不同条件下电缆成束燃烧试验的探究摘要：针对当前电线电缆燃烧试验标准体系庞大、复杂的实际情况，对相关国内外标准的分析非常重要。有关阻燃电缆或材
料的国际标准已全面更新，阻燃电缆国际标准分为两大体系。一是欧洲体系（包括IEC、ISO、BS等标准），二是美国体系（包括UL、AS
TM、AEIC等标准），这两大体系的最大区别在于成束电缆的垂直燃烧试验，我们电线电缆阻燃耐火的国家标准都已等同采用IEC（国际电工
委员会）标准。[1]本文就美国UL标准，欧盟CPR标准，国际电工委员会IEC60332标准以及目前由公安部沈阳消防研究所会同有关单
位正在制定的《民用建筑电气设计防火规范》标准，在不同条件下电缆成束燃烧试验作一探究。关键词：电线电缆；成束燃烧；燃烧试验；国际标准
；国家标准ResearchonCableBundleBurnTestunderDifferentCondition
s(JiaxingHaitangElectronicsCo.,Ltd.,Jiaxing,2018)Abstract:In
viewofthehugeandcomplicatedactualsituationofthecurrent
burningteststandardsystemofwireandcable,itisveryimpor
tanttoanalyzetherelevantdomesticandinternationalstandards
.Internationalstandardsforflame-retardantcablesormaterials
havebeenfullyupdated,internationalstandardflameretardantc
ableisdividedintotwosystems.First,theEuropeansystem(incl
udingIEC,ISO,BSandotherstandards),thesecondistheUnited
Statessystem(includingUL,ASTM,AEICandotherstandards).The
biggestdifferencebetweenthesetwosystemsliesinthevertica
lburningtestofbunchedcables.Ournationalstandardsforfire
-retardantandflame-retardantwiresandcableshavebeenequated
withIEC(InternationalElectrotechnicalCommission)standards.[
1]Inthispaper,theUnitedStatesULstandards,theEUCPRstand
ards,theInternationalElectrotechnicalCommissionIEC60332stan
dardsandthecurrentMinistryofPublicSecurityShenyangFireI
nstitutetogetherwiththerelevantunitsarebeingdeveloped"ci
vilelectricaldesignfireprotectionnorms"standard,underdiff
erentconditionsforcablebundlesburningtestExplore.KeyWords
:Clcctricalwiresandcables;combustiontest;ChineseNationSta
ndards;Intcrnationalstandards目录摘要..............................
....................11.绪论........................................
........31.1电缆阻燃性能的重要性...............................31.2电缆燃烧试验的意
义.................................32.背景介绍........................
....................32.1阻燃电缆的概念..................................
....42.2阻燃电缆的市场地位..................................42.3阻燃电缆标准的主要技
术标准..........................42.4欧洲和美国防火标准的不同着重点.................
.....42.5我国电线电缆阻燃耐火的国家标准......................63.各阻燃体系的标准对比......
..........................73.1各个标准的测试要求..........................
........73.2CPR阻燃标准........................................83.3
UL阻燃标准.........................................83.4IEC阻燃标准......
..................................93.5国内阻燃标准.....................
...................103.6嘉兴海棠电子燃烧试验室..............................
104.实验部分............................................15结论.........
..........................................19参考文献.................
