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阻燃电缆四个等级都有什么区别?

发布时间:2025-01-03 11:51:54 人气:

阻燃电缆四个等级的定义

阻燃电缆按国家标准GB/T18380.3-2002规定的试验条件,分为A、B、C、D四个等级。  

阻燃A类(ZA):阻燃A级性能要求较高。例如,电缆安装在试验钢梯上以使总体积中试验所含非金属材料为每分钟7升,供火时间为40分钟。在燃烧试验结束后,碳化高度等指标有严格限制,合格判定为焦化高度小于等于2.5米,自熄时间小于等于60分钟。  

阻燃B类(ZB):所含非金属材料为每米3.5升,燃烧时间同样为40分钟,测试出最大碳化范围不得高于喷灯底部2.5米。  

阻燃C类(ZC):所含非金属材料为每米1.5升,大火燃烧时间是20分钟,测试出最大碳化范围不得高于喷灯底部2.5米。另外,一般情况下“ZR”默认是C级阻燃。  

阻燃D类(ZD):这一等级在阻燃性能各指标上相对来说要求最低,也是ABCD四个等级里阻燃性最差的一级,不过具体的试验和量化标准目前没有像A、B、C类表述得那样十分详尽。  

阻燃电缆四个等级的性能特点区别

标准规定与指标差异  

A类  

燃烧物含量与时间:从安装方式引发的试验条件看,A类在总体积中试验所含非金属材料量为每分钟7升并且供火时长达到40分钟,能够承受这种较长时间和较多可燃物存在下的燃烧测试是其区别于其他等级的重要特征之一数据显示其每分钟7升的非金属材料量和40分钟供火时长是其严格性的体现。  

安全性角度:合格判定指标诸如焦化高度小于等于2.5米,自熄时间小于等于60分钟的严格要求使得A类在阻燃性能上表现卓越。因为电缆如果焦化高度过高可能会对周边设备和线路造成引燃风险,自熄时间过长则会扩大火灾影响范围,A类在这些指标上的严格规定保障了其安全性。  

B类  

中等燃烧物量与时间:B类所含非金属材料量为每米3.5升,燃烧时间为40分钟。相对于A类,在燃烧物量上有所减少,但是燃烧时长不变,这就意味着虽然初始的可燃物总量相对A类变少,但同样要经历40分钟的燃烧考验,这为其在特定场景下提供了区分于A和C、D等级的性能特点。例如在对燃烧物总量要求相对不是顶级严格、却需要较长时间抵抗燃烧能力场景下具备适应性。  

碳化范围限制:和A类一样在最大碳化范围限制上不高于喷灯底部2.5米,保证了在燃烧一定时间后不会在过大面积或者高度方向上产生碳化进而导致更大的燃烧风险传导,能在较好范围内抑制火焰和烟雾的蔓延。  

C类  

较少燃烧物量与短时间燃烧:C类所含非金属材料为每米1.5升,大火燃烧时间是20分钟,不但在初始可燃物量上是四个等级里相对较少的而且燃烧时长也最短。这种设计使得C类主要适用于燃烧风险较低、火源不那么强大或者燃烧环境相对简单的场景。例如一些相对独立的线路铺设场景,不需要应对过多可燃物和长时间燃烧考验的区域。  

基础的阻燃能力:最大碳化范围的要求(不得高于喷灯底部2.5米)虽然和A、B类一样,但因为起始条件(可燃物少、燃烧时间短)不同,所以实际反映出的燃烧后碳化程度以及可能产生的连锁反应(例如高温烟雾和残余火星产生的二次引燃等)风险的控制能力也是相对低一些,表现出基本的阻燃能力。  

D类  

最低的阻燃综合门槛:虽然目前很多细节数据的规定不如前三个等级详细,但从等级划分原则可知,D类作为阻燃能力最低的级别,在综合的阻燃性能设计上是适应于那些对于阻燃要求较低的场合,在初期的设计上就没有像A类那样去假定很多高危险度的燃烧条件。  

阻燃电缆四个等级都有什么区别?(图1)

引用标准与评级体系分类的不同维度区别

A、B、C、D类与其他体系对比:ZA、ZB、ZC、ZD阻燃级别引用的是GB/T19666-2019《阻燃和耐火电线电缆或光缆通则》,依据燃烧特性分为ZA、ZB、ZC、ZD四类;而传统的A、B1、B2、B3级阻燃级别引用则是GB31247-2014《电缆及光缆燃烧性能分级》,依据火焰蔓延长度、燃烧过程中热量释放峰值、热量释放总量、燃烧速度、产生烟雾速度峰值、20min产生烟雾总量、烟雾浓度等多个指标,这种引用标准的不同使得即使名称类似A等级(ZA和A)等在本质内涵的比较上是基于不同准则在衡量阻燃性能,在不同场景下适用的规范依据也就有差异。  

