额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆电线和软线连接用软电线和软电缆不延燃试验检测技术内容

1. 检测项目分类及技术要点

不延燃试验，通常称为单根垂直燃烧试验，是评估电缆电线在特定火源下阻止火焰蔓延能力的关键项目。其主要技术要点如下：

• 1.1 试样制备：

  • 试样长度：通常为（600±25）mm，确保有效受火段和夹持段。

  • 试样数量：标准规定至少需要5根试样。

  • 状态调节：试验前，试样应在（23±2）℃、相对湿度（50±5）%的环境下处理至少16小时，以消除环境温湿度对燃烧行为的影响。

• 1.2 试验装置设置：

  • 燃烧器：采用特定规格的喷灯（如符合ASTM D5025的喷灯或标准本生灯），使用纯度不低于95%的技术级甲烷作为燃料气，也可采用具有相同热值的其他气体（如丙烷、天然气），但需在报告中注明。火焰高度和温度需校准。

  • 试验箱：一个具有通风条件但不产生强气流的金属箱体，内壁为暗色背景，便于观察火焰。

  • 试样夹持：试样被垂直固定在两个支架之间，上端夹头距试样上端约50mm，下端夹头距试样下端约50mm，使试样呈垂直状态。

• 1.3 试验程序：

  • 火焰施加：将燃烧器与试样呈45°角或90°角（取决于标准）放置，使蓝色内锥的尖端与试样表面接触，火焰中心对准试样下夹头以上的规定位置。

  • 供火时间：精确控制火焰对试样的燃烧时间，通常为（60±2）秒。

  • 余焰时间测量：移开火焰后，立即开始用秒表记录试样上的有焰燃烧持续时间，即余焰时间（t₁）。

  • 余辉时间测量：待有焰燃烧停止后，若试样有炽热发光现象，则继续记录余辉时间（t₂）。

  • 炭化长度测量：试验结束后，测量试样从原始上夹头下缘或固定点开始，到因燃烧而造成明显损坏（如烧焦、软化、变形）的最远点的距离，即炭化长度。

• 1.4 判定准则：

  • 核心指标：

    • 余焰时间（t₁）： 单个试样的余焰时间不应超过规定值（例如，GB/T 18380.12-2022 和 IEC 60332-1-2:2015 规定为≤30秒）。

    • 炭化长度： 试样上测得的炭化长度不应超过规定值（例如，上述标准规定为≤540mm，即上夹头下缘以下部分）。

  • 结果评定： 通常要求所有5根试样均满足上述条件，方可判定为“通过”不延燃试验。若有试样不合格，则可能允许进行重复试验，具体规则依据标准而定。

2. 各行业检测范围的具体要求

不延燃性能是电缆安全的基本要求，广泛应用于各个领域，但不同行业或应用场景可能有附加或更严格的规定。

• 2.1 建筑工程：

  • 要求： 所有敷设在建筑物内的固定布线用聚氯乙烯绝缘电缆（如、R、RVV等）必须通过单根垂直燃烧试验。这是保障建筑电气消防安全、防止因线路故障引发火灾蔓延的基础。

  • 特殊场景： 在人员密集场所（如商场、医院、学校）或疏散通道中，虽未强制要求但推荐使用阻燃级别更高的电缆（如通过成束燃烧试验的阻燃电缆）。

• 2.2 家用电器及设备内部布线：

  • 要求： 用于家电产品内部连接、电源线的软电缆和软线（如60227 IEC 53系列）必须通过不延燃试验。这是产品安全标准（如GB 4706.1、IEC 60335-1）的强制性要求，旨在防止因电器内部故障引燃电线导致火灾。

• 2.3 信息通信设备：

  • 要求： 设备内部使用的聚氯乙烯绝缘软电线需满足不延燃要求，以确保设备在异常情况下的安全性。

• 2.4 轨道交通：

  • 要求： 轨道交通车辆用电线电缆（如EN 45545-2标准系列）对阻燃有极其严格的要求。虽然单根垂直燃烧是基础，但通常必须满足更高级别的成束燃烧、烟密度、毒性等综合性阻燃指标。

• 2.5 汽车工业：

  • 要求： 汽车内部低压电线（如ISO 6722、JASO D611标准涵盖）对耐热、耐油、阻燃有特定要求。其燃烧试验方法（如水平燃烧）可能与电缆标准不同，但阻燃原则一致。

3. 国内外检测标准的详细对比

国际上主流标准与国内标准存在高度的对应和等效关系，但在细节上略有差异。

注： 欧盟的CE认证通常采用 harmonized standard（如EN 50575中引用的EN 60332-1-2），其技术内容与IEC 60332-1-2完全相同。

4. 检测仪器的原理和应用

不延燃试验的核心仪器是垂直燃烧试验仪。

• 4.1 系统构成：

  • 试验箱体： 金属制，内涂耐热暗色漆，正面有观察窗。顶部有排烟系统，底部有通风孔。

  • 试样夹持装置： 两个可调节高度的自紧式夹钳，确保试样垂直悬挂且牢固。

  • 燃气系统： 包括气源（甲烷/丙烷钢瓶）、减压阀、精密流量计和压力表，用于提供稳定、可校准的燃气流量。

  • 燃烧器： 核心部件，标准规定的本生灯或管状喷灯，能产生稳定、尺寸精确的蓝色火焰。

  • 自动控制系统： 现代仪器通常集成PLC或微处理器，用于精确控制供火时间（如60秒），并能在供火结束时自动移开燃烧器。

  • 计时系统： 高精度电子秒表，用于手动或自动记录余焰时间(t₁)和余辉时间(t₂)。

• 4.2 工作原理：
  仪器通过精确控制可燃气体（甲烷/丙烷）与空气的混合比例及流量，在标准燃烧器喷嘴处产生一个具有特定温度场和热通量的稳定火焰。将此标准火焰施加到垂直固定的试样上规定时间，模拟电缆在遭遇外部小火源时的情形。通过测量移开火源后试样的持续燃烧时间（余焰）和燃烧破坏的范围（炭化长度），来定量评估材料抑制火焰蔓延的能力。

• 4.3 应用要点：

  • 校准： 定期校准是保证数据准确可靠的关键。校准内容包括火焰高度（使用高度规）、火焰温度（使用热电偶）和气体流量。

  • 环境控制： 试验必须在标准规定的环境条件下进行，通常在（23±2）℃和（50±5）%RH的实验室环境中，避免气流干扰。

  • 操作规范性： 操作人员需严格遵循标准流程，包括试样的安装、火焰的对准、计时起止点的判断等，任何偏差都可能导致结果无效。炭化长度的判定需要经验，通常以物理损伤（如软化、滴落、碳化）的最远点为界。