电缆电缆“水平燃烧试验仪”燃烧测试方法随着通信技术产品的升级、用电设备与电气系统的更新换代以及节能、安全、环保等方面的要求，市场对电线电缆性能提出新的、更高的要求。
绝大部分电线电缆绝缘及护套材料采用的是高聚物材料，如聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)等，这些材料具有不同程度的可燃性，有的甚至是易燃的。
因此，有必要对电缆的燃烧性能进行研究。
笔者参照美国消防协会标准NFPA262-2002《电线电缆燃烧和发烟特性的标准测试方法》，设计构造电线电缆中比例水平燃烧试验装置，对阻燃聚氯乙烯护套聚氯乙烯绝缘电缆(ZR-VV)、交联聚乙烯护套聚氯乙烯绝缘电缆(YJV)、阻燃交联聚乙烯护套聚氯乙烯绝缘电缆(ZR-YJV)等3种电缆产品进行水平燃烧性能研究。
1、实验工况设定
实验所选取的电缆规格如表1所示。
2、典型电缆中比例水平燃烧试验
典型电缆中比例水平燃烧试验参照NFPA262-2002标准，针对典型电缆产品进行试验研究，并对试验所得数据进行对比分析。
2.1NFPA262标准及相关试验
NFPA262-2002标准是目前国际上阻燃电缆试验检测标准体系中要求最严格的标准，它要求电缆在标准测试环境(试验箱除进出风口，其他部分密封，箱体温度41℃，外部空气温度23℃，相对湿度50%，试验箱内气流速度1.2m/s，供火功率88kW，供火时间20min，电缆敷设至满线槽宽度285mm)下炭化长度不超过1.532m，光密度峰值不超过0.5，平均值小于0.15。
通过该测试标准的电缆被认为是阻燃等级最高的电缆，在美国被称为“通风道电缆”，可直接敷设在有强制通风的天花板隔层内;据文献介绍，一般只有采用FEP(氟化乙丙烯)和FEP/PVC(阻燃级材料)材料做绝缘和护套材料的电缆才能通过该标准试验。
由于我国阻燃电缆分级的标准试验依据GB/T18380-3《成束电线或电缆的燃烧试验方法》等确定，因此，笔者对我国阻燃电缆在NFPA262标准环境下的阻燃效果进行了尝试性试验和分析研究。
尝试性试验选用4×2.5mm2ZR-YJV电缆，试验按照NFPA262-2002的标准试验方法进行，共敷设电缆23根。
试验开始后，点火约8s，ZR-YJV即发生了
燃烧，产生浓密的黑烟;试验进行到80s时，测得的烟雾遮光率即为100%;在27min45s火焰熄灭，7.3m长的电缆全部燃尽。
图1为试验过程部分记录图片。
通过试验发现NFPA262-2002标准提出的测试环境要求和试验指标要求，对普通阻燃电缆过于严格，其火源功率大(供火功率要求88kW)，供火时间长(供火时间要求20min)，延燃长度限制严(炭化长度不超过1.532m)，电缆的产烟量要求也过于苛刻(光密度峰值不超过0.5，平均值小于0.15)。
试验结果表明，在中比例水平燃烧试验装置中采用NFPA262-2002标准试验环境参数开展试验过于严格，不能很好地区分普通阻燃电缆的水平燃烧性能。
鉴于上述原因，为在中比例水平燃烧试验装置中完成对各类典型阻燃电缆产品水平燃烧性能的试验研究和分析评价，笔者在研究中设定典型电缆产品在试验中保持其他相关环境参数不变，仅对试验装置的供火功率、供火时间和电缆敷设宽度做必要的调整，其中火源供火强度降低至试验需要的量级(按试验要求不同来设定)，供火时间统一减少到10min，电缆敷设宽度由满线槽宽度285mm统一改为100mm，并且电缆在托架上并排平直铺设、电缆束中心线与托架中心线一致、起始端与燃烧器中心线平齐、每隔100cm用细铜丝固定在电缆托架上。
做上述调整的目的，一是减少试验装置内的燃烧负荷，减小燃烧强度，更好地研究典型电缆产品的阻燃性能;二是适当降低试验样品消耗，尽可能通过重复试验寻找电缆水平燃烧过程的规律性。
2.2供火功率45kW时电缆水平燃烧试验
在中比例水平燃烧试验装置中，将火源功率降低到45kW(约为标准试验中火源功率的50%)并按照前述试验环境条件调整方案建立试验环境，分别对4×6mm2ZR-YJV、4×2.5mm2ZR-YJV、4×6mm2ZR-VV、
4×2.5mm2ZR-VV、4×6mm2YJV、4×2.5mm2YJV等6种电缆进行水平燃烧试验。
试验发现，3种电缆在燃烧过程中都有燃烧着的融滴滴落现象，但ZR-YJV、YJV电缆燃烧过程滴落的融滴小而少，ZR-VV电缆燃烧过程中有大块的融滴滴落;YJV燃烧得最彻底，燃烧后残余的炭化层最少。
此外，3种电缆在燃烧过程中的发烟量都很大，如图2所示。
由于这3种类型电缆的发烟量大，试验过程中烟雾减光率很快超出了所用测量仪器的测量范围，说明电缆阻燃抑烟技术还需深入研究，但考虑到此试验装置目前的研究重点是阻燃电缆产品的水平延燃性能。
