UL1685(电缆和光缆的垂直托盘延燃试验和排烟量测试)..pdf
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1、注释:红色的字体表示我不确定的表达。当然除此之外, 还有一些表 达甚至意义上的问题, 请各位专家在看了之后, 提出宝贵意见,thanks in advance ! 目录 介绍 1 试验的选择 2 单位的测量 3 参考文献 UL 曝火试验 4 范围 5 试验装置 5.1 总述 5.2 电缆测试室和排气管道 5.3 快速测量工具 5.4 电缆托架 5.5 燃烧器 5.6 流量计 5.7 空气 5.8 丙烷 5.9 气体流量 5.10 测烟工具 5.11 数据采集 6 烟测试系统校准 7 试验样本 7.1 电缆固定 7.2 适应环境 8 试验过程 8.1 首要准备 8.2 过程 8.3 损失评估 9
2、 计算 9.1 烟排放率 10 报告 11 接受标准(条件) FT4/IEEE 1202 型曝火试验 12 范围 13 装置 13.1 总述 13.2 电缆测试室和排气管道 13.3 快速测量工具 13.4 电缆托架 13.5 燃烧器 13.6 流量计 13.7 空气 13.8 丙烷 13.9 气体流量 13.10 烟测量工具 13.11 数据采集 14 烟系统校准 15 试验样本 15.1 电缆固定 15.2 适应环境 15.3 烟测量系统校准 16 试验过程 16.1 首要准备 16.2 过程 16.3 损失评估 17 计算 17.1 烟排放率 18 报告 19 接受标准(条件) 可选择性
3、的测量 20 介绍 21 重量测量系统 22 氧浓度分析设备 23 预备校准 23.1 测力盒 23.2 氧气分析器 23.3 热释放率 24 计算 24.1 反复校准 24.2 热释放率 25 补充数据报告 介绍 1 试验的选择 1.1 每个防火试验都被限制使每个试验均等地被接受,达到确定烟量的目的。测试对烟量有 限制的电缆结构,电缆制造商决定是用4-11 节的 UL垂直托架曝火燃烧还是用12-19 节的 FT4/IEEE 1202 的曝火燃烧。相同的试验不需要对所有的结构做规定。20-25 节集中展示了 可选择性的额外数据可能会因制造商的要求被使用(见25.1 的罗列清单) 1.2 对于垂
4、直托架燃烧试验的电缆(制造商没有对烟量限制等级做要求),成品线标准规定 不进行烟量测定。在UL 或 FT4/IEEE 1202S 试验中,只有火焰高度和电缆损坏高度是有意 义的,除非制造商要求与烟量有关的数据和结果要在报告中显现。 2 测量单位 2.1 如果一个测量数值的后面还跟有其它单位的一个数值(位于圆括弧中或方括弧中),第 二个数值可能仅仅是近似值。第一个被申报的数值是硬性要求。 3 参考文献 3.1 任何在本标准的要求中出现的任一章程或标准的任何不标日期的参考文献都被视为该 章程或标准的最新标准。 UL曝火试验 4 范围 4.1 Ul曝火试验是一种垂直托架燃烧试验,当电缆靠近火源时,用
5、来测定电缆或光纤电缆 的损失高度和烟排放的数值。UL试验之后,电缆必须达到以下几条要求才能通过(见10.1 和 10.2 ) : a)烧焦高度小于8 英尺, 0 英寸(244cm) ,根据第 8 节的要求要从电缆托架的底部量起。 b)总共的烟排放量为95m 2 或更少 c)最高烟排放率为0.25m 2/s 或更少 4.2 本试验的目的为测定火焰延然和烟的特性,使电缆符合烟排放限制的要求。 4.3 本试验不审查燃烧或分解部分的的毒性。 4.4 本试验不包括电缆或任何电缆,光纤的结构要求或电缆的其它的性能要求。 5 装置 5.1 概述 5.1.1 试验装置包括以下主要部分: a)火源 b)收集盖
6、和排气管 c)快速测量仪表 d)烟测量工具 e)数据采集系统 5.1.2 电缆测试室应安装在含有燃烧物排放口和新鲜空气入口的试验建筑里面。 5.2 电缆测试室和排气管 5.2.1 室见图5.1 。如果能够提供相同的结果并且规格为 如一个8 英尺( 2.4m)的立方体 或 3m的立方体 :室里面的体积(除了锥形盖外)不小于14.5 立方米( 512 立方英尺)或 不大于 36 立方米( 1272 立方英尺),地面面积不小于6 平方米( 64 平方英尺)或不大于9 平方米( 97 平方英尺),最大空气流动值要符合5.3.4 。 5.2.2室的墙壁必须符合ASTM C90,混凝土砖石设备标准规定的混
