壹、技術規範及試驗方法
一、適用範圍:
消防安全設備緊急供電系統之電源、控制回路、警報、監視及通信線
路使用之耐燃電纜,適用於交流 6.6kV 以下之電壓者,其構造、材
質及性能等技術上之規範及試驗方法,應符合本基準之規定。
二、用語定義:
(一) 電纜:主要構造由導體、絕緣體及被覆組成者。
(二) 低壓電纜:電纜耐電壓在600V 以下者。
(三) 高壓電纜:電纜耐電壓超過600V 者。
(四) 導體:用於導通、傳導電流之金屬。
(五) 耐燃層:用以阻隔火焰侵襲,確保電纜於火災時仍能維持正常供電
之耐燃材料。
(六) 絕緣體:與導體成同心圓狀包覆於導體上,具有高絕緣電阻低導電
度,能有效阻絕電流傳導之材料。其材質為聚乙烯 (以下簡稱 PE
) 、交連聚乙烯 (以下簡稱 XLPE)、矽橡膠或其他具有同等性能以
上之材質。
(七) 被覆:單心者在絕緣層外以同心圓包覆絕緣體者;多心者為在心線
絞合後之最外層包覆。
其材質為聚氯乙烯 (以下簡稱 PVC) 、PE、低煙無鹵 (以下簡稱
LSHF) 材料或其他具有同等性能以上之材質。 (LSHF:Low Smoke
and Halogen Free)
(八) 低煙無鹵 (LSHF) 被覆:含微量鹵素成分,具有低發煙性,能通過
高難燃無鹵性試驗或其他具有同等性能以上材料之被覆。
(九) 填充材料:用於二心線以上電纜各心線絕緣體間隙之填充物。
(十) 計算截面積:以計算方式表示電纜單心導體之截面積,計算式如下
:
2
A=n×π×D /4
A :計算截面積 (mm2) ;
n :組成單心之股數;
D :單股導體之直 (mm) 。
(十一) 標稱截面積:計算截面積之概約整數值 (如附表一) 。
(十二) 單線:導體截面為圓形之單條電氣用軟銅線者。
(十三) 絞線:導體由多條材質相同、線徑相等之軟銅線依同心圓狀絞製
或直接集合絞製者。
三、種類及記號 (如表一)
四、材質、構造及加工方法:
(一) 導體:採用單線,圓型絞線及圓型壓縮絞線,導體標稱截面積如表
二。
1.單線:使用國家標準 (以下簡稱 CNS) 1364「裸軟銅單電線」或
同等性能以上之材料。
2.圓型絞線:以 CNS 1364 規定之軟銅線作單線 (2.8mm 之線徑亦
參考此規定) ,依表二規定絞合成同心圓狀,最外層絞 (節) 距
為層心徑 20 倍以下,外層絞向為 S 向。
3.圓型壓縮絞線:以 CNS 1364 規定之軟銅線做單線絞合後壓縮成
型為圓形,最外層之節距為外徑之 20 倍 (100mm2 以下時為 1
6 倍) 以下,外層絞向為 S 向。
4.6.6kV 級電纜須於導體上施加押出型或帶紮型半導電層,該半導
電層在導體上須容易去除,其厚度應內含於絕緣體總厚度。
(二) 耐燃層:在四 (一) 所述之導體上,橫向疊捲一層或一層以上之非
石棉類 (asbestos-free) 耐火帶,耐燃層之厚度如附表一至附表
十六。耐燃層厚度得依耐火性能自行增減。
(三) 絕緣體:
1.在四 (二) 規定之耐燃層上或四 (一) 規定之導體上將 PE (聚
乙烯) 、XLPE (交連聚乙烯) 或矽橡膠與導體成同心圓狀被覆之
,不得有妨礙使用之瑕疵、氣泡等產生。
2.絕緣體 (含半導電層) 之平均厚度依附表一至附表十六規定值之
百分之九○以上,最小厚度為附表一至附表十六規定值之百分之
八十以上。
3.6.6kV 級電纜絕緣體上須有押出型或帶紮型半導電層。3.3kV 及
6.6kV 級電纜須施加一層 0.07mm 以上厚度之銅帶作為遮蔽層,
銅帶間至少須相互重疊帶寬之百分之十,電纜之銅帶須加於絕緣
體上 (3.3kV 級) 或半導電層上 (6.6kV 級) ,3.3kV 級三心電
纜之銅帶各心絕緣體上毋需包紮,可允許於集合後再施加。至單
心電纜之絕緣體得施以適當之包帶。
(四) 心線識別:由絕緣體本體顏色、絕緣體表面著色或其他適當方式識
別之,規定如下:
1.2 心:黑、白 (或自然色)
2.3 心:黑、白、紅
3.4 心:黑、白、紅、綠
4.5 心以上:絕緣體表面印號數識別
(五) 心線絞合:多心圓型電纜得依需要使用適當之填充物,並將所需條
數之心線以 S 向絞合之。
