額定電壓450/750V及以下交聯(lián)聚烯烴絕緣電線和電纜單根絕緣線垂直燃燒試驗(yàn)檢測技術(shù)分析

一、檢測原理
垂直燃燒試驗(yàn)的核心原理是模擬電線電纜在過熱、短路等故障條件下接觸明火時(shí)的燃燒行為，評估其阻燃性能。試驗(yàn)通過規(guī)定火焰強(qiáng)度、施加時(shí)間和試樣方位，考察絕緣線在移除火源后的自熄能力、炭化長度及燃燒滴落物是否引燃下方鋪墊層。其科學(xué)依據(jù)基于材料燃燒的熱釋放速率、成炭機(jī)理及氣相阻燃機(jī)制：交聯(lián)聚烯烴在高溫下形成炭層，抑制可燃?xì)怏w逸出并隔絕氧氣，同時(shí)阻燃劑受熱分解吸熱，稀釋可燃?xì)怏w濃度，從而延緩火焰?zhèn)鞑ァ?/span>

二、檢測項(xiàng)目

1. 單根絕緣線垂直燃燒試驗(yàn)：主要評估單根電線在垂直狀態(tài)下的阻燃特性，包括燃燒持續(xù)時(shí)間、炭化高度及滴落物行為。

2. 燃燒氣體毒性檢測：分析燃燒釋放氣體的成分（如CO、HCL、SO2）及濃度，評估其對人員安全的危害。

3. 煙密度測試：測量材料燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙霧透光率，判斷火災(zāi)中的可視性影響。

4. 熱釋放速率測試：通過錐形量熱儀測定單位面積的熱釋放量，反映材料對火災(zāi)規(guī)模的貢獻(xiàn)程度。

三、檢測范圍
此類檢測覆蓋以下行業(yè)領(lǐng)域：

• 建筑工程：室內(nèi)配電線路、照明系統(tǒng)用線需滿足低煙無鹵（LSZH）要求，減少火災(zāi)中煙霧毒性。

• 軌道交通：機(jī)車車輛線纜需通過高等級阻燃測試，防止車廂內(nèi)火焰蔓延。

• 能源電力：光伏電纜、儲能系統(tǒng)連接線要求抗紫外線及高溫阻燃。

• 家用電器：內(nèi)部配線需避免因過載引發(fā)燃燒，并控制滴落物引燃其他部件。

• 通信設(shè)備：數(shù)據(jù)傳輸電纜在機(jī)房密集布線中需具備自熄性，防止連鎖火災(zāi)。

四、檢測標(biāo)準(zhǔn)

1. 標(biāo)準(zhǔn)：

   • IEC 60332-1-2：規(guī)定單根絕緣電線火焰垂直蔓延試驗(yàn)，火焰功率1kW，燃燒時(shí)間60秒，合格標(biāo)準(zhǔn)為炭化高度不超過50mm。

   • UL 1581 VW-1：要求試樣在垂直放置時(shí)需通過5次15秒火焰施加，無燃燒滴落物引燃棉絮。

2. 國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)：

   • GB/T 18380.11-2022：等效采用IEC 60332-1-2，明確試驗(yàn)裝置與評判標(biāo)準(zhǔn)。

   • JB/T 10491：針對交聯(lián)聚烯烴絕緣電纜附加煙密度和酸氣含量要求。

3. 標(biāo)準(zhǔn)對比：UL標(biāo)準(zhǔn)較IEC更嚴(yán)苛，強(qiáng)調(diào)多次火焰循環(huán)的耐受性；國標(biāo)與IEC接軌，但增加環(huán)保指標(biāo)（如鹵素含量≤0.5%）。

五、檢測方法

1. 試樣制備：截取600mm長試樣，垂直固定于金屬梯架，下端距鋪墊層（干燥醫(yī)用脫脂棉）500mm。

2. 火焰校準(zhǔn)：采用丙烷燃?xì)?，調(diào)節(jié)噴燈至藍(lán)色火焰，內(nèi)核高度20mm，火焰溫度≥800℃。

3. 燃燒操作：火焰中心對準(zhǔn)試樣下端，傾斜45°角，施加時(shí)間按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定（如60秒），隨后移開火焰。

4. 關(guān)鍵控制點(diǎn)：

   • 環(huán)境風(fēng)速需低于0.2m/s，避免氣流干擾火焰穩(wěn)定性。

   • 試樣預(yù)處理需在（23±5）℃、50%RH下放置24小時(shí)。

   • 燃燒滴落物若引燃下方棉絮，則直接判定不合格。

六、檢測儀器

1. 垂直燃燒試驗(yàn)儀：

   • 結(jié)構(gòu)：包括燃燒室、試樣夾持裝置、自動點(diǎn)火系統(tǒng)、時(shí)間控制器。

   • 技術(shù)特點(diǎn)：火焰高度光電自動校準(zhǔn)，熱電偶實(shí)時(shí)監(jiān)測火焰溫度，排煙系統(tǒng)符合廢氣處理規(guī)范。

2. 氣體分析儀：采用傅里葉變換紅外光譜（FTIR）檢測燃燒氣體成分，檢測限達(dá)0.1ppm。

3. 煙密度箱：基于光透射法，配備激光光源和光電接收器，動態(tài)記錄煙密度曲線。

4. 錐形量熱儀：通過氧消耗原理計(jì)算熱釋放速率，數(shù)據(jù)采集頻率≥1Hz。

七、結(jié)果分析

1. 炭化高度測量：用透明刻度板測量試樣從標(biāo)記線至可見損傷頂部的距離，精確至1mm。超過標(biāo)準(zhǔn)限值（如50mm）判定不合格。

2. 燃燒時(shí)間記錄：從移開火焰至試樣自熄的持續(xù)時(shí)間，若超過30秒則視為阻燃性不足。

3. 滴落物評估：滴落物是否引燃棉絮，或形成連續(xù)燃燒的熔融顆粒。

4. 綜合判定：

   • A級：炭化高度≤30mm，無滴落物引燃；

   • B級：炭化高度≤50mm，滴落物未引燃棉絮；

   • C級：炭化高度超標(biāo)或滴落物引燃，判定不合格。

5. 數(shù)據(jù)可靠性：每組試驗(yàn)需重復(fù)5次，剔除異常值后取平均值，不確定度需小于10%。