附录A 电线电缆的技术指标及防火性能等级
(规范性附录)
一、消防设备的配电线路用的电线电缆其电性能应满足国家电线电缆产品标准或国际标准的要求.
1 导体电阻试验
在至少1m 长的电缆样品上测量的每根导体的直流电阻,校正至室温下数值后应不大于GB/T3956(IEC228)中对于该导体类别和规格规定的值。
2 成品电缆电压试验 2.1全长试验
采用制造长度的成品电缆按A.1和A.2所述做试验,绝缘在试验中不得发生任何击穿。 2.2 水中试验
采用成品电缆的样品按A.1和A.3.1所述做试验,绝缘在试验中不得发生任何击穿。 采用含金属层或无绝缘线路保护导体的成品电缆的样品按A.1和A.3.2所述做试验时,护套在试验中不得发生任何击穿。
备注:
A.1 试验条件和电压
在20±5℃下做A.2和A.3条所述的试验,试验电压为交流近似正弦波形,频率49Hz~61Hz,峰值/2 ,公差为±7%。
A.2 全长试验
每根制造长度的双芯和多芯电缆不浸水做试验。施加试验电压后缓缓升压完全到达表1列出的均方根值后保持5分钟。电压应依次施加在每根导体与连接在一起其余导体、电路保护导体、泄流线和金属层(若有)之间。
A.3 水中试验
A.3.1 将每一根长20m 的电缆样品浸入水中至少24小时,浸水时电缆线芯端头应伸出水面足够高以防止在导体与水之间施加所需的电压时沿电缆表面的漏泄电流损坏电缆。施加试验电压后缓缓升压完全到达表2中列出的均方根值后保持15分钟。电压应依次施加在每根导体与连接在一起其余导体、电路保护导体、泄流线、和水之间;还要施加在连接在一起的所有导体与水之间。
A.3.2 若电缆包含金属层或无绝缘的电路保护导体,将每圈成品电缆整个浸入温度为10-25的水中至少1小时,然后剥去电缆两端的金属护套,并进行临时密封。做如下附加的试验:应在导体之间以及全部导体和铜护套之间施加表1规定的电压,最小升压速度为150V/S,并且至少持续60S 。
表1 成品电缆的试验电压
二、消防线路用电线电缆的防火、安全特性应满足表1要求:
三、产品标记:
防火电缆用防火标记, 防火级别标记, 材料及结构标记, 额定电压, 导体截面五项进行标记
防火标记:N-耐火,J-冲击,S-喷水 产品表示示例:
a) 铜芯导体, 防火性能ⅠA, 额定电压750V, 单芯, 标称截面95mm2, 表示为
NJS- ⅠA 750V 1*95
B) 铜芯导体, 防火性能ⅡA, 额定电压600/1000V,3芯, 标称截面95mm2,1芯, 标称截面50mm2. 表示为
NJS-ⅡA 600/1000v 3*95+1*50 C) 铜芯导体,防火性能ⅢA, 额定电压600/1000V,3芯, 标称截面95mm2,1芯, 标称截面50mm2. 表示为
NJS-ⅢA 600/1000V 3*95+1*50
四、产品抽样方式:
产品通过公安部消防部门出具的型式检测,并按如下规格进行送检。
防火电缆的取样3个:一组样的规格接近最大申请截面;一组样的规格接近最小申请截面;第三组样的芯数为最多申请芯数,中等截面。当最多申请芯数为5 芯时,样品为5 芯结构电缆。
注:多芯电缆的中等截面定义如下:规格为申请的多芯电缆最大规格的1/4 到1/3。 五、试验装置及试验程序及要求: 1、单纯燃烧试验装置: 1.1试样支撑装置:
从GB/T19216.21起,在本部分后续部分所述的有关试验步骤中,电缆试样护套或被保护的端部应用适当的支撑方法将其呈水平地托住。试样的一端应牢固夹住以防止其移动,另一端则支撑着以允许试样由于热膨胀作纵向移动。电缆的中间部分应用两个相隔约300mm 的金属环支撑。金属环与支撑装置的其他金属部件应良好接地。金属环的内径约150mm ,并用直径为(10±2)mm 的钢钢棒制造。电缆的支撑设施在图1中显示。
对于直径小于10mm 的非铠装电缆,应增加3个金属环来支撑电缆,每一个距个两金属环约150mm 。 1.2热源
1.2.1热源应为带有文丘里混合器的喷嘴标称长度为500mm 的带型丙烷气体喷灯,推荐采用中部供气喷灯。喷嘴标称宽度应为15mm 。喷嘴应有三排错开的标准直径为1.32mm 、中心距为3.2mm 钻孔,如图2。此外,在喷嘴每一边有一排小孔,作为引导孔来维持火焰的燃烧。
推荐的喷灯系统的选择导则,参见GB/T19216.11-2003附录B 。
1.2.2喷灯应配备精确的控制设施,控制燃料和空气输入的流量,可以采用转子流量计或质量流量计。
