阻燃防火电缆标准和等级[1]

阻燃防火电缆标准和等级

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。

UL 阻燃标准

UL 列明的任何电缆经过测试验证若符合某种防火等级，可在电缆印上UL 识别字、防火等级和批准编号。

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（30，000 TU/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 方法不能用来测定HCL 含量小

于5 mg/g 的材料，即不能判定是否“无卤”。需要判定是否完全无卤可采用IEC60754-2 方法来测定。

IEC60754-2 气体酸度测量（Corrosivity）

这是 IEC 标准中针对燃烧气体腐蚀性的规范，此测试是量度在燃烧时物料所产生的卤酸气体

酸度。它通过

水溶液的PH 值和导电率来测定。实验规定，燃烧炉预热到 800℃，把一根内置试样的石英管推入炉内，同时开

始记时。在试样燃烧的前5 分钟，每隔1 分钟测一次PH 值和电传导性能，接下来的25 分钟每隔5 分钟测一 次。

一般无卤电缆材料的PH 值会大于4.3，导电率小于10μs；PH 值越少，即表示物料的卤酸气体酸度越高。值得

注意的是，当HCI 含量大于2mg/g 而小于5mg/g（即符合IEC60754-1 的要求时），其水溶液的PH 值亦小于

4.3，即不符合IEC60754-2 的要求。

IEC 61034-1/ASTM E662 烟密度（Emission of Smoke）

这是 IEC 和ASTM 标准中针对烟密度的规范。实验由一个3m3 的立方体和一个带光源的光度测量系统组

成，矩形曹内装酒精作为燃烧源。一个功率为10-15 m3/分钟的鼓风机确保烟雾均匀分布在一块档风板上防止槽

上产生火焰涡流，酒精燃烧时，与光电源相连的记录仪记下光减弱量。烟密度是以透光率量度，如果能 达到60%

光传输值（Light Transmittance），该电缆材料就达到低烟标准，透光率越高，物料于燃烧时所释放的烟雾越少。

ISO4589-2/BS2863 氧指数（Oxygen Index LOI）

这是 ISO 和BS 标准中针对氧指数的规范。它是指在室温下，当空气的含氧量大于此氧指数时，物料便会

马上燃烧。氧指数值越高则表示物料越阻燃。假若某材料的氧 指数为21%，即表示此物料处于正常室温下亦会

自动燃烧，在正常室温下，空气的含氧量为21%，一般阻燃电缆的氧指数均大于33%。 ISO4589-3/BS2782.1 温度指数（Temperature Index TI）

这是 ISO 和BS 标准中针对温度指数的规范，材料的氧指数会随着温度升高而下降，当气温升高而物料的

氧指数降至21%时，物料便会自动燃烧，此温度被称为温度 指数。例如，煤于室温下的氧指数为50%，但当温

度升高至150℃，氧指数会降至21%，此材料亦会马上燃烧，材料的温度指数便为150℃。一般阻燃电缆 温度

指数均大于250℃。

NES713 毒性指数（Toxicity Index）

这是英国海军工程 NES 标准中针对电缆材料燃烧时产生的气体毒性规范，毒性是指对生物体结构造成破

坏或功能紊乱的一种性质，毒性指数是指材料燃烧时所产生的所有气体的毒性 总和表现。实验规定，燃烧炉预

热到800℃，电缆材料中含有的有毒物质会被分别燃烧，再利用气流排放速率收集每种有毒气体，然后通过化学

分析计算每种有毒 物质的含量，此指数是以数目表示其毒性。毒性指数越大，此物料所释放气体的毒性越高。

一般无卤电缆材料的毒性指数均小于5。值得注意的是，低烟无卤材料燃 烧时亦会产生有毒的CO，如果材料中

含有P、N、S，则生成的有毒气体更多，因此无卤电缆不可称为无毒电缆，应称为低毒电缆。CM、CMR 和CMP

电缆由 于需要通过严格的UL 防火标准，采用的电缆材料多含卤素，CM 和CMR 电缆一般以聚氯乙烯（PVC）

为基材，而PVC 材料含氯；CMP 电缆一般以特氟珑聚 四氟乙烯（FEP）为基材，而FEP 材料含氟。此类含卤

线缆产生的气体毒性均较无卤电缆大数倍，于火灾安全中存着很大的隐患，可能会导致火灾现场多数的伤 亡人

员不是被烧死而是被毒气窒息而亡。

IEC 耐火等级

耐火线缆指在火焰燃烧的情况下能保持一定时间的正常运行，即保持线路的完整性（ Circuit Integrity）。

为了评定线缆的阻火性能优劣，国际电工委员会和英国电工委员会分别制定了IEC331 和BS6387 两个标准。相

比之下 BS6387 在耐火能力的要求上较IEC331 高得多。

IEC60331 阻燃等级

IEC60331-1999中，供火温度要求为750℃/3h级，表示在750℃下施加300 伏电压水平燃烧3小时不击

穿。

BS6387 阻燃等级

BS6387 要求通过水平燃烧实验、水喷淋实验和机械冲击震动燃烧实验。水平燃烧实验为A 级650℃/3h、

B 级750℃/3h、C 级950℃/3h 和S 级950℃/3min。A 级表示在650℃下施加300 伏电压水平燃烧3 小时不击

穿；B 级表示在750℃下施加300 伏电压水平燃烧3 小时不击穿；C 级表 示在950℃下施加300 伏电压水平燃

烧3 小时不击穿；S 级表示在950℃下施加300 伏电压水平燃烧3 分钟不击穿。水喷淋燃烧实验分为W 级，表

示在施加 300 伏电压燃烧15分钟然后再淋水燃烧15 分钟不击穿。冲击震动燃烧实验分为X