国家强制性标准与推荐性标准影响层面:GB31247《电缆及光缆燃烧性能分级》是国家强制性标准,有强制约束力,不符合该标准不得生产、销售、进口;GB/T19666-2019《阻燃和耐火电线电缆或光缆通则》是国家鼓励使用的推荐性标准。这就使得基于强制性标准评定的阻燃电缆在公众安全保障方面要求更为硬核和不可妥协例如一些人员密集场所或者对安全细则规定严格的工业生产场景下必须严格遵循强制性评定标准,而对于推荐性标准之下的ZA-ZD等级在其他非强制环境下可以提供更灵活的阻燃电缆选择可能。  

阻燃电缆四个等级的应用场景差异

依据电缆敷设环境分场景使用  

高温、易燃和人员密集区域A类优先:诸如石油、化工、天然气储存等高危环境,这些区域不仅有着极高的火灾隐患(随时可能有火源引发燃烧且有易燃物),同时一旦起火人员疏散困难。A类阻燃电缆在这种环境下,凭借其在试验中表现出优越的阻燃能力(如40分钟供火时长、较高非金属物含量下的阻燃性)可以最大程度降低火灾发生和蔓延的风险,能够为人员疏散、灾害控制争取宝贵的时间。就像在大型的石油炼化装置区域,如果一个小的设备着火引发电缆燃烧,A类电缆能够在较长时间高强度燃烧下,减少火焰沿电缆迅速蔓延到其他设备从而引发更大规模爆炸和火灾的风险。在商场、剧院、体育馆等人员密集场所,一旦出现火灾,火灾扩大和蔓延速度快。A类阻燃电缆用于电气线路建设保障着电气系统在着火初期尽可能降低火灾蔓延速度进而减少人员伤亡和财产损失。  

B类适应特定室内环境和一定工业场合:室内明敷时(如大型写字楼内部、酒店内部电气线路),或者暗道(如狭长的建筑夹层,通风不好又有一些设备线路)人迹火种容易到达,着火后空间大且空气易流通。B类电缆在这种情况下,由于其适中的阻燃能力(3.5L/m非金属物含量和40分钟供火时长),相较于C、D类有更好的安全性保障,能够在这种相对复杂且有一定火灾风险的室内环境下发挥较好阻燃效果。在一些对防火要求略高于普通环境的工业车间,例如一般的机械加工工厂车间(有部分油类润滑物、金属粉尘等易燃因素),B类电缆可以满足其必要的电缆阻燃要求,使得电气系统安全稳定,同时兼顾成本等因素的平衡。  

C类多用于低风险室内外简单环境:如电缆直埋或单独穿管(金属、石棉、水泥管),或是电缆置于半密闭桥架、线槽或专用电缆沟(带盖板的)这样的环境。因为在这种环境下受外因侵袭机会少,即使着火由于空间狭小闭塞也容易自熄,不易成灾,C类阻燃电缆的阻燃性能在这种环境下就足够胜任这种低风险中保障电气线路安全的任务。例如在一些普通住宅建筑内,当电气线路在半封闭线槽里,如果使用C类阻燃电缆能在基本满足对电缆阻燃性要求的同时也避免过度使用优质优价的高等级阻燃电缆从而控制成本。在一些普通的户外环境且电缆有一定防护措施(如埋地电缆外部有防护套保护)时,可以采用C类电缆兼顾成本和基本的阻燃风险抵抗能力。  

D类针对无特殊要求的普通低风险环境:适用于像一些住宅内部物理隔离较好,布线分散相对独立,电气设备布局简单的场合。在一些对防火要求极低的办公环境,例如一些只处理非易燃类文件且人员较少的企业办公空间,室内电气设备简单且规模小,使用D类电缆从成本和基本阻燃功能上是基本可以满足需要的。  

根据安全保障程度和成本性价比选择

高安全保障以A-B类为主:在生命财产安全和高价值设备、数据保护要求极高的场景下,如金融机构数据中心内部线路铺设、重要科研实验设施内的电气布线、电信的数据交换机房等,A类和B类电缆运用为主。因为这些设施一旦遭受火灾损失巨大,即使是短时间的电力线路故障或者火灾都可能带来不可预估的灾难性后果(金融数据丢失、重要实验数据破坏、通信中断影响范围极大等)。A、B类的高标准阻燃能力在这个时候能够为避免火灾扩大化提供极大的保障。  