图3给出转子式流量计系统的一个实例。如有必要,可根据不同的温度或压力,对流量计进行修正。GB/T19216.11-2003附录C 给出修正系数的应用导则。
注:为使用方便,控制精确,推荐采用质量流量计。 对本试验来说,空气的露点不应高于0℃。
本试验基准条件为0.1MPa 及20℃,流量应符合以下规定: 空气:每500mm 喷嘴长度,(80±5)L/min; 丙烷:每500mm 喷嘴长度,(5±0.25)L/min。
1.2.3喷灯和控制系统应按GB/T19216.11-2003附录A 规定的程序进行验证。 1.3热源的位置
喷灯应放在试验箱体内,喷嘴至少高出试验箱底面200mm ,离任何箱壁至少300mm 。 喷灯应如图4所示,与试样对准,故:
-其中心水平面位于试样最低点以下(70±10)mm 。 -喷嘴离试样中心垂直面约45mm 。
在电缆测试中,喷灯的精确位置,应采用GB/T19216.11-2003附录A 中的认证程序予以确定。
1.4试样的制备;
取长约为1200mm 长的成品电缆为试样,并把每端约100mm 的护套或外护层剥除。 在电缆的每一端,应适当地处理每一根导体以便进行电气连接,并且应分开露出的导体以避免相互接触。
1.5在试验过程中,用于连续性检查的电流应流经电缆所有的导体,该电流由一台三相星形连接的变压器或单相变压器(组)提供,这些变压器应有足够容量,当达到最大允许泄漏电流时仍可保持试验电压。
在试样的另一端,每根导体或每组导体连接适当的负载和指示装置(如灯泡)使形成电流。
注2:在试验电压下,通过每根导体或每组导体的电流以0.25A 为宜。 1.6试验步骤
A ) 应使用GB/T19216.11中详细说明的试验装置完成本章规定的试验程序。 B )试验步骤中所使用的熔断器应为GB13539.5-1999中规定的DII 型。允许使用具有等效特性的断路器代替。
当使用断路器时,其等效特性应以GB/T19216.21-2003附录A 中的特性曲线为基准进行验证。
有争议时,熔断器应作为基准方法。 C )、将试样安装在夹子和支架上,相对试样调节喷灯到正确位置,使符合验正步骤中确定的X 值和Y 值(参见GB/T19216.11)
D ) 在靠近变压器的试样的一端,将中性导体和所有保护导体接地。所有金属屏蔽,引流线或金属层都应相互连接并接地。将变压器与各导体连接,但不包括下图中标明的打算用作中性导体或保护导体的那些导体。如果金属套、铠装或屏蔽作为中性导体或保护导体使用,则应如图1所示,按照中性或保护导体那些进行连接。
对于单相、两相或三相电缆,每相导体应与变压器输出端的各相连接,变压器输出端的每一相上应串接一个2A 的熔断器或具有等效特性的断路器。
对于具有四芯或四芯以上的多芯电缆(不包括任何中性或保护导体),导体应分为大体相等的三个组,并应尽可能使相邻的导体位于不同的组。
对于多线对电缆,导体应分为两个相等的组,并确保每个线对的a 芯连接到一相,每线对的b 芯连接到另一相(下图中L1和L2)。四线组应作为2个线对处理。
对于多三线组电缆,导体应分为三个相等的组,并确保每个三线组的a 芯连接到变压器的一相,每个三线组的b 芯连接到变压器的另一相,每个三线组的c 芯与变压器的第三相连接(下图中的L1、L2和L3)。
把每一组中的各导体并接起来,再连接变压器输出端的各相上,变压器输出端的每一相上应串接一个2A 的熔断器或具有特效性的断路器。
注1:对于上面没有说明的电缆结构,施加试验电压时应尽可能地将相邻的导体连接到
不同的相上。
在远离变压器的试样的另一端:
—将一根导体或一组导体连接到负载和指示装置的一端(如第5章所述),另一端接地。 —将中性导体和所有保护导体连接到负载和指示装置的一端(如第1.5所述),另一端
连接到变压端的L1(或L2或L3)(见下图)。
E )点燃喷灯,把丙烷和空气流量调节到验证步骤中得到的数值(见GB/T19216.11)。 打开电源开关,把电压调节到电缆的额定电压(最小电压为交流100V ),即导体之间的试验电压应等于导体之间的额定电压。导体与地之间的试验电压应等于导体与地之间的额定电压。如果是单芯电缆, 电压应施加在导体和接地的支撑装置和接地的金属护套(如果有的话)
之间
G ) 试验应按1.7给定的供火时间持续进行, 之后应熄灭火焰, 但应对电缆试样继续供电15min 。即总的试验时间应为供火时间加上15min 的冷却时间
.
