阻燃系列认证基础知识

21 世纪，综合布线系统进入了一个以千兆传输速率为标志的八类铜缆时代、以万兆传输速率为标志的光缆时代，特别是5G的布局，千兆布线系统八类铜缆为代表的短线布线已经开始大量使用，然而很多的设计商、承建商、用户在追求速度的同时，却忽视了一个潜在的设计漏洞——火灾风险。据权威机构调查表明，很多建筑发生火灾都是由于电缆老化路短而导致自燃等原因造成的电气火灾。而在火灾发生后最严重的灾害是火势廷电缆线路的曼延，如何减少安全隐患，提高系统的安全性，成为很多新建建筑的首要安全问题，今天的智能大厦首先应该是安全的大厦，才能保证系统智能化的正常工作.

标准与规则

美国国家电气规程（NEC）、加拿大 CSA 和美国 UL 实验室列表是国际上最为广泛接受的电气安全要求。在规程中对钢缆和光纤都有防火要求。规程中最严重的 2 项灾害是电回路的起火和电缆上火势的蔓延，条款 800 针对铜缆分为：

CMP——用干阻燃，

CMR——用于垂直主干，

CM——用于普通使用（除阻燃和垂直主干外）等

要求通信的电缆必须经测试和满足防火、机械和电子标准，并经过实验室的独立测试（保险实验室）。条款 770 针对带电导体的光纤电缆的安装分为：OFN——导体光纤电缆，OFNP——非导体阻燃，OFNR——非导体垂直主干。其中 OPNF 为阻燃最高等级；NEC 的防火标准由美国国家防火协会（National Fire Protection Assiciation，NFPA）发布，并且每 3 年修订一次，最近一次发布于 1996 年。NEC800 条款制定了所有安装于建筑物内的通讯电线和电缆必须遵守的 4 个等级的防火要求。它们还必须用明显的标记标明。这些电缆标记有助于确认安全等级，并且从建筑物检验和危险评估的观点来说也是有价值的。

安全实验室（Under writer Laboratories，UL 开发了核实电缆是否符合 NEC 标准的测试方法。NEC Article 800：CSA FT6/UL 910：用于空气环境中空间传递的电缆和光缆的火焰传播和烟雾浓度的测试。最大的火焰蔓延长度为本 1.50 米．通过这种测试的电缆被认为是适用于压力通风空间的阻燃级电缆。

NEC Article 800：CSA FT4/UL 1666：用于安装在垂直竖井中的电缆和光缆的火焰传播的测试。最大的火焰蔓延长度为本 1.50 米耐火温度为方便用户 454.4 摄氏度，所设计的垂直主干级电缆须通过这种测试。UL 和 ETL 都是防火线缆的认证机构 对于 NRTL（北美认可实验室）而言，无论测试产品还是认证产品都必须取得资格认证。认证包括定期的工厂核查以保证制造者连续生产的产品符合工厂核查手册。

当前，在北美有 9 家被认可的 NPTL，电子检测实验室（ETL），包括安全实验室（UL）以及加拿大协会（CSA）等，他们可以测试、核实和认证通讯电缆的防火等级和 TIA／ EIA 类别性能。

在美国，由国家认可测试实验室（NRTL）进行燃烧测试并编制电缆一览表。由居住安全与健康管理局（OSHA）负责对NRTL 的任命并监察他们与任命标准的连续一致性。每次任命有效期为 5 年。包括 UL 和 ETL 测试实验室在内，共有 9 个 NRTL。这些实验室还将测试通讯电缆是否符合 ANSI／TIA／EIA－568－AB 性能（类）规范。在加拿大，加拿大标准委员会可指定实验室作为一个认证组织（CO）或者测试组织（TO）。组织如 C（UL）和 C（ETL）。

这些实验室按照标准进行测试，并负责保证电缆充分标明了适当的防火等级。实验室还对工厂进行审查以保证制造工艺的一致性。如何识别线缆的防火性能 防火性能在线缆外皮上有标记，下面以 IBDN 电缆编码为例。

Nordx／CDT 提供了三个系列的增强型水平电缆。

它们是 IBDN—1200、IBDN—2400 和 IBDN 一 4800LX 系列。IBDN－1200

由 1212、1213、1224 等特殊电缆组成。IBDN－2400 和 IBDN－4800LX 系列与之类似。前两位数（如“12”“24”’）与最大建议数据

传输率有关，当用于 IBDN 千兆位布线解决方案时，电缆可分为 1.2 和 2.4Gbps。第三位数与电缆设计有关，表示如下： 

1 表示 UTP 和使用一些卤化材料（如 PVC、LSPVC 或 FEP）   

2 表示 U T P 和使用低烟无毒材料（如：LSOH）   

最后一位数代表火焰传播等级，表示如下：

·1 表示 CM、CMX 通用目的；

·2 表示 CMR（inc.FT－4）*竖井；

·3 表示 CMP 阻燃；

·4 表示 IEC 332－l。

Nordx／C D T 还提供三个系列的光缆。它们是 IBDN—FX300、IBDN—FX600 和 IBDN－FX2000 光纤线缆，防火性能的标记为：

OFN——非导体光纤线缆

FNR——一非导体垂直主干

OFNP——一非导体光纤阻燃 阻燃级线缆

用于压力通风管道的阻燃级线缆，列示和认证标记为 CMP，OFNP。该线缆具有高阻燃性、冒烟少，可用于空气流通的空间如升高的天花板和地板。竖井级线缆 垂直安装的经过一层以上的线缆，或垂直安装于通风竖井内，列示和认证标记为 CMR，OFNR。这 些线缆具有阻燃性并可以防止火焰的蔓延。

目前,电缆行业习惯将阻燃( Fire Retardant)、无卤低烟(Low Smoke Halogen Free ,LSOH)或低卤低烟(Low Smoke Fume ,LSF)、耐火(FireResistant)等具有一定防火性能的电缆统称为阻燃防火电缆.

