阻燃检测中IEC 60331-11标准如何评估电缆的阻燃性能？

IEC 60331-11是国际电工委员会（IEC）针对电缆“火灾中线路完整性”制定的阻燃性能评估标准，适用于额定电压≤0.6/1kV的塑料或橡皮绝缘电缆，广泛应用于建筑消防、轨道交通应急照明、医疗设备供电等需维持关键电路功能的场景。与常规阻燃标准聚焦“阻止火焰蔓延”不同，其核心是验证电缆在火焰持续作用下能否保持通电，是考核电缆消防安全性的关键依据。

IEC 60331-11的适用范围与试验目的

该标准明确适用于额定电压不超过0.6/1kV的聚氯乙烯（PVC）、交联聚乙烯（XLPE）、橡皮等绝缘的电力或控制电缆，尤其针对“生命安全回路”电缆——如消防水泵、火灾报警系统、应急照明的线路。这些电缆在火灾中需持续供电，否则可能导致救援延误或人员伤亡。

其试验目的是评估“线路完整性”：即电缆在模拟火灾环境下，受火焰灼烧时能否保持导体的通电状态，确保电路功能不中断。这区别于IEC 60332等标准（仅考核火焰蔓延与滴落物），更贴近实际火灾中“维持关键功能”的需求。

需注意，该标准不适用于高压电缆（＞1kV）或矿物绝缘电缆（如MI电缆，本身具备优异耐火性），此类电缆需参考IEC 60672或GB 50217等专用标准。

试验装置的组成与技术要求

IEC 60331-11的试验装置由封闭试验箱、丙烷喷灯、试样支架、测温系统及电路监测设备组成。试验箱为绝热长方体（通常1.5m×1m×2m），防止外部空气流动干扰火焰稳定性；喷灯采用丙烷气体，火焰需满足“1000±50℃”温度（热电偶在火焰顶端5mm处监测），火焰高度125±10mm，喷射角度与试样垂直方向成45°。

试样支架为金属框架，用于垂直固定电缆，支架间距≥100mm（避免试样间热影响）。电路监测设备需实时记录电流、电压变化，一旦出现断路（电流为0超1秒）或短路（电流超额定值2倍），立即判定失败。

试样的制备与安装规范

试样需从批量电缆中随机抽取，长度1200±50mm，数量至少3根（保证重复性）。两端剥去100mm绝缘层，连接试验电路（施加额定电压1.1倍），终端用绝缘套管保护，防止短路。

安装时，试样垂直固定，下端距喷灯火焰中心150±10mm，上端预留150mm“非受热区”（用于固定和监测）。试样表面需清洁无损伤，避免影响燃烧状态。

预处理要求：试样需在“23±2℃、50±5%RH”环境放置24小时，消除内应力，确保试验状态与实际一致。

试验程序的执行步骤

试验前先启动喷灯，调整火焰至标准状态（温度、高度稳定），对准试样下端150mm处开始计时，持续燃烧60分钟（模拟典型火灾时长）。

过程中每隔10分钟记录火焰温度、电流/电压，观察燃烧状态（如火焰蔓延、滴落物）。若试样冒烟或绝缘层膨胀，增加记录频率。

60分钟后关闭喷灯，继续监测30分钟（观察冷却时是否断路）。期间试样需保持通电，直至温度降至室温。

判定指标的核心要求

首要指标是“线路完整性”：试验全程及结束后，试样不能断路或短路。若出现任一情况，直接不合格。

其次是“火焰蔓延限制”：火焰不能蔓延至上端150mm非受热区，若灼烧到非受热区，损坏长度需≤50mm，否则判定失败。

最后是“滴落物要求”：滴落物不能引燃下方300mm处的脱脂棉（铺成100mm×100mm薄层）。若棉层被点燃，说明阻燃性能不足。

与其他阻燃标准的差异

IEC 60331-11与IEC 60332-1（单根垂直燃烧）、IEC 60332-3（成束燃烧）的核心区别是“评估目标”：前者关注“保持功能”，后者聚焦“阻止蔓延”。

例如，IEC 60332-1仅要求火焰30秒内熄灭、滴落物不引燃棉层；而IEC 60331-11需60分钟内保持通电，对材料耐高温、绝缘稳定性要求更高。

因此，该标准更适用于“关键回路”电缆——如消防报警、应急照明、电梯控制，这些回路在火灾中必须运行，否则可能引发严重后果。

试验中常见的失败原因分析

常见失败原因包括：

1、绝缘材料耐高温差：普通PVC在1000℃下快速分解，绝缘失效导致短路。

2、导体氧化：裸铜导体高温氧化，电阻增大引发断路。

3、阻燃剂不足：材料中阻燃剂添加量不够（如PVC中三氧化二锑＜12%），滴落物引燃棉层。

4、安装不规范：试样间距＜100mm，相互传热加速燃烧。

例如，某PVC电缆试验中30分钟时绝缘融化，滴落物点燃脱脂棉。检测发现其阻燃剂添加量仅8%，无法抑制燃烧和滴落，导致失败。

针对这些问题，制造商需优化材料（如用XLPE或低烟无卤阻燃聚烯烃替代PVC）、提高导体抗氧化性（镀锡铜丝）、严格控制工艺（绝缘厚度均匀），确保满足标准。