1.7性能要求 A ) 供火时间
供火时间为耐火一级ⅠA 为950℃180min 。耐火二级ⅡA 为950℃90min ,耐火三级ⅢA 为750℃90min B) 合格判据
按照第1.6章给定的试验程序,具有保持线路完整性的电缆,只要在试验过程中: —电压保持,即没有一个熔断器熔断或断路器断开。 —导体没有断开,即没有一个灯泡熄灭。 1.8 重复试验程序
如果试验失败,根据有关标准的要求,应另取两根试样都符合试验要求,则应认定试验合格。
2、耐火燃烧加撞击 2.1试验装置
实验装置应有如下部分组成:
a ) 安装电缆的试验梯架,包括2. 2中所述的,固定于刚性支架上的钢质框架; b ) 热源2.3中所述的水平安装的带型喷灯; c ) 2.4中阐述的冲击发生装置;
d ) 试验壁,配备附录A 中所述的用于验证热源的热电偶。 试验装置的通常位置如下图1、图2及图3所示。
2. 2试验梯架及安装
试验梯架由图1所示的钢质框架组成,为了适应不同尺寸电缆的试验,试验梯架上两根位于中央的垂直构件可以调节。试验梯架约1200mm 和高约600mm ,试验梯架的总质量为(18±1)kg 。如需要镇重物,应放置于钢质支架上。
注1:宽约45mm 和厚约6mm 的角铁是试验梯架合适的结构材料,它应具有便于垂直部件移动的开
口槽孔,并用螺栓及夹具固定。
在每根水平构件上离每端不超过200mm 处开有一个安装孔,并精确位置和直径取决于所使用的特定的支撑衬套和支架,试验梯架通过四个橡皮衬套接头固定于刚性支架上。橡皮衬套的硬度为(50-60)肖氏A ,如图1和图2所示,安装于试验梯架的水平钢质构件与支架之间,在冲击下可产生位移。
注2:如图4所示的典型橡皮衬套是适用的。 2.3热源
2.3.1热源应为一个带有文丘里混合器的喷火面标称长度为500mm 的带型丙烷气体喷灯,推荐采用中部供气的喷灯。喷火面标称宽度应为10mm 。喷火面上应有三排交错排列的标称直径为1.32mm ,中心距为3.2mm 的钻孔,如图5所示。另外,在喷火板的每一边开有一排小孔作为引导孔来维持火焰的燃烧。
推荐的喷灯系统选用导则参见GB/T19216.11-2003的附录B 。
2.3.2应适用质量流量计,因其能精确控制燃气和空气流入喷灯的速率。
注:转子流量计可用作备选方案,但不予推荐。GB/T19216.11-2003的附录C 给出了其
适用的修正系数说明。图6为转子流量计的一个实例。
对于本试验,空气的露点不应高于0℃。
在1*105Pa (1bar )和20℃的基准条件下,本试验应适用以下流量: —空气:(160±8)L/min; —丙烷:(10±0.4)L/min。
2.3.3喷灯和控制系统应按GB/T19216.12 附录A 规定的程序进行验证。 2.4冲击发生装置
冲击发生装置由一根直径为(25±0.1)mm 和长为(600±5)mm 的低碳钢圆棒组成。该圆棒绕着一根平行于试验梯架的轴线自由转动,其位于距离试验梯架上边缘(200±5)mm 的同一水平面中。该轴线将圆棒分为两个不相等的长度,即分别为(400±5)mm 和近似200mm ,较长的部分敲击试验梯架。圆棒以其自身的重量从与水平面呈60℃的角度跌落,敲击在试验梯架的中点,如图1和图3所示。 2.5热源的定位
喷灯应放置在试验箱体内,喷灯喷火面距箱体地板或任何安装板以上至少200mm ,距任一箱体墙壁至少500mm 。
以试验电缆中心为基准,喷灯中心应被定位在喷灯喷火面与电缆中心之间的水平距离为(H ±2)mm ,喷灯中心线与电缆中心之间的垂直距离为(V ±2)mm ,如图3所示。
在电缆试验过程中,喷灯的正确位置应按照GB/T19216.12附录A 的验证程序所确定的H 和V 的值来确定。
注:在试验过程中,喷灯应牢牢固定在支架上,以防试样发生相对位移。 2.5试验程序 2.5.1 试样制备
取一段长度不小于1500mm 的成品电缆作为试样,并在电缆的每一端剥除100mm 的护套或外护层。
在电缆的每一端,应适当地处理每一根导体以便进行电气连接,并且应分开露出的导体以避免相互接触。 2.5.2 试样的安装
弯曲电缆形成似于圆周中的圆弧形状,弯曲的内半径应为制造厂所申明的最小弯曲半径。
电缆应用接地的金属夹安装在试验梯架的中央,如图1所示。在试验梯架上部的水平构件上推荐使用二只U 型螺栓,但在中部的垂直构件上应使用金属条制成的P 型夹。如果电缆直径小于20mm ,则金属条的宽度应为(10±1)mm ,如果电缆直径为20mm~50mm,则金属条的宽度应为(20±2)mm ,对于更大的电缆,金属条宽度约为(30±3)mm 。P 型夹应做成与被试电缆的直径基本相等。
当中部的垂直构件位于图1所示位置,如果电缆太小而不能安装到该构件上时,垂直构件应等量地向中央移动,电缆可按图2所示安装。
2.5.3 连续性检查装置
在试验过程中,用于连续性检查的电流应流经电缆所有的导体,该电流由一台三相星形连接的变压器或单相变压器(组)提供,这些变压器应有足够容量,当达到最大允许泄漏电流时仍可保持试验电压。
注1:当确定变压器的额定功率时,应注意熔断器的特性。
在试样的另一端,将适当的负载和指示装置(如灯泡)与每根导体或每组导体连接以形成电流。
注2:在试验电压下,通过每根导体或每组导体的电流以0.25A 为宜。
2.5.4 试验程序
A ) 应使用GB/T19216.12-2008中详细说明的试验装置完成本章规定的试验程序。
B ) 在D 中的试验程序所使用的熔断器应为GB13539.5-1999中规定的DII 型。允许使用具有等效特性的断路器代替。
当使用断路器时,其等效特性应以GB/T19216.21-2003附录A 中的特性曲线为基准进行验证。
有争议时,熔断器应作为基准方法。