平衡考虑C-D类:在一些小型商业场所,如街头的小商铺、社区的零售小店等,这种火灾风险相对于大型商场低很多(不管是经营范围、人员数量、店内高价值物品种类等都处于低量低危状态),且成本管控很重要的环境下,C-D类阻燃电缆的使用从经济性和基本阻燃性能保障两方面能满足需求。同理在一些小型简易仓库(储存物品非易燃易爆且火灾风险可控)中的电气布线采用C-D类电缆也具有合理性。  

阻燃电缆四个等级的成本比较

A级成本较高:  

制造成本:A级阻燃电缆在原材料的选择上更为严格,要达到如在特定的非金属材料含量(7L/m)下较长供火时间(40分钟)内的严格阻燃指标,需要采用高性能的阻燃材料,这些材料或者具有高度阻燃特性,或者经过特殊处理加工、成分优化等手段而达到高标准,其本身成本相对于较低等级电缆使用的普通材料成本更高。例如一些特殊的改性聚氯乙烯材料或者高纯度低烟无卤材料在满足A级阻燃性上是理想选材,但价格相较于普通聚氯乙烯材料要贵不少。  

研发和测试成本:由于A级阻燃电缆的性能要求高,为了确保产品能够达到标准规定的阻燃效果,企业在研发阶段往往需要投入更多的人力、物力进行配方优化和技术改进。在测试过程中,A级产品需要满足诸如严格的焦化高度和自熄时间要求,这意味着更多次数和高标准的测试验证,无疑增加了研发和测试成本,这些成本都会反映到最终产品价格上。根据市场调查显示,A级阻燃电缆的价格相比B级、C级可能会高出20%-50%不等。  

B级成本适中:  

材料和制造成本:B级电缆从试验条件(3.5L/m,40分钟)来看,其在材料要求上低于A级但是又高于C和D级,所以使用的材料在价格上处于中等水平。比如,它可能采用中等阻燃性的聚氯乙烯混合材质或者混合比例经过一定调整的复合材料,其制造成本主要体现在对材料比例的精准控制、一定级别的制造工艺满足等方面,但相比A级在这两项成本上有所降低。  

研发投入成本:B级的研发在参考指标上比A级少一些(如燃烧物含量稍微减少等),所以其研发投入的难度和成本相对A级要低,但仍然需要满足如40分钟时长下的阻燃等关键指标,因此还是需要比C级和D级更高的研发投入,其反映到价格上也是处于中间位置,综合对比之下可能比C级电缆价格略高10%-30%左右。  

C级成本较低:  

材料成本:C级(1.5L/m,20分钟)因其较低的燃烧物含量规定和较短的供火时间要求,能够采用更一般性的耐火和阻燃材料,其中不少复合材料或者普通阻燃性能包裹外皮类材料在满足C级标准上成本较低。比如一些常规的含卤阻燃电缆材料就可以经过简单的工艺加工就能满足C级阻燃需求,而且这类材料的市场价格相对较便宜。  

制造和研发成本:在制造方面,由于不需要像A和B级那样高精度地控制工艺来应对高标准阻燃指标,工艺复杂度降低使得制造成本降低。在研发成本上,C级的标准相比A和B更容易实现,不需要投入复杂的研发工作去开发新型材料或者控制复杂工艺来满足超出普通的阻燃特性,整体的成本也就较低,所以市场上C级阻燃电缆价格相对更便宜。  

D级成本最低:  

各方面成本因素:D级作为阻燃要求最低的等级,从材料角度可以采用阻燃性最基础且成本最低廉的材料,在制造方面制造工艺最简单从而使得制造成本达到最低层次。在研发上几乎不需要特殊的研发投入鉴于其较低的标准。可以理解为它在基本的电气性能基础上浅浅的叠加一些最基本的阻燃能力即可,所以整体成本在四个等级里是最低的,价格上与A级可能相差数倍以上。  

阻燃电缆四个等级的标准规范

国际电工委员会(IEC)标准:  

单根线缆标准: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)。具体来说,在IEC60332-1(单根电线或电缆垂直燃烧测试)实验中,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端下部不超过50mm,测试通过。  

成束线缆标准: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。这个标准下的成束电缆试验规定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。并且IEC60332有A类、B类、C类和D类之分,以评定阻燃性能优劣。不同的类别对应不同的阻燃性能要求细则,这种对成束电缆的分类评定有助于在大规模、复杂的电缆布线规划场景下(如大型电站、变电站等密集多电缆电气设施中)选择合适的电缆,同时准确预估在危险情况下电缆阻燃表现的可能性。  

UL(美国保险商实验室)阻燃标准:  