7、凝土砖石结构。墙内壁必 须漆成乌黑色。墙壁含有窗户(见图5.1 )便于观察实验。可替代的建筑材料也可以使用, 只要能够保证该材料承受高温和明火。 5.2.3 室含有便于进出的钢结构的门,该门装有钢丝网玻璃窗户,安装位置见图5.1 图 5.1 注释: 1)用砂浆垒砌的混凝土砖石结构室。砖石的标称结构为8 英寸高, 16 英尺长, 6 英寸厚 (203mm x 406mm x 152mm ) 2)便于进入和观察的钢结构钢丝玻璃门。标称规格为36 英尺宽, 84 英尺高(0.9m x 2.1m) 3)正方形的钢结构钢丝玻璃窗户测标称大小为边长18 英寸( 457mm ) 。 4)截棱锥形不锈钢盖。没
8、面倾斜40 度。 5)一边中心装有排气管的收集箱。箱子为立方体,边长为36 英寸( 914mm ) 。 6)电缆托架垂直固定在室的中心。托架底座可选性地使用,但不能高于6 英寸( 152mm ) 7)空气入口 5.2.4 截棱锥形钢盖和收集盒见图5.1 ,安装在墙壁顶端。使用可压缩的无机棉絮作为盖子 和墙壁之间的垫圈。 5.2.5 排气管和盖子上的稳压室连接,包括平行放置的长度为16 英寸( 406mm )的的钢管, 见图 5.1 。 5.3 快速测量工具 5.3.1 排气管的速度通过双向探测器对流径中不同压力的测量来决定。探测器和一个电子压 力表或等同的测量系统连接。探测器含有一个带有隔膜的
9、不锈钢圆柱体,隔膜将探测器分成 两室。探测器的长度为圆柱体外径的两倍,最小长度为1 英寸( 25.4mm) ,最大长度为2 英 寸( 51mm ) 。隔膜两边的压力塞(管道)支撑探测器。 5.3.2 探测器的轴线安装在管道最后一个拐角的至少13 英尺 4 英寸( 4.0m)下游处的中心 线位置以保证几乎匀速度通过管道截面。如果能够达到等同的结果,探测器可以安装在其它 的位置。压力塞和含有至少 0.001 的分辨率 的压力传感器连接。 5.3.3 用 28AWG(0.08mm 2)含有铬镍铁合金护套的 k 型热电偶在位于管道中心线上的探测器 上游大约6 英寸( 152mm )处测量排气管的温度
10、5.3.4 ,当空气进口和排气口都打开,排气扇打开(若需要),燃烧器关闭时,壳内空气最大 流动值不能超过1 m/s ( 3.3 ft/s) ,用叶状风速计对如下区域进行测量: a)试验中,壳内地面上放置燃烧器的区域 b)试验中,壳内电缆托架占领的位置离地面1.5m(4.9ft)处 5.4 电缆托架 5.4.1 钢梯型电缆托架要干净,无余渣。碎片被妥善地固定在一个垂直位置。托架有12 英 尺宽, 3 英尺深,大约96 英尺长( 300x76x2400) ,管状横档有如下要求: a)每根横档与托架长度成平行方向约有1 英寸( 25mm ) ,托架深度方向约有0.5 英 尺( 13mm ) b)横档
11、间的间隔约为9英寸( 230mm ) (在中心处测量) 。 c)衡量平头焊接在纵梁上 5.5 燃烧器 5.5.1 试验火焰由狭长或带状丙烷气燃烧器 a 提供。燃烧器的产生火焰表面基本包括一个 341mm长, 30mm宽的金属平板。金属板有240 个孔的三组交错排列,每组依次有81,80 和 81 个孔,各自形成了257mm x 5mm 的排列。孔径为 0.052英寸(55 号钻孔)或 1.35mm (1.35mm 公制钻孔规格) 。孔排列处于金属板中心位置,见图5.2 (不是全图)。 a 表示燃烧器 (画册标号为55AGF001-0098) 和文丘里管混合器 (画册编号55AGF001-011
12、3) , 或包含一个燃烧器和一个混合器的可按5.6.1节和13.6.1节要求执行的套件(画册编号 55AGF001-0091) 。 新泽西州08332, Milville, Wade大街南 412 号,Carlisle Machine Works, Inc 公司提供该套件。 图 5.2 燃烧器孔 注释见 5.5.1 5.5.2 燃烧器固定在装有电缆的托架后面的支架上,火焰产生表面垂直,侧面成水平方向。 257mm 大小的孔排列与托架里的电缆间隔76mm ,位于侧梁的中心位置。燃烧器面的中心点位 于托架底部上方的457mm 处,电缆和中心位于两个横档之间。 5.6 流量计 5.6.1 流量计置入