C )、将试样安装在试验梯架上,按验证程序确定的H 值和V 值正确调节喷灯和试样的相对位置(见GB/T19216.12-2008附录A )。
喷灯应位于试样的中央,以使:
—喷灯的中心水平面在试样中心水平面的下方,距离为(H ±2)mm 。
—喷灯喷火面的垂直平面与试样中心垂直平面的距离为(V ±2)mm 。
D ) 在靠近变压器的试样的一端,将中性导体和所有保护导体接地。所有金属屏蔽,引流线或金属层都应相互连接并接地。将变压器与各导体连接,但不包括图3中标明的打算用作中性导体或保护导体的那些导体。如果金属套、铠装或屏蔽作为中性导体或保护导体使用,则应如图3所示,按照中性或保护导体那些进行连接。
对于单相、两相或三相电缆,每相导体应与变压器输出端的各相连接,变压器输出端的每一相上应串接一个2A 的熔断器或具有等效特性的断路器。
对于具有四芯或四芯以上的多芯电缆(不包括任何中性或保护导体),导体应分为大体相等的三个组,并应尽可能使相邻的导体位于不同的组。
对于多线对电缆,导体应分为两个相等的组,并确保每个线对的a 芯连接到一相,每线对的b 芯连接到另一相(图3基本电路中L1和L2)。四线组应作为2个线对处理。
对于多三线组电缆,导体应分为三个相等的组,并确保每个三线组的a 芯连接到变压器的一相,每个三线组的b 芯连接到变压器的另一相,每个三线组的c 芯与变压器的第三相连接(图3基本电路中的L1、L2和L3)。
把每一组中的各导体并接起来,再连接变压器输出端的各相上,变压器输出端的每一相上应串接一个2A 的熔断器或具有特效性的断路器。
注1:上述的试验程序将中性导体接地,如电缆设计成用于中性导体不接地的系统中,
则中性导体不能接地。如果电缆标准要求,则允许将中性导体当作相导体进行
试验。当金属护层,铠装或屏蔽用作中性导体,则应始终接地。试验方法的任
何此类变更,应包括在试验报告中。
注2:对于上面没有说明的电缆结构,施加试验电压时应尽可能地将相邻的导体连接到
不同的相上。
在远离变压器的试样的另一端:
—将一根导体或一组导体连接到负载和指示装置的一端(如第5章所述),另一端接地。 —将中性导体和所有保护导体连接到负载和指示装置的一端(如第5章所述),另一端
连接到变压端的L1(或L2或L3)(见图3基本电路)。
E )点燃喷灯,把丙烷和空气流量调节到验证程序中得到的数值(见GB/T19216.12-2008)。
在点燃喷灯后,应立即启动冲击发生装置,同时启动试验计时器。在启动后5min ±10s 以及之后每隔5min ±10s ,冲击发生装置应敲击试验梯架。在每次敲击后,敲击棒应在敲击后的20s 内从试验梯架上提起。
F ) 在试验计时器启动之后,应立即接通电源,并将电压调节到电缆的额定电压(最小电压为交流100V ),即导体之间的试验电压应等于导体之间的额定电压。导体与地之间的试验电压应等于导体与地之间的额定电压。
G ) 试验应按2.5.5中的A) 条给定的供火时间持续进行,之后应熄灭火焰。
2.5.5性能要求
A ) 供火时间
供火和敲击的时间为耐火一级ⅠA 为950℃撞击180min 。耐火二级ⅡA 为950℃撞击90min ,耐火三级ⅢA 为750℃撞击90min
2.5.6 合格判据
按照第2.5.4章给定的试验程序,具有保持线路完整性的电缆,只要在试验过程中: —电压保持,即没有一个熔断器熔断或断路器断开。
—导体没有断开,即没有一个灯泡熄灭。
2.5.7 重复试验程序
如果试验失败,根据有关标准的要求,应另取两根试样都符合试验要求,则应认定试验合格。
3、喷水试验
在耐火燃烧加撞击试验结束后,在5min 之内,对已经经受耐火撞击试验的试样组合执行喷水试验。
注意安全!重要!在喷水试验时不能通电!
喷水首先直接对试样组合的底部中央执行,然后是暴露面的各个部分。喷口以某种速度平滑、稳定地移动,使试样组合的各个部分均受到水流的冲击。当试样组合的所有部分均受到水流冲击,反向执行上述程序。
3.1标准冲击喷水试验
水流由2-1/2 in(63.5mm)的水龙带提供,通过具有相应尺寸的国家标准游管(PLAYPIPE|)喷出,该游管配备一个具有标准梯度、内膛光滑的1-1/8 in(28.6mm)的喷水端,该喷水端在喷口没有突出部件。水压及喷水时间的最小值按照表3的规定。
喷嘴口与试样组合暴露表面中心的最大距离是20ft(6.1m)。当直接喷向中心时,喷嘴轴与试样表面垂直。在其他位置(喷水方向)与垂直方向每偏离10°,喷嘴与暴露表面中心的距离即应从20ft 送去1ft(305mm)
安装耐火电缆的壁面或地面的矩形面积总和定义为暴露面积,在试验时水流必须扫过该面积。
3.2. 施加应用电压
3..2.1试验组合干燥之后,将每根导线与电源接通。电源电压可为电缆的最大额定电压,或为电缆的应用电压。重要!注意安全!导线通电之前,试验组合必须干燥!
3.2.2电源的状况应与耐火试验时相同。
3.2.3电源每根不接地的导线,均接入1根3A 的熔断器。
3.2.4在电缆面向电源的一端,每根导线或导线组,均就连接1只灯,对灯进行估算,使在每根导线中产生0.25至0.50A 的电流。
3.2.4经喷水试验,当试验组合干燥后,接入导线的灯均不熄灭,表明耐火电缆的每根导线均保持功能。
4 试验报告
试验报告应包括下列内容:
a ) 被试电缆的全部说明;
b ) 被试电缆的制造者;
c ) 试验电压;
d ) 在本试验中电缆的实际弯曲半径;
e ) 实际采用的性能要求(参照第1.7、2.5.5、3.2);
f ) 供火时间。
g ) 撞击时间
h ) 喷水时间及流量
附录A 电线电缆的技术指标及防火性能等级
(规范性附录)
一、消防设备的配电线路用的电线电缆其电性能应满足国家电线电缆产品标准或国际标准的要求.
