纜在運行過程中可能暴露于潛在的著火風險中，因此對其阻燃性能——特別是“不延燃”特性的檢測至關重要。不延燃性，即電纜在特定火焰條件下燃燒，撤去火源后火焰能自行熄滅且延燃范圍有限的特性，是評估電纜安全等級的核心指標之一。

1. 檢測項目：方法及原理

不延燃試驗的核心是模擬電纜在過熱、短路或外部火源引燃等故障條件下的燃燒行為，評估其抑制火焰蔓延的能力。主要檢測方法包括單根電纜垂直燃燒試驗和成束電纜垂直燃燒試驗。

1.1 單根電纜垂直燃燒試驗

• 方法概述： 此方法用于評估單根電纜或電纜絕緣線芯的阻燃性能。試樣被固定于垂直放置的金屬梯架前，其軸線與鉛垂線平行。

• 試驗原理： 使用特定規格的噴燈（通常為帶型噴燈或管型噴燈），以規定的高溫火焰（例如，火焰溫度不低于815℃）對準試樣下端的固定區域進行灼燒。燃燒結束后，移除火源，觀察并記錄試樣的后續燃燒情況。

• 關鍵評價參數：

  • 自熄時間： 移去火源后，試樣上的有焰燃燒持續時間。標準通常要求此時間不超過特定秒數（如60秒）。

  • 炭化高度： 試樣上端距其下夾具下緣一定距離（如50mm或550mm）處，被燒焦或炭化的大長度。標準要求炭化高度不得超過該規定值。

  • 滴落物引燃： 試驗過程中，是否有點燃下方鋪底層（通常為醫用脫脂棉）的燃燒滴落物。

1.2 成束電纜垂直燃燒試驗

• 方法概述： 此方法更為嚴酷，用于評估多根電纜密集敷設時的阻燃性能。將規定長度的多根電纜試樣成束地固定在垂直的試驗箱內。

• 試驗原理： 使用功率更大的噴燈陣列，對電纜束底部施加規定時間的強烈火焰沖擊（例如，燃燒20分鐘或40分鐘）。試驗過程中，通過調節空氣流量來控制火焰強度，模擬電纜橋架或豎井中的燃燒條件。

• 關鍵評價參數：

  • 火焰蔓延高度： 試驗結束后，測量電纜束上被燒損的大高度。此高度是評定電纜阻燃等級（如A類、B類、C類）的主要依據，等級越高，允許的火焰蔓延高度越低。

  • 自熄能力： 在規定的燃燒時間結束后，電纜束上的火焰應能在規定時間內自行熄滅。

  • 總熱釋放量： 在更為先進的測試中，還可能通過耗氧原理等測量電纜燃燒過程中的熱釋放速率和總熱釋放量，以更精確地評估其火災危險性。

2. 檢測范圍：應用領域需求

不延燃試驗檢測覆蓋了所有使用額定電壓450/750V及以下橡皮絕緣電梯電纜的場合。

• 乘客電梯與載貨電梯： 確保在井道這一相對封閉的垂直空間中，即使發生電氣故障引燃電纜，火焰也不會沿電纜迅速蔓延至整個建筑，為人員疏散爭取寶貴時間。

• 自動扶梯與自動人行道： 檢測其內部控制和動力電纜的阻燃性，防止因設備過熱或外部火源導致火災沿線路擴展。

• 特種電梯（如防爆電梯、消防員電梯）： 這些場合對電纜的阻燃性能要求更為苛刻，通常需要滿足更高等級的成束燃燒標準，甚至要求電纜通過煙密度、毒性指數等附加測試。

• 電梯控制系統與信號傳輸： 除動力電纜外，電梯隨行電纜中包含的控制線、通信線、視頻線等同樣需要進行不延燃測試，確保整個電纜束的整體安全性。

3. 檢測標準：國內外規范

電梯電纜的不延燃試驗嚴格遵循國內外一系列標準規范，確保檢測結果的性和可比性。

• 標準：

  • IEC 60332-1： 《電纜和光纜在火焰條件下的燃燒試驗 第1部分：單根絕緣電線電纜的垂直燃燒試驗》。

  • IEC 60332-3： 《電纜和光纜在火焰條件下的燃燒試驗 第3部分：垂直安裝的成束電線電纜火焰垂直蔓延試驗》，其中IEC 60332-3-10和IEC 60332-3-22等部分詳細規定了試驗裝置和程序。

• 標準（中國）：

  • GB/T 5023.6： 《額定電壓450/750V及以下聚氯乙烯絕緣電纜 第6部分：電梯電纜和撓性連接用電纜》中引用了阻燃試驗要求。

  • GB/T 5013.5： 《額定電壓450/750V及以下橡皮絕緣電纜 第5部分：電梯電纜》是橡皮絕緣電梯電纜的專用產品標準，明確規定了其應通過的單根垂直燃燒試驗要求。

  • GB/T 18380系列： 該系列標準等同采用IEC 60332系列，是進行單根和成束電纜垂直燃燒試驗的直接方法標準。例如，GB/T 18380.12對應IEC 60332-1-2，GB/T 18380.33對應IEC 60332-3-22。

• 其他區域性標準： 如歐盟的EN標準（EN 50305等）通常與IEC標準協調一致。

4. 檢測儀器：主要設備及功能

進行不延燃試驗需要一套精密的專用設備，以確保試驗條件的準確性和重復性。

• 垂直燃燒試驗箱：

  • 功能： 為試驗提供一個受控、受保護的封閉或半封閉空間。箱體由耐熱、不燃材料制成，正面設有觀察窗，并配備排風系統，用于試驗后排出燃燒廢氣。

• 燃燒噴燈及供氣系統：

  • 功能： 產生符合標準要求的穩定火焰。對于單根試驗，通常使用帶型噴燈或管型噴燈；對于成束試驗，則使用由多個噴燈組成的梯形或矩形陣列。供氣系統（包括流量計、壓力表）精確控制供給噴燈的燃氣（通常為工業丙烷或甲烷）和助燃空氣的流量與壓力。

• 金屬梯架/試樣支架：

  • 功能： 用于垂直固定電纜試樣。單根試驗使用簡單的金屬梯或夾持裝置；成束試驗則使用一個大型的垂直鋼梯，用于整齊地捆扎和固定電纜束。

• 時間控制與記錄系統：

  • 功能： 精確控制預燃時間和余焰時間。該系統通常包括高精度計時器和自動點火/熄火裝置。現代設備常集成數據采集系統，自動記錄試驗過程中的關鍵時間參數。

• 測量工具：

  • 功能： 包括鋼直尺或卡尺，用于精確測量試樣的炭化高度或火焰蔓延高度。這些工具需滿足標準規定的精度要求。

• 鋪底層：

  • 功能： 在單根試驗中，置于試樣下方特定距離處，用于檢驗是否有可能引燃其他物質的燃燒滴落物。通常使用規定尺寸和厚度的醫用脫脂棉。

綜上所述，對額定電壓450/750V及以下橡皮絕緣電梯電纜進行不延燃試驗，是一項系統而嚴謹的檢測工作。它通過模擬真實火災場景，綜合運用標準化的試驗方法、嚴格的評價體系和精密的檢測儀器，科學地驗證電纜材料的阻燃性能，為電梯系統的防火安全提供了至關重要的技術保障。持續跟進標準動態，優化檢測技術，是提升產品質量和行業安全水平的關鍵。