13、丙烷和空气管道中,来测量气体的流动率。 5.6.2 丙烷测量计可以测量流动率为每小时29 立方英尺的气体(2.3x10 -4 m 3/s ) ,空气流动 计为每小时170 立方英尺( 13.3x10 -4 m 3/s ) 。测量结果精确到百分之三以内。可以对流失量 做记录的流失控制器可能被使用。 5.7 气体 5.7.1 为燃烧器提供的气体都是压缩气体,瓶装或通过压缩系统提供都可以。 5.8 丙烷 5.8.1 提供给燃烧器的气体为ASTM D 1835定义的专用丙级烷或GPA 2140标准规定的HD-5 丙烷。该气体的标称热值为每英尺2500Btu (热化学的)93.0毫焦耳 /m 3 或每立
14、方米22.2 大卡热化学的。 5.9 气体流速 5.9.1 标准温度和压力下 ( 20, 101kPa) , 丙烷流速为每小时281 立方英尺(2208cm 3/s ) 5.9.2 在标准温度和压力下,空气流速为每小时163 10 立方英尺( 128080cm 3/s ) 。 5.10 烟测量工具 5.10.1 光度计系统包括一个光源 b 和一个光电管 c,安装在排气管水平位置的一个点;该系 统安装在管道直馏馏分的前面,管道的直径至少有12 或 16 英尺(4.9m)长以保证几乎以匀 速经过管道截面。光束沿着管道直径平行经过。光电管的输出功率直接与吸收的光成比例。 光电管安装在光源上方,和准确
15、率为1% 以内的记录工具连接,以显示因烟管道(颗粒物) 和其它的杂质引起的入射光衰减变化。光源镜片和光电镜片之间的距离为36 2 英尺( 910 50mm ) 。圆柱形光束要通过顶部孔径为3 英寸( 76mm ) ,底部孔径为16 英寸( mm )的管道, 照射在光电池中心。 b 一种常用的4405 电模型的, 12v 密封光束的,清楚的汽车聚光灯(产品型号4405)符合 试验目的。光源可以从任何一家供应商获得。 c Weston Instruments 生产的编号为856-9901013BB 光电管适合本试验目的。 5.10.2 光电管的输出信号被处理成一个连续的减烟记录 ,通过此记录来计算
16、光密度。 5.11 数据采集 5.11.1 一个数码数据采集系统用来收集和记录烟和压力的测量值。该系统的速度和容量使 得系统每5 秒钟进行一次数据收集。 6 烟系统校准 6.1 在进行每天的测试之前,光度计系统的直线性要通过用多倍校正中性滤光片阻断光束进 行证明,以达到覆盖记录范围的目的。 6.2 光源和光电管必须用0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9和 1.0 的中性滤光片 d 进 行校正。 每个滤光器安装在光电管的前面以覆盖光路的整个宽度。使用中性滤光片时入射光 的衰减必须用来调整光密度,如下: OD 光密度 l 0清晰光束 光电管信号 l 带中性滤光片的
17、光电管 d Kodak 公司生产的 Wratten 滤光片适合此目的,可以从专业摄影供应商那里买到。滤光片 必须是达到国家标准的可追踪的滤光片。 6.3 每一个滤光片的OD计算值必须在标准值的3% 以内。 7 试验样品 7.1 电缆固定 7.1.1 每个电缆结构要准备两组样本进行测试。每组包括96 英寸(244cm )长的多芯成品电 缆。 7.1.2 用不大于14AWG (2.1mm 2)钢丝或铜丝将电缆样品长度的上端和低端固定在托架的单 层内, 再沿着长度将两个间隔相同的点固定,每根电缆要垂直。安装在托架内的所有电缆按 电缆外径的一半间隔开,要占据托架宽度的6 英寸或 150mm 。样品长度
18、数量计算如下: N 是电缆数量(修约到下一个整数) D 电缆直径(单位是英寸) 对于扁平电缆,等同的电缆直径计算方法如下 T 扁平电缆次要轴线的长度 W 扁平电缆主要轴线的长度 7.2 适应环境 7.2.1 在试样开始之前,测试样品要放在温度为环境中至少3 小时。 8 试验过程 8.1 初步准备 8.1.1 在开始试验的时候,电缆,装置和试验区域的空气要在至少41 华氏度( 5 摄氏度) 的温度中相互达到热平衡。 8.1.2 如果烟的测量值要被报告,要执行6.1 节中描述的预备校正过程。 8.1.3 数据采集设备和电脑通电。 8.1.4 流动率为0.65 0.05m 3/s ( 23.0 1.