1 导体电阻试验
在至少1m 长的电缆样品上测量的每根导体的直流电阻,校正至室温下数值后应不大于GB/T3956(IEC228)中对于该导体类别和规格规定的值。
2 成品电缆电压试验 2.1全长试验
采用制造长度的成品电缆按A.1和A.2所述做试验,绝缘在试验中不得发生任何击穿。 2.2 水中试验
采用成品电缆的样品按A.1和A.3.1所述做试验,绝缘在试验中不得发生任何击穿。 采用含金属层或无绝缘线路保护导体的成品电缆的样品按A.1和A.3.2所述做试验时,护套在试验中不得发生任何击穿。
备注:
A.1 试验条件和电压
在20±5℃下做A.2和A.3条所述的试验,试验电压为交流近似正弦波形,频率49Hz~61Hz,峰值/2 ,公差为±7%。
A.2 全长试验
每根制造长度的双芯和多芯电缆不浸水做试验。施加试验电压后缓缓升压完全到达表1列出的均方根值后保持5分钟。电压应依次施加在每根导体与连接在一起其余导体、电路保护导体、泄流线和金属层(若有)之间。
A.3 水中试验
A.3.1 将每一根长20m 的电缆样品浸入水中至少24小时,浸水时电缆线芯端头应伸出水面足够高以防止在导体与水之间施加所需的电压时沿电缆表面的漏泄电流损坏电缆。施加试验电压后缓缓升压完全到达表2中列出的均方根值后保持15分钟。电压应依次施加在每根导体与连接在一起其余导体、电路保护导体、泄流线、和水之间;还要施加在连接在一起的所有导体与水之间。
A.3.2 若电缆包含金属层或无绝缘的电路保护导体,将每圈成品电缆整个浸入温度为10-25的水中至少1小时,然后剥去电缆两端的金属护套,并进行临时密封。做如下附加的试验:应在导体之间以及全部导体和铜护套之间施加表1规定的电压,最小升压速度为150V/S,并且至少持续60S 。
表1 成品电缆的试验电压
二、消防线路用电线电缆的防火、安全特性应满足表1要求:
三、产品标记:
防火电缆用防火标记, 防火级别标记, 材料及结构标记, 额定电压, 导体截面五项进行标记
防火标记:N-耐火,J-冲击,S-喷水 产品表示示例:
a) 铜芯导体, 防火性能ⅠA, 额定电压750V, 单芯, 标称截面95mm2, 表示为
NJS- ⅠA 750V 1*95
B) 铜芯导体, 防火性能ⅡA, 额定电压600/1000V,3芯, 标称截面95mm2,1芯, 标称截面50mm2. 表示为
NJS-ⅡA 600/1000v 3*95+1*50 C) 铜芯导体,防火性能ⅢA, 额定电压600/1000V,3芯, 标称截面95mm2,1芯, 标称截面50mm2. 表示为
NJS-ⅢA 600/1000V 3*95+1*50
四、产品抽样方式:
产品通过公安部消防部门出具的型式检测,并按如下规格进行送检。
防火电缆的取样3个:一组样的规格接近最大申请截面;一组样的规格接近最小申请截面;第三组样的芯数为最多申请芯数,中等截面。当最多申请芯数为5 芯时,样品为5 芯结构电缆。
注:多芯电缆的中等截面定义如下:规格为申请的多芯电缆最大规格的1/4 到1/3。 五、试验装置及试验程序及要求: 1、单纯燃烧试验装置: 1.1试样支撑装置:
从GB/T19216.21起,在本部分后续部分所述的有关试验步骤中,电缆试样护套或被保护的端部应用适当的支撑方法将其呈水平地托住。试样的一端应牢固夹住以防止其移动,另一端则支撑着以允许试样由于热膨胀作纵向移动。电缆的中间部分应用两个相隔约300mm 的金属环支撑。金属环与支撑装置的其他金属部件应良好接地。金属环的内径约150mm ,并用直径为(10±2)mm 的钢钢棒制造。电缆的支撑设施在图1中显示。
对于直径小于10mm 的非铠装电缆,应增加3个金属环来支撑电缆,每一个距个两金属环约150mm 。 1.2热源
1.2.1热源应为带有文丘里混合器的喷嘴标称长度为500mm 的带型丙烷气体喷灯,推荐采用中部供气喷灯。喷嘴标称宽度应为15mm 。喷嘴应有三排错开的标准直径为1.32mm 、中心距为3.2mm 钻孔,如图2。此外,在喷嘴每一边有一排小孔,作为引导孔来维持火焰的燃烧。
推荐的喷灯系统的选择导则,参见GB/T19216.11-2003附录B 。
1.2.2喷灯应配备精确的控制设施,控制燃料和空气输入的流量,可以采用转子流量计或质量流量计。