◎ 阻燃电缆(Flame Retardant)

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

◎ 无卤低烟阻燃电缆(LSOH)

无卤低烟电缆的特点是不仅具有优良的阻燃性能,而且构成低烟无卤电缆的材料不含卤素,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.无卤低烟阻燃电缆虽然具有优良阻燃性、耐腐蚀性及低烟浓度,但其机械和电气性能比普通电缆稍差.

◎ 低卤低烟阻燃电缆(LSF)

低卤低烟阻燃电缆的氯化氢释放量和烟浓度指标介于阻燃电缆与无卤低烟阻燃电缆之间.低卤( Low Halogen)电缆的材料中亦会含有卤素,但含量较低.这种电缆的特点是不仅具备阻燃性能,而且在燃烧时释放的烟量较少,氯化氢释放量较低.这种低卤低烟阻燃电缆一般以聚氯乙烯(PVC)为基材,再配以高效阻燃剂、HCL 吸收剂及抑烟剂加工而成.因此这种阻燃材料显著改善了普通阻燃聚氯乙烯料的燃烧性能.

◎ 耐火电缆(Fire Resistant)

耐火电缆是在火焰燃烧情况下能保持一定时间的正常运行,可保持线路的完整性( Circuit Intergrity).耐火阻燃电缆燃烧时产生的酸气烟雾量少,耐火阻燃性能大大提高,特别是在燃烧时,伴随着水喷淋和机械打击震动的情况下,电缆仍可保持线路完整运行.

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.美国防火标准较关注前两个问题,但是欧洲和美国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.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. IEC 阻燃等级为了评定线缆的阻燃性能优劣,国际电工委员会分别制定了 IEC60332-1、IEC60332-2 和 IEC60332-3 三个标准.IEC60332-1 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.

◎  IEC60332-1/BS4066-1 阻燃等级(单根电线或电缆垂直燃烧测试 Flame Test On Single Vertical Insulated Wires/Cables)这是单根电缆的阻燃标准.试验规定,一根 60cm 长的试样垂直固定在前壁开通的金属箱内,火焰长度 175mm 的丙烷燃烧器从距试样的上部固定端 450mm 的位置上火焰锥与电缆以 45 度角接触,如果试样燃烧损坏部分距离固定如果试样燃烧损坏部分距离固定端下部不超过 50mm,测试通过.

◎  IEC60332-3/BS4066-3 阻燃等级(成束电线或电缆垂直燃烧测试 Flame Test On BunchedWires/Cables)

这是成束电缆的阻燃标准.试验规定,成束 3.5m 长的电缆试样用铁丝固定在梯形测试架上,试样数量按不同分类所要求的非金属物料决定.试样垂直挂在燃烧炉背壁上,空气通过底板上的进气口引入燃烧炉.丙烷平面燃烧器以 750℃的火焰与试样接触,试样在强制吹风(气流排放 5m3/分钟,风速 0.9m/秒)的情况下,必须在垂直燃烧 20 分钟内燃不起来,电缆在火焰蔓延 2.5 米以内自行熄灭.IEC60332 有 A 类、B 类、C 类和 D 类之分,以评定阻燃性能优劣.

◎  增压级-CMP 级(送风燃烧测试/斯泰钠风道实验 Plenum Flame Test/Steiner TunnelTest)

这是 UL 防火标准中要求最高的电缆(Plenum Cable),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 UL910 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.

◎  干线级-CMR 级(直立燃烧测试 Riser Flame Test)

这是 UL 标准中商用级电缆(Riser Cable),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.干线级电缆没有烟雾浓度规范,一般用于楼层垂直和水平布线使用.

◎  商用级-CM 级(垂直燃烧测试 Vertial Tray Flame Test)

这是 UL 标准中商用级电缆(General Purpose Cable),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电缆的上端并自行熄灭.UL1581 和IEC60332-3C 类似,只是敷设电缆根数不同.商用级电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.

◎  通用级-CMG 级(垂直燃烧测试 Vertial Tray Flame Test)

这是 UL 标准中通用级电缆(General Purpose Cable),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.通用级电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 级(垂直燃烧测试 Vertial Wire Flame Test) 

这是 UL 标准中家居级电缆(Restricted Cable),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,仅用于敷设单条电缆的家庭或小型办公室系统中.这类电缆不应成捆敷设使用,必须套管.烟密度、卤素含量和毒性等级

◎  IEC60754-1/BS6425-1 卤素气体含量的测定(Emission Of Halogens)

这是 IEC 和 BS 标准中针对氯化氢(HCL)释放浓度的规范.卤素含氟(Florine)、氯(Chlorine)、溴(Bromine)、碘(Iodine)和放射性易挥发的元素砹(Astatine),成分的毒性很高.实验规定,燃烧炉预热到 800℃时,把一根内置 1.0g 试样推入炉内,利用气流排放速率使 HCL 溶入水中,再测定水溶液的卤酸含量.如果电缆材料燃烧时卤酸(HCL)释放量少于 5mg/g 时,可被称为无卤电缆(LSOH),如果卤酸(HCL)释放量大于 5mg/g 时而小于 15mg/g 时,可被称为低卤电缆(LSF).值得注意的是,IEC60754-1 方法.

编辑：黄飞