..............................201.绪论1.1电缆阻燃性能的重要性电线电缆是生产和生活中重要的基础
设施。随着国民经济和电力工业的快速发展，电线电缆的使用量大幅上升。电线电缆在正常运行中由于老化、短路等问题会带来火灾危险性[2-3
]。据消防部门统计，电气火灾中由电线电缆引起的火灾占50%以上（详见图1.1.1），而城市火灾中有三分之二以上是由于电线电缆燃烧蔓
延造成的[4-5]。图1.1.11.2电缆燃烧试验的意义电线电缆的燃烧试验对于保障电线电缆安全工作、防止电线电缆火灾事故发生至关重
要。关于电线电缆燃烧试验的国内外标准种类繁多，体系结构也较为复杂[5-6]。2.背景介绍2.1阻燃电缆的概念阻燃(flamere
tardance)：在规定条件下，试样被燃烧，在撒去火源后，火焰在试样上的蔓延仅在限定范围内并且自行熄灭的特性，所具有的阻止或延
缓火焰蔓延的性能。阻燃电线电缆：难以着火并具有阻止或延缓火焰蔓延能力的电线电缆。通常指能通过GB/T18380.3(等同IEC
60332-3)试验合格的电线电缆。2.2阻燃电缆的市场地位由于普通电线电缆燃烧时会蔓延扩大火势，造成重大火灾，而阻燃电缆具有难
以着火并具有阻止或延缓火焰蔓延能力。因此，近年来阻燃耐火电缆得到了广泛的使用，产品被各行业所使用，比例越来越大，我国不少电缆企业开
发生产阻燃耐火电缆，并出口到国外市场，了解不同区域对于线缆要求的差别十分重要。2.3阻燃电缆标准的主要技术指标阻燃电缆标准及等级电
缆涉及火灾安全的主要技术指标是CO2电缆的阻燃性、烟雾的密度和气体的有毒性。2.4欧洲和美国防火标准的不同着重点美国防火标准较关注
前两个技术标准，但是欧洲对火灾安全有着完全不同的观点。美国传统的概念认为：火灾的根源在于一氧化碳（CO）毒气的产生以及其后的燃烧过
程中CO转化为CO2的热释放，因此，控制燃烧过程中的热释放量可减少火灾的危害。美国UL的CMR级安全标准UL1666模拟了多根电缆
垂直敷设于通风竖井中的燃烧情况，对电缆的阻燃性能提出更高的要求，另外美国UL的CMP级安全标准UL910涉及水平隧道中进行的燃烧试
验，在欧洲标准中没有这方面的内容。美国是最大的电线电缆市场，现在国内很多企业接到美方的标书，要求按美国UL标准为其生产产品。而欧洲
传统以来深信：在燃烧中产生的卤酸（HCL）释放量、气体腐蚀性、烟雾浓度及气体毒性是决定人们能否安全脱离火灾现场的主要因素。2017
年7月起，所有进入欧美境内的电线电缆产品的各项性能要求均需达到EN50575-2014认证标准，通过CPR线缆产品阻燃等级评估、
获得DOP性能声明。这一标准的涵盖范围包括了：电力电缆、控制和通信电缆、对称电缆和具有金属导体的同轴电缆、光纤电缆等。与以往相比，
此次欧盟实施的CPR法规有两大特点。1.由指令性变强制性。以往欧盟的建筑产品使用CPD指令来协调建筑产品标准，CPD指令主要以指引
劝导为主，有方向性，但并非强制执行。若企业依规执行固然好；若企业不执行，也能照常生产经营，不受影响。长此以往，产品质量整体水平仍然
难以得到充分的保证。而现在实施的CPR法规为强制性法规，若不执行，则企业产品被禁止进入欧盟市场，这对企业而言有了较大的约束力。2.