图3给出转子式流量计系统的一个实例。如有必要,可根据不同的温度或压力,对流量计进行修正。GB/T19216.11-2003附录C 给出修正系数的应用导则。
注:为使用方便,控制精确,推荐采用质量流量计。 对本试验来说,空气的露点不应高于0℃。
本试验基准条件为0.1MPa 及20℃,流量应符合以下规定: 空气:每500mm 喷嘴长度,(80±5)L/min; 丙烷:每500mm 喷嘴长度,(5±0.25)L/min。
1.2.3喷灯和控制系统应按GB/T19216.11-2003附录A 规定的程序进行验证。 1.3热源的位置
喷灯应放在试验箱体内,喷嘴至少高出试验箱底面200mm ,离任何箱壁至少300mm 。 喷灯应如图4所示,与试样对准,故:
-其中心水平面位于试样最低点以下(70±10)mm 。 -喷嘴离试样中心垂直面约45mm 。
在电缆测试中,喷灯的精确位置,应采用GB/T19216.11-2003附录A 中的认证程序予以确定。
1.4试样的制备;
取长约为1200mm 长的成品电缆为试样,并把每端约100mm 的护套或外护层剥除。 在电缆的每一端,应适当地处理每一根导体以便进行电气连接,并且应分开露出的导体以避免相互接触。
1.5在试验过程中,用于连续性检查的电流应流经电缆所有的导体,该电流由一台三相星形连接的变压器或单相变压器(组)提供,这些变压器应有足够容量,当达到最大允许泄漏电流时仍可保持试验电压。
在试样的另一端,每根导体或每组导体连接适当的负载和指示装置(如灯泡)使形成电流。
注2:在试验电压下,通过每根导体或每组导体的电流以0.25A 为宜。 1.6试验步骤
A ) 应使用GB/T19216.11中详细说明的试验装置完成本章规定的试验程序。 B )试验步骤中所使用的熔断器应为GB13539.5-1999中规定的DII 型。允许使用具有等效特性的断路器代替。
当使用断路器时,其等效特性应以GB/T19216.21-2003附录A 中的特性曲线为基准进行验证。
有争议时,熔断器应作为基准方法。 C )、将试样安装在夹子和支架上,相对试样调节喷灯到正确位置,使符合验正步骤中确定的X 值和Y 值(参见GB/T19216.11)
D ) 在靠近变压器的试样的一端,将中性导体和所有保护导体接地。所有金属屏蔽,引流线或金属层都应相互连接并接地。将变压器与各导体连接,但不包括下图中标明的打算用作中性导体或保护导体的那些导体。如果金属套、铠装或屏蔽作为中性导体或保护导体使用,则应如图1所示,按照中性或保护导体那些进行连接。
对于单相、两相或三相电缆,每相导体应与变压器输出端的各相连接,变压器输出端的每一相上应串接一个2A 的熔断器或具有等效特性的断路器。
对于具有四芯或四芯以上的多芯电缆(不包括任何中性或保护导体),导体应分为大体相等的三个组,并应尽可能使相邻的导体位于不同的组。
对于多线对电缆,导体应分为两个相等的组,并确保每个线对的a 芯连接到一相,每线对的b 芯连接到另一相(下图中L1和L2)。四线组应作为2个线对处理。
对于多三线组电缆,导体应分为三个相等的组,并确保每个三线组的a 芯连接到变压器的一相,每个三线组的b 芯连接到变压器的另一相,每个三线组的c 芯与变压器的第三相连接(下图中的L1、L2和L3)。
把每一组中的各导体并接起来,再连接变压器输出端的各相上,变压器输出端的每一相上应串接一个2A 的熔断器或具有特效性的断路器。
注1:对于上面没有说明的电缆结构,施加试验电压时应尽可能地将相邻的导体连接到
不同的相上。
在远离变压器的试样的另一端:
—将一根导体或一组导体连接到负载和指示装置的一端(如第5章所述),另一端接地。 —将中性导体和所有保护导体连接到负载和指示装置的一端(如第1.5所述),另一端
连接到变压端的L1(或L2或L3)(见下图)。
E )点燃喷灯,把丙烷和空气流量调节到验证步骤中得到的数值(见GB/T19216.11)。 打开电源开关,把电压调节到电缆的额定电压(最小电压为交流100V ),即导体之间的试验电压应等于导体之间的额定电压。导体与地之间的试验电压应等于导体与地之间的额定电压。如果是单芯电缆, 电压应施加在导体和接地的支撑装置和接地的金属护套(如果有的话)
之间
G ) 试验应按1.7给定的供火时间持续进行, 之后应熄灭火焰, 但应对电缆试样继续供电15min 。即总的试验时间应为供火时间加上15min 的冷却时间
.