增压级-CMP级(送风燃烧测试/斯泰钠风道实验PlenumFlameTest/SteinerTunnelTest):这是UL防火标准中要求最高的电缆(PlenumCable),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。并且符合UL910标准的FEP/PLENUM材料的阻燃性能要比符合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。这种等级电缆主要用于对阻燃性极高且对烟雾量和毒性要求严格把控的特殊场所,如一些高端的精密仪器设备机房、对空气质量要求极高的医疗环境下的电气线路布局等,因为实验中的高功率燃烧条件检测能够筛选出在这种极端情况下仍然保持极低烟雾毒素释放并且阻燃能力强的电缆材料。  

干线级-CMR级(直立燃烧测试RiserFlameTest):这是UL标准中商用级电缆(RiserCable),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)燃烧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。这种类型的电缆在建筑物内部的垂直布线(如高层办公大楼内部连接楼层之间的电气线路布局)等场景下经常使用,既满足楼层之间电气连通需求又在向上蔓延火焰上有一定的阻燃防线,在成本和安全上达到较好的平衡。因为实验中的燃烧条件和合格条件是按照常规商用建筑环境对电缆在楼层之间火焰蔓延风险设计的衡量尺度。  

商用级-CM级(垂直燃烧测试VertialTrayFlameTest):这是UL标准中商用级电缆(GeneralPurposeCable),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。并且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。这在商业建筑内部同一层的电气设备连接布线(如办公室内电脑网络与电源连接的电气线路布局)场景下比较适用。因为在这种相对平面、无大量向上火焰突破需求的环境下,其阻燃能力能够有效的阻止火焰在水平方向上大面积扩散到其他区域或设备,在保证基本电气功能的同时避免电气线路成为火灾点燃和扩散的途径。  

通用级-CMG级(垂直燃烧测试VertialTrayFlameTest):这是UL标准中通用级电缆(GeneralPurposeCable),适用安全标准为UL1581。商用级和通用级测试条件类似,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。在许多类似北美建成风格的一般性建筑,尤其是那些内部水平电气分布要求多,楼层内部电气设备连接为主的环境下这种级别的电缆被广泛使用,它满足了对这类普遍性电气布线电气功能正常的同时给予基本的阻燃防护比如办公区工位之间、商场内部店铺之间的电气线路连接等场景下这种等级电缆能兼顾成本和基本风险防控功能。  

家居级-CMX级(垂直燃烧测试VertialWireFlameTest):这是UL标准中家居级电缆(RestrictedCable),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。UL1581-VW-1和IEC60332-1类似,只是燃烧的时间不同。这种等级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。这种电缆非常适合家庭环境下的少数线路布置(如家庭内部单根照明线路或者单独的电器用电线路等少量简单线路布局),由于家庭环境相对人员易于察觉火灾初期危险并且电气线路相对于大型建筑和工业场所并不那么复杂,所以针对单根线路并且燃烧测试时间短,无烟雾和毒性规范显得合理,并且套管敷设能够进一步规避风险并且在成本上也符合家庭电气改造或者新装需要。  

国内现行标准:  

GB/T 18380-2008:这是目前普通阻燃电缆执行的国家标准。其中把阻燃分为4个等级,分别为A、E、B、F、H,其中A级阻燃性能最好。其考核指标在诸如燃烧时的相关物质释放量、不同材质的表现、燃烧速度等方面有相应的规定。这个标准确保了在国内市场生产、销售和使用的阻燃电缆有统一的性能衡量尺度,保障了国内用户在不同场景下(工业、民用、商业等)对电缆阻燃性能预期基本要求的可实现性。例如对很多大规模电气设施建设,包括城市电网改造、工业厂房电气布线等必须按照此标准选择电缆以确保符合国家的安全、环保等方面要求。  

GB/T 19666-2005《阻燃和耐火电缆通则》:这个标准为国内阻燃和耐火电缆的使用、生产等环节在通则意义上给予准则。它对不同阻燃等级电缆从性能定义、技术要求、试验方法等方面做出规范,以保证在行业链条(从生产原料供应、制造、销售到最终用户使用验收等)间能够遵循同一个规则体系。像阻燃电缆制造厂需要依据该标准来制定生产规格、工艺并且对产品进行相关检测,而使用方(如建筑商、电力工程商等)也依据此标准在采购、验收电缆产品时衡量其是否合规。  

GB/T 12666.1-2008单根电线电缆燃烧试验方法第1部分:垂直燃烧试验及GB/T12666.2-2008单根电:这些标准对单根电缆在垂直燃烧状态下的试验给出细化的操作、评判等规定,是具体评价单根阻燃电缆阻燃性能的实验依据。具体来说在单根电缆测试时如何布局设备、如何点燃电缆、如何确定测量指标(如燃烧时间、燃烧产生的物质等)以及数据判定标准等方面提供依据,确保单根电缆在单独环境下其阻燃性能评价标准统一和操作可重现性,为电缆的细分类和单独的技术评估提供制度和操作支撑。

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