因此，对电缆试验过程发烟量分析评价及抑烟问题，笔者暂不作进一步的试验研究。
在电线电缆中比例水平燃烧试验装置中，典型电缆产品的水平延燃长度是评判电缆阻燃性能的主要参数。
一般，电缆的水平延燃长度越短，其阻燃性能越好，反之，电缆的阻燃性能越差。
通过电线电缆中比例水平延燃试验装置的试验测试，3种电缆在试验测得的水平延燃长度如表2所示。
比较不同规格电缆在相同试验环境下的水平延燃长度，可以判断电缆的阻燃性能优劣。
由表2可以得出试验电缆阻燃性能由好到坏的分类顺序如下：
4×6mm2电缆：ZR-YJV，YJV，ZR-VV;
4×2.5mm2电缆：ZR-YJV，ZR-VV，YJV;
ZR-YJV电缆：4×6mm2，4×2.5mm2;
YJV电缆：4×6mm2，4×2.5mm2;
ZR-VV电缆：4×2.5mm2，4×6mm2。
图3为4×6mm2规格YJV电缆试验时，中比例水平燃烧试验装置的试验槽箱内不同测量点的温度变化曲线，其中2号热电偶(1600mm处)正处于电缆水平燃烧试验槽箱内电缆燃烧的中心区，与火源的距离适中，最能反映电缆水平燃烧试验过程的温度变化。
表3所示为6种试验电缆在水平燃烧试验过程中的实测最高温度值，图4为2号热电偶在各次电缆水平燃烧试验过程中测得的温度变化曲线，。
2.3不同供火功率时电缆水平延燃试验
在中比例水平燃烧试验装置中设定供火时间为10min、试验箱槽气流速度为1.2m/s，选择缆芯规格为4×6mm2的ZR-YJV、ZR-VV和YJV电缆，分别在供火功率为45、60、75、88kW条件下试验，记录试验电缆的水平延燃长度、试验箱槽内温度和烟雾减光率。
图5为试验过程的部分图片，表4为试验中各种电缆的水平延燃长度。
从表4可知，供火功率对试验电缆的水平延燃长度有很大的影响;3种电缆的水平延燃长度都随着供火功率的增强而变大，其中ZR-VV电缆在供火功率为75kW时，其水平延燃长度已经超过了7.5m，超出了装置的测量范围。
显然，在同一供火强度下，ZR-YJV电缆水平延燃长度最小，其次是YJV电缆，延燃长度最大的是ZR-VV电缆。
图6、图7为不同供火功率下YJV、ZR-YJV电缆燃烧时的温度变化曲线图。
由图可见，YJV电缆在不同的供火功率下，燃烧时的温度变化不大;而ZR-YJV电缆在不同供火功率下，燃烧时的温度变化比较明显，特别是在火源关闭后，温度出现很大的差异，这可能与阻燃剂添加使燃烧反应变得更复杂有关。
图8、图9为不同供火功率下YJV、ZR-YJV电缆燃烧时的减光率变化曲线图。
由图可见，YJV和ZR-YJV 电缆燃烧时减光率变化曲线的斜率随供火功率的增强而变大，这与供火功率增强，电缆引燃时间缩短，燃烧加剧，同时起火燃烧的电缆长度变长有直接关系。
3、结论
(1)依据NFPA262-2002标准试验参数设置试验环境并开展试验检验，以水平延燃长度不大于1.532m、烟密度峰值不超过0.5、烟密度平均值不超过0.15等指标要求定性评价普通阻燃电缆(如ZR-YJV)的水平燃烧特性过于严格;试验中普通阻燃电缆的水平延燃长度、烟密度等关键性燃烧性能指标远远超过NPFA262-2002标准规定，不能很好地区分普通阻燃电缆的水平燃烧性能。
同时也说明，在一定的环境条件下，水平通道内阻燃电缆火灾过程同样发展迅猛，火灾危险性大。
(2)试验选用的几种典型电缆产品在燃烧过程中产烟量都很大，说明电缆中比例水平燃烧试验装置的烟气测量系统还需要改进，以利于评价普通阻燃电缆燃烧过程中的产烟量;另外，在相关国家标准GB/T18380-3《成束电线或电缆的燃烧试验方法》中应对阻燃电线电缆燃烧性能提出产烟量的限制要求。
(3)依据并保持NFPA262-2002标准试验其他相关环境参数不变，仅对试验装置的供火功率、供火时间和电缆敷设宽度作必要的调整，可利用已初步建成的中比例水平燃烧实验装置评价普通阻燃电缆水平燃烧性能。
试验表明，电缆规格为4×6mm2时，ZR-YJV电缆的阻燃性优于YJV电缆，YJV电缆优于ZR-VV电缆;电缆规格为4×2.5mm2时，ZR-YJV电缆的阻燃性能优于ZR-VV电缆，ZR-VV电缆优于YJV电缆。
(4)中比例水平燃烧试验环境中供火功率对电缆的水平延燃性能有很大影响，供火功率越大，电缆的水平延燃长度越长。
因此，在电缆的阻燃性能评价中，电缆的水平延燃长度可以作为重要的定性评价指标，并可通过调整试验环境参数(如试验用火源功率、试验槽箱内气流速度、线缆带负载等)，依据大量的重复性试验及其分析结果，确定适当的试验环境条件要求和电缆水平延燃长度指标，以此作为阻燃电缆水平延燃性能的评价判据。