1.7性能要求 A ) 供火时间
供火时间为耐火一级ⅠA 为950℃180min 。耐火二级ⅡA 为950℃90min ,耐火三级ⅢA 为750℃90min B) 合格判据
按照第1.6章给定的试验程序,具有保持线路完整性的电缆,只要在试验过程中: —电压保持,即没有一个熔断器熔断或断路器断开。 —导体没有断开,即没有一个灯泡熄灭。 1.8 重复试验程序
如果试验失败,根据有关标准的要求,应另取两根试样都符合试验要求,则应认定试验合格。
2、耐火燃烧加撞击 2.1试验装置
实验装置应有如下部分组成:
a ) 安装电缆的试验梯架,包括2. 2中所述的,固定于刚性支架上的钢质框架; b ) 热源2.3中所述的水平安装的带型喷灯; c ) 2.4中阐述的冲击发生装置;
d ) 试验壁,配备附录A 中所述的用于验证热源的热电偶。 试验装置的通常位置如下图1、图2及图3所示。
2. 2试验梯架及安装
试验梯架由图1所示的钢质框架组成,为了适应不同尺寸电缆的试验,试验梯架上两根位于中央的垂直构件可以调节。试验梯架约1200mm 和高约600mm ,试验梯架的总质量为(18±1)kg 。如需要镇重物,应放置于钢质支架上。
注1:宽约45mm 和厚约6mm 的角铁是试验梯架合适的结构材料,它应具有便于垂直部件移动的开
口槽孔,并用螺栓及夹具固定。
在每根水平构件上离每端不超过200mm 处开有一个安装孔,并精确位置和直径取决于所使用的特定的支撑衬套和支架,试验梯架通过四个橡皮衬套接头固定于刚性支架上。橡皮衬套的硬度为(50-60)肖氏A ,如图1和图2所示,安装于试验梯架的水平钢质构件与支架之间,在冲击下可产生位移。
注2:如图4所示的典型橡皮衬套是适用的。 2.3热源
2.3.1热源应为一个带有文丘里混合器的喷火面标称长度为500mm 的带型丙烷气体喷灯,推荐采用中部供气的喷灯。喷火面标称宽度应为10mm 。喷火面上应有三排交错排列的标称直径为1.32mm ,中心距为3.2mm 的钻孔,如图5所示。另外,在喷火板的每一边开有一排小孔作为引导孔来维持火焰的燃烧。
推荐的喷灯系统选用导则参见GB/T19216.11-2003的附录B 。
2.3.2应适用质量流量计,因其能精确控制燃气和空气流入喷灯的速率。
注:转子流量计可用作备选方案,但不予推荐。GB/T19216.11-2003的附录C 给出了其
适用的修正系数说明。图6为转子流量计的一个实例。
对于本试验,空气的露点不应高于0℃。
在1*105Pa (1bar )和20℃的基准条件下,本试验应适用以下流量: —空气:(160±8)L/min; —丙烷:(10±0.4)L/min。
2.3.3喷灯和控制系统应按GB/T19216.12 附录A 规定的程序进行验证。 2.4冲击发生装置
冲击发生装置由一根直径为(25±0.1)mm 和长为(600±5)mm 的低碳钢圆棒组成。该圆棒绕着一根平行于试验梯架的轴线自由转动,其位于距离试验梯架上边缘(200±5)mm 的同一水平面中。该轴线将圆棒分为两个不相等的长度,即分别为(400±5)mm 和近似200mm ,较长的部分敲击试验梯架。圆棒以其自身的重量从与水平面呈60℃的角度跌落,敲击在试验梯架的中点,如图1和图3所示。 2.5热源的定位
喷灯应放置在试验箱体内,喷灯喷火面距箱体地板或任何安装板以上至少200mm ,距任一箱体墙壁至少500mm 。
以试验电缆中心为基准,喷灯中心应被定位在喷灯喷火面与电缆中心之间的水平距离为(H ±2)mm ,喷灯中心线与电缆中心之间的垂直距离为(V ±2)mm ,如图3所示。
在电缆试验过程中,喷灯的正确位置应按照GB/T19216.12附录A 的验证程序所确定的H 和V 的值来确定。
注:在试验过程中,喷灯应牢牢固定在支架上,以防试样发生相对位移。 2.5试验程序 2.5.1 试样制备
取一段长度不小于1500mm 的成品电缆作为试样,并在电缆的每一端剥除100mm 的护套或外护层。
在电缆的每一端,应适当地处理每一根导体以便进行电气连接,并且应分开露出的导体以避免相互接触。 2.5.2 试样的安装
弯曲电缆形成似于圆周中的圆弧形状,弯曲的内半径应为制造厂所申明的最小弯曲半径。
电缆应用接地的金属夹安装在试验梯架的中央,如图1所示。在试验梯架上部的水平构件上推荐使用二只U 型螺栓,但在中部的垂直构件上应使用金属条制成的P 型夹。如果电缆直径小于20mm ,则金属条的宽度应为(10±1)mm ,如果电缆直径为20mm~50mm,则金属条的宽度应为(20±2)mm ,对于更大的电缆,金属条宽度约为(30±3)mm 。P 型夹应做成与被试电缆的直径基本相等。
当中部的垂直构件位于图1所示位置,如果电缆太小而不能安装到该构件上时,垂直构件应等量地向中央移动,电缆可按图2所示安装。
2.5.3 连续性检查装置
在试验过程中,用于连续性检查的电流应流经电缆所有的导体,该电流由一台三相星形连接的变压器或单相变压器(组)提供,这些变压器应有足够容量,当达到最大允许泄漏电流时仍可保持试验电压。
注1:当确定变压器的额定功率时,应注意熔断器的特性。
在试样的另一端,将适当的负载和指示装置(如灯泡)与每根导体或每组导体连接以形成电流。
注2:在试验电压下,通过每根导体或每组导体的电流以0.25A 为宜。
2.5.4 试验程序
A ) 应使用GB/T19216.12-2008中详细说明的试验装置完成本章规定的试验程序。
B ) 在D 中的试验程序所使用的熔断器应为GB13539.5-1999中规定的DII 型。允许使用具有等效特性的断路器代替。
当使用断路器时,其等效特性应以GB/T19216.21-2003附录A 中的特性曲线为基准进行验证。