此次实施的CPR法规首次正式把室内用的电力、通讯、控制电缆纳入建筑法规中，要求电缆的防火性能和有害物质的释放都必须符合欧盟标准。这
对于生产室内线缆产品的企业而言，是前所未有的新挑战。2.5我国电线电缆阻燃耐火的国家标准我国电线电缆阻燃耐火的国家标准都已等同采用
IEC(国际电工委员会)标准,如GB/T18380-2001《电缆在火焰条件下的燃烧试验》等同采用了IEC60332-3:1
992;GB/T19216-2003《电线电缆耐火特性试验方法》)等同采用了IEC60331-21:1999;GB/T176
51-1998《电缆成光缆在特定条件下燃烧的烟密度的测定》等同采用IEC61034:1997。目前IEC60332-3:19
92标准已颁布新标准IEC60332-3:2000《在火焰条件下的电缆测试》,欧洲国家已按照新的标准执行。目前电缆行业主要依据
GB/T19666：2005阻燃和耐火电线电缆通则中有关无卤、低烟、阻燃和耐火等特性的试验方法和性能要求均采用下列最新国际标准：
IEC60331：1999在火焰条件下电缆或光缆的线路完整性试验；IEC60332：2000电缆或光缆在火焰条件下的燃烧试
验；IEC60754：1997取自电缆或光缆的材料燃烧时释放气体的试验方法；IEC61034：1997电缆或光缆在特定条件
下燃烧的烟密度测定。根据住房和城乡建设部建标《关于印发〈2009年工程建设标准规范制订、修订计划〉的通知》（建标[2009]88号
）要求，由公安部沈阳消防研究所会同有关单位正在制定中的《民用建筑电气设计防火规范》对通信电缆阻燃防火方面提出了新的要求。3各阻燃体
系标准的对比3.1各个标准的测试要求[7-12],详见表3.1.1。表3.1.1实验类型CMRCMPCPR60332-3C流量丙烷
流量调至99.42±5.16L/min/丙烷流量调至13.5L/min，空气给到77.7L/min丙烷13.5±0.5L/min,
空气77.7±4.8L/min风速底层风口四角和中心风速3.5米/秒1.22±0.025m/s风量8000L/min，烟道0.7
m3/s-1.2m3/s风量速率5000L/min喷灯功率/86±2KW（294000±7300BTU/Hr）//根数与长度根数=
1225.4/OD+0.33(OD为护套线经，单位mm）,长度5.33M/根根数=12in/D长度7.32±0.152m/根根数
=int（）（D为线经，单位mm），长度3.5M/根根数=7L/M非金属材料的总容积长度≥3.5M布线方式紧密式布线紧密式布线隔一
根布线紧密式布线卤素要求无无有无烟密度无烟密度峰值不超过0.5，平均值值不超过0.15有无判定依据碳化高度不超过3.66M，每个热
电偶温度不超过454.4℃火焰前端蔓延距离小于1.52M各等级判定详见表3.2.1碳化高度不超过2.5M实验时间30分钟20分钟2
0分钟20分钟3.2CPR阻燃标准[7][10]，详见表3.2.1。表3.2.1：CPR等级判定要求ClassAcaB1caB2
caCcaDcaEcaFcaTestmethod(s)ENISO1716FIPEC20Scen2(5)andFIPEC
20Scen1(5)andFIPEC20Scen1(5)andFIPEC20Scen1(5)andEN60332
-1-2NOPerformanceDeterminedEN60332-1-2EN60332-1-2EN60332-1-2EN603
32-1-2ClassificationcriteriaPCS≤2,0MJ/kg(1)FS≤1.75mandTHR12
00s≤10MJ;andPeakHRR≤20kW;andFIGRA≤120Ws-1FS≤1.5mandTHR12
00s≤15MJ;andPeakHRR≤30kW;andFIGRA≤150Ws-1FS≤2.0mandTHR12
00s≤30MJ;andPeakHRR≤60kW;andFIGRA≤300Ws-1THR1200s≤70MJ;and
PeakHRR≤400kW;andFIGRA≤1300Ws-1H≤425mmH≤425mmH≤425m