19、8ft3/s )标称排气装置安装在排气管道里。 8.2 过程 8.2.1 电缆托架要垂直地固定在室内,托架的前开口和室的前面相对,固定要牢固。 8.2.2 燃烧器和气体流动的数值要分别达到5.9.1节和 5.9.2节的要求。 燃烧器安装在托架 的后面,离最近的电缆表面3.0 0.2 英尺( 755mm ) 。 8.2.3 燃烧器火焰连续施加在样品上20 分钟。 8.2.4 在 20 分钟燃烧时间快结束的时候,熄灭燃烧器火焰,电缆火焰(如果有的话)可以 让其自灭。 8.2.5 在 20 分钟的试验中,要做记录并保存火焰的高度,同时还要记录移开燃烧器后电缆 继续燃烧的秒数。 8.2.6 试验过程要
20、在规定的电缆样品组数上进行。每个过程 (燃烧) 要在之前未做过试验的 样品上进行。 8.3 损坏评估 8.3.1 在燃烧停止后,必须将电缆擦拭干净,测定烧焦部分的最大值。另外,为达到作为参 考的目的,其他的损坏,如融化也可以被记录下来。烟灰可以用布擦掉,不需要做记录。 8.3.2 烧焦部分和其它的损毁部分必须通过测量从燃烧器到最近1 英尺(25mm )的水平线以 上的烧焦部分和损毁部分的长度来测定。 8.3.3 烧焦的控制必须用锋利的物体挤压电缆的表面来实现。电缆的表面从有弹性的变成破 碎的,烧焦控制得到实现。 8.3.4 某种电缆结构因使用的合成料的特性在曝火后可能不会烧焦。对于这些电缆,
21、领近其 它重大损坏,可视火焰高度和导致电缆外径减少的(可目测到的) 都必须被认为是“烧焦部 分” ,以评定是“通过”还是“失败”。 9 计算 9.1 烟排放率 9.1.1 烟排放率 (SRR )要用通过管道的线性路径长度的光密度和测定体积的流动率来计算。 公式如下: SRR 烟排放率( m 2/s ) OD 光密度 M 1排气管道的流动率(m 3/s ) ,专指 298k 0.4064是管道的路径宽度(m ) 10 报告 10.1 试验报告包括如下简要信息: a)每组检测样品的描述 电缆型号,组成部分和电缆长度。 b)烧焦数量 c)试验执行日期 10.2 每组测试样品都包括如下信息(见补充数据
22、报告,25 节可选择性额外数据) 。 a)火焰高度对时间的图标(用英尺和英寸表示),标出最高温度。 b)在熔化,烧焦,灰烬和导体损坏等试验之后,对电缆最大损坏做测量(英尺和 英寸表示)。见 8.3.1-8.3.4 c)SRR峰值( m 2/s ) d)20 分钟的总烟排量(m 2) e)SRR对时间的图表 f)试验中和试验后的观察记录 11 验收标准 11.1 如 8.1.1节 9.1.1节(UL检测) 所述, 每个被检测的电缆样品必须具有以下性能: a)每个试样的烧焦高度必须小于8 英尺 0 英寸( 2444cm) ,要从托架的底部量起。 b)每根试样 20 分钟的总烟排量不能超过95m 2
23、 c)每根试样的最高烟排放率不能超过0.25m 2/s FT4/IEEE 1202 型曝火试验 12 范围 12.1 FT4/IEEE 1202型曝火试验是一种垂直托架燃烧试验,用来测定电缆损坏高度值,和 放置火源点时电缆和光缆的烟排放量。适合 FT4/IEEE 1202 型曝火试验的电缆必须符合以下 标准(见19.1 节) : a)烧焦的高度要小于4 英尺 11 英寸( 1.5m) ,根据第13 节要从燃烧器面的底边 量起。 b)总烟排量为150m 2 或更少 c)最大烟排放率为0.40m 2/s 或更少 12.2 本试验的目的为测定火焰延然和烟的特性,使电缆达到烟量限制的标准。 12.3
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- UL1685 电缆 光缆 垂直 托盘 试验 排烟量 测试
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