有争议时,熔断器应作为基准方法。
C )、将试样安装在试验梯架上,按验证程序确定的H 值和V 值正确调节喷灯和试样的相对位置(见GB/T19216.12-2008附录A )。
喷灯应位于试样的中央,以使:
—喷灯的中心水平面在试样中心水平面的下方,距离为(H ±2)mm 。
—喷灯喷火面的垂直平面与试样中心垂直平面的距离为(V ±2)mm 。
D ) 在靠近变压器的试样的一端,将中性导体和所有保护导体接地。所有金属屏蔽,引流线或金属层都应相互连接并接地。将变压器与各导体连接,但不包括图3中标明的打算用作中性导体或保护导体的那些导体。如果金属套、铠装或屏蔽作为中性导体或保护导体使用,则应如图3所示,按照中性或保护导体那些进行连接。
对于单相、两相或三相电缆,每相导体应与变压器输出端的各相连接,变压器输出端的每一相上应串接一个2A 的熔断器或具有等效特性的断路器。
对于具有四芯或四芯以上的多芯电缆(不包括任何中性或保护导体),导体应分为大体相等的三个组,并应尽可能使相邻的导体位于不同的组。
对于多线对电缆,导体应分为两个相等的组,并确保每个线对的a 芯连接到一相,每线对的b 芯连接到另一相(图3基本电路中L1和L2)。四线组应作为2个线对处理。
对于多三线组电缆,导体应分为三个相等的组,并确保每个三线组的a 芯连接到变压器的一相,每个三线组的b 芯连接到变压器的另一相,每个三线组的c 芯与变压器的第三相连接(图3基本电路中的L1、L2和L3)。
把每一组中的各导体并接起来,再连接变压器输出端的各相上,变压器输出端的每一相上应串接一个2A 的熔断器或具有特效性的断路器。
注1:上述的试验程序将中性导体接地,如电缆设计成用于中性导体不接地的系统中,
则中性导体不能接地。如果电缆标准要求,则允许将中性导体当作相导体进行
试验。当金属护层,铠装或屏蔽用作中性导体,则应始终接地。试验方法的任
何此类变更,应包括在试验报告中。
注2:对于上面没有说明的电缆结构,施加试验电压时应尽可能地将相邻的导体连接到
不同的相上。
在远离变压器的试样的另一端:
—将一根导体或一组导体连接到负载和指示装置的一端(如第5章所述),另一端接地。 —将中性导体和所有保护导体连接到负载和指示装置的一端(如第5章所述),另一端
连接到变压端的L1(或L2或L3)(见图3基本电路)。
E )点燃喷灯,把丙烷和空气流量调节到验证程序中得到的数值(见GB/T19216.12-2008)。
在点燃喷灯后,应立即启动冲击发生装置,同时启动试验计时器。在启动后5min ±10s 以及之后每隔5min ±10s ,冲击发生装置应敲击试验梯架。在每次敲击后,敲击棒应在敲击后的20s 内从试验梯架上提起。
F ) 在试验计时器启动之后,应立即接通电源,并将电压调节到电缆的额定电压(最小电压为交流100V ),即导体之间的试验电压应等于导体之间的额定电压。导体与地之间的试验电压应等于导体与地之间的额定电压。
G ) 试验应按2.5.5中的A) 条给定的供火时间持续进行,之后应熄灭火焰。
2.5.5性能要求
A ) 供火时间
供火和敲击的时间为耐火一级ⅠA 为950℃撞击180min 。耐火二级ⅡA 为950℃撞击90min ,耐火三级ⅢA 为750℃撞击90min
2.5.6 合格判据
按照第2.5.4章给定的试验程序,具有保持线路完整性的电缆,只要在试验过程中: —电压保持,即没有一个熔断器熔断或断路器断开。
—导体没有断开,即没有一个灯泡熄灭。
2.5.7 重复试验程序
如果试验失败,根据有关标准的要求,应另取两根试样都符合试验要求,则应认定试验合格。
3、喷水试验
在耐火燃烧加撞击试验结束后,在5min 之内,对已经经受耐火撞击试验的试样组合执行喷水试验。
注意安全!重要!在喷水试验时不能通电!
喷水首先直接对试样组合的底部中央执行,然后是暴露面的各个部分。喷口以某种速度平滑、稳定地移动,使试样组合的各个部分均受到水流的冲击。当试样组合的所有部分均受到水流冲击,反向执行上述程序。
3.1标准冲击喷水试验
水流由2-1/2 in(63.5mm)的水龙带提供,通过具有相应尺寸的国家标准游管(PLAYPIPE|)喷出,该游管配备一个具有标准梯度、内膛光滑的1-1/8 in(28.6mm)的喷水端,该喷水端在喷口没有突出部件。水压及喷水时间的最小值按照表3的规定。
喷嘴口与试样组合暴露表面中心的最大距离是20ft(6.1m)。当直接喷向中心时,喷嘴轴与试样表面垂直。在其他位置(喷水方向)与垂直方向每偏离10°,喷嘴与暴露表面中心的距离即应从20ft 送去1ft(305mm)
安装耐火电缆的壁面或地面的矩形面积总和定义为暴露面积,在试验时水流必须扫过该面积。
3.2. 施加应用电压
3..2.1试验组合干燥之后,将每根导线与电源接通。电源电压可为电缆的最大额定电压,或为电缆的应用电压。重要!注意安全!导线通电之前,试验组合必须干燥!
3.2.2电源的状况应与耐火试验时相同。
3.2.3电源每根不接地的导线,均接入1根3A 的熔断器。
3.2.4在电缆面向电源的一端,每根导线或导线组,均就连接1只灯,对灯进行估算,使在每根导线中产生0.25至0.50A 的电流。
3.2.4经喷水试验,当试验组合干燥后,接入导线的灯均不熄灭,表明耐火电缆的每根导线均保持功能。
4 试验报告
试验报告应包括下列内容:
a ) 被试电缆的全部说明;
b ) 被试电缆的制造者;
c ) 试验电压;
d ) 在本试验中电缆的实际弯曲半径;
e ) 实际采用的性能要求(参照第1.7、2.5.5、3.2);
f ) 供火时间。
g ) 撞击时间
h ) 喷水时间及流量