mH≤425mmH≤425mmAdditionalclassificationSmokeproduction(2
,6)andFlamingdroplets/particlse(3)andAcidity(4,8)Smokepro
duction(2,7)andFlamingdroplets/particlse(3)andAcidity(4,8
)Smokeproduction(2,7)andFlamingdroplets/particlse(3)andAc
idity(4,8)Smokeproduction(2,7)andFlamingdroplets/particlse
(3)andAcidity(4,8)3.3UL阻燃标准UL阻燃标准有CMP级、CMR级、CM级、CMG级和CMX级。CMP
级（送风燃烧测试/斯泰钠风道实验）这是UL防火标准中要求最高的电缆，适用安全标准为UL910，烟密度要求的峰值最大为0.5，平均密
度值最大为0.15。这种CMP电缆通常安装在通风管道或空气处理设备使用的空气回流增压系统中，被加拿大和美国所认可采用。符合UL91
0标准的FEP/PLENUM材料，阻燃性能要比符合IEC60332-1及IEC60332-3标准的低烟无卤材料的阻燃性能好，燃烧起
来烟的浓度低。CMR级（直立燃烧测试）这是UL标准中商用级电缆，适用安全标准为UL1666，没有烟密度规范，一般用于楼层垂直和水平
布线使用。CM级（垂直燃烧测试）适用安全标准为UL1581，没有烟密度规范，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。CMG级（垂直燃烧测试）适用安全标准为UL1581，没有烟密度规范，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
。CMX级（垂直燃烧测试）适用安全标准为UL1581-VW-1。UL1581-VW-1和IEC60332-1类似，只是燃烧的时间不
同。没有烟密度或毒性规范，仅用于敷设单条电缆的家庭或小型办公室系统中，且不应成捆敷设使用。3.4IEC阻燃标准国际电工委员会分别
制定了IEC60332-1、IEC60332-2和IEC60332-3三个标准。IECC60332-1和IEC60332-2分别
用来评定单根线缆按倾斜和垂直布放时的阻燃能力(国内对应GB12666.3和GB12666.4标准)。IEC60332-3(国内对
应GB12666.5-90)用来评定成束线缆垂直燃烧时的阻燃能力,相比之下成束线缆垂直燃烧时在阻燃能力的要求上要高得多。IEC6
0332-3成束燃烧有A类、B类、C类、D类之分。其中D类为IEC的新提案，适用于外径12mm及以下的电线电缆。3.5国内阻燃标准
，符合表3.5.1规定。表3.5.1建筑物的类型敷设方式通信电缆及光缆级别1.超高层建筑；2.一类高层建筑，且面积大于100,00
0m2的公共建筑；3.机场航站楼、火车站、地铁车站；银行、证券等金融类建筑；省市级及以上政府办公楼、科研楼；国家和省级以上电力调度
中心；B级及以上的数据中心；电信类建筑；医院建筑等。水平敷设应使用不低于B1级并同时满足水平通风空间燃烧性能要求（3.5.2）的通
信电缆或光缆（不延燃线缆）垂直敷设应使用不低于B1级的通信电缆或光缆其他一类高层公共建筑水平敷设宜使用不低于B1级并同时满足水平通
风空间燃烧性能要求（3.5.2）的通信电缆或光缆垂直敷设应使用不低于B2级的通信电缆或光缆其他公共建筑水平及垂直敷设B3级的通信电
缆或光缆3.5.2国内成束电线电缆的水平燃烧性能应符合下列要求：(a)用火焰强度为88kW的喷灯在试样一端（受火长度1.37m），
垂直于试样供火20min,测量火焰延电线电缆传播的距离和产生的烟密度的峰值和平均值；(b)火焰传播距离不超过1520mm；(c)燃
烧期间，烟密度峰值不超过0.50,平均值不超过0.15；燃烧后，线缆未接触火焰部分不应被碳化。3.6嘉兴海棠电子燃烧试验室设备3.
6.1CMR试验室3.6.2CMP试验室3.6.3CPR&60332-3试验室4.实验部分4.1不同线材结构在不同实验环境下的
蔓延表现表4.1.1UTP结构蔓延距离类型CMR60332-3CEN50399标准要求≤3.66M≤2.5M/实验数据CAT5E
UTPPVC1.563.51.2CAT5EUTPLSZH1.783.51.6CAT6UTPPVC1.823.52.3CA
T6UTPLSZH2.133.52.46表4.1.2FTP结构蔓延距离类型CMR60332-3CEN50399标准要求≤3.6
6M≤2.5M/实验数据CAT5EFTPPVC1.311.91.1CAT5EFTPLSZH1.452.11.2CAT6F
TPPVC1.732.21.6CAT6FTPLSZH1.852.31.7表4.1.3U/FTPS/FTP结构蔓延距离类型C
MR60332-3CEN50399标准要求≤3.66M≤2.5M/实验数据CAT6AU/FTPPVC1.321.50.8CAT
6AU/FTPLSZH1.431.61CAT7S/FTPPVC1.211.320.6CAT7S/FTPLSZH1.31
1.450.8由表4.1.1和表4.1.2合并成表4.1.4，如下：表4.1.4实验类型CMR60332-3CEN50399结构实
验数据CAT5EPVCUTP1.563.51.2FTP1.311.91.1CAT5ELSZHUTP1.783.51.6FTP1
.452.11.2CAT6PVCUTP1.823.52.3FTP1.732.21.6CAT6LSZHUTP2.133.52.4
6FTP1.852.31.74.1.4小结：从表4.1.1,表4.1.2实验数据，我们可以看到，结构相同，外护套材质不同时，低烟无
卤材质比PVC材质的蔓延长度略大，但差别比较小。从表4.1.4可以明显看出，屏蔽结构比非屏蔽结构无论在CMR、60332-3C、E
N50399实验中阻燃性能表现得更好。表4.1.1中4款UTP非屏蔽结构网线在60332-3C成束燃烧实验中，均未通过60332-
3C实验标准，而表4.1.2和表4.1.3中采用屏蔽结构的都通过了60332-3C成束燃烧的实验，阻燃性能上S/FTP双屏蔽结构最
优，其次为U/FTP结构，再次为FTP结构。因此建议网线需成束敷设时，应尽量使用屏蔽类网线，非屏蔽网线最好不要以成束敷设方式布线。
4.2护套厚度对实验的影响下面为IEC60332-3C实验，在不同护套厚度条件下，各不同结构网线的实验数据，详见表4.2.1。表4
.2.1蔓延距离结构护套厚度（mm）0.50.60.70.80.911.21.51.71.9CAT5EUTP3.53.53.22
.62.42.21.81.71.61.5CAT5EFTP2.21.81.51.30.80.60.60.60.60.6CAT6U
TP3.53.53.53.12.92.62.31.81.71.6CAT6FTP3.22.92.42.21.81.51.20.80
.60.6CAT6AU/FTP1.210.80.60.60.60.60.60.60.6CAT7S/FTP10.80.60.60
.60.60.60.60.60.6根据表4.2.1实验数据绘制成图4.2.2。图4.2.24.2.3小结：从图4.2.2的实验结果
可以看到，在IEC60332-3C实验中，随着护套厚度的增大，蔓延距离逐步减小，但当护套厚度增大到某一数值时，蔓延距离基本不再减小
，此时护套厚度继一步增大，对蔓延距离的影响很小。护套厚度相同时，再次可以看出同一类别网线屏蔽结构比非屏蔽结构有更好的阻燃性。结束语
：通过对美国UL标准，欧盟CPR标准以及IEC60332标准对阻燃电缆成束燃烧试验的对比，可以了解IEC标准、美国UL标准、欧盟C
PR标准之间的差异性，电线电缆生产企业在生产出口产品时，对不同国家应按照不同的标准进行试验，以满足不同国家用户的需要。高楼大厦内管
道密布，各种强弱电线缆纵横交错，如果发生火情，很快就会蔓延至整幢大楼。同时，在火灾中丧生的人群中，大部分不是被烧死的，而是由于吸入
各种燃烧物所产生的浓烟和毒素窒息而死。因此建议在重要的涉及人身安全的场合的综合布线部分，为了安全起见，采用美国UL的阻燃CMP级低
烟无卤线缆。在通信线缆布线时，由于屏蔽类网线比非屏蔽网线拥有更好的阻燃性能，建议在条件允许情况下，可考虑使用屏蔽类网线。参考文献：
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