導體標稱截面積 100mm2 以下,絞距為層心徑三十倍以下,在心線
絞合上可施予適當之包紮帶。
(六) 被覆:單心電纜在四 (三) 之絕緣體上,多心圓型電纜在四 (五)
之絞合上,平型電纜將四 (四) 之心線,依所需條數並列後,以被
覆材料被覆之,被覆上面不得有妨礙使用之瑕疵、氣泡等產生。被
覆之平均厚度為附表所定值之百分之九十以上,最小厚度圓型時為
附表一至附表六及附表九至附表十二所定值之百分八十五以上,平
型時為附表七至附表八所定值之百分之八十以上。被覆之顏色,圓
型者為黑色,平型者為灰色。
五、性能:依本基準第六點執行試驗時,需符合表三之規定。
六、檢測及試驗方法:本基準未規定之部分則依 CNS689 「塑膠絕緣電線
電纜檢驗法」之規定辦理。
(一) 外觀檢查:依 CNS 689「塑膠絕緣電線電纜檢驗法」第 3 節施行
之。
(二) 構造檢查:依 CNS 689 第 5 節施行之。
(三) 導體電阻試驗:依 CNS 689 第 6 節施行之。
(四) 耐電壓試驗:依 CNS 689 第 8.1 節或 8.2 節施行之。
(五) 絕緣電阻試驗:依 CNS 689 第 9.1 節施行之。
(六) 抗拉強度及伸長率試驗:依 CNS 689 第 16 節施行之,矽橡膠則
依 CNS 6071 第 5.5 節之規定施行之;各類材質之拉伸速度依表
四之規定:
(七) 老化性試驗:依 CNS 689 第 17 節施行之,矽橡膠則依 CNS 607
1 第 5.6 節之規定;各材質之加熱溫度及加熱時間依表五之規定
:
(八) 加熱變形性試驗:依 CNS 689 第 23 節施行之,加熱溫度、重錘
之質量分別依表六、表七及表八之規定:
(九) 耐寒性試驗:依CNS 689 第22 節施行之,試驗溫度為-15±1 ℃。
(十) 耐油性試驗:聚氯乙烯被覆體耐油性試驗之油溫及浸泡時間為 70
℃±2 ℃及 4 小時;若被覆體之材質為聚乙烯或低煙無鹵材料,
則該電線電纜不得用於油氣之環境。但經通過耐油性試驗 (合格判
定比照附表三聚氯乙烯被覆之標準) 者,不在此限。
(十一) 耐火試驗:依下列 2 種試驗方法擇一施行之。
1.自完成品中截取 1200mm 長度之電纜試樣,兩端各去除 100mm
之被覆體及包紮帶或填充物,將電纜之一端加以適當處理,以
便與電氣連接;另一端則將各絕緣心線分開避免相互接觸。用
適當夾具將電纜試樣兩端之被覆體固定,使保持水平,中間部
分用兩只金屬環加以支撐,兩環相距約 300mm,金屬環及其他
金屬支架部分必須接地。電纜試樣接上一個 3 相星型或 3
個單相接頭容量 3A 以上之變壓器,變壓器之各相須經過 3A
之熔線與電纜相接,其中性線經過 5A 之熔線接地。電纜各心
線試驗時,分別連接不同相線,若心線為 3 心以上時,須分
成 3 組與各相連接,相鄰之心線須連接不同之相線。試驗之
火焰為寬度 610mm 長管狀丙烷或液化石油氣火焰;另燃燒器
應垂直安裝於電纜試樣下方,噴口水平中心面距電纜試樣底部
約 75±10mm ,如圖一所示。電纜試樣與燃燒器之相對位置經
確認後,得先將電纜試樣取下,並插入一 K 型熱電偶於 610
mm 焰寬之中央且於電纜試樣底部位置處,再點火空燒並觀察
溫度達 950℃±40℃以上時,完成火焰條件之確認,此時將熱
電偶移開並將電纜放回原放置處,與熔線連接後可直接將電纜
試樣通電源,並調整至表九所列電壓進行正式測試,連續施加
電壓並燃燒九十分鐘後熄火,繼續施加電壓,停止燃燒後靜置
十五分鐘,3A 熔線不得有熔斷之情形。試驗裝置參考圖一。
2.加熱爐耐火試驗:
(1) 試樣:分為試樣一及試樣二,兩者擇一進行。
試樣一:
限定使用於露出配線,如圖二所示方法,取長度 1.3m 電
纜,長 300mm、寬 300mm 之矽酸鈣板或具同等性能以上
之耐熱性板 (以下相同) ,以固定線 (固定電纜使用之 1
.6ψmm 金屬線,以下相同) 將其二層捲繞,在電纜中部
以電纜自重二倍之物體吊掛之,電纜部分依表十對之規定
實施彎曲試驗 (180° 彎曲後回復直線狀態後,再以反方
向 180°彎曲後回復直線稱之) 。
試樣二:
限使用於金屬電纜管配線,金屬製線槽配線或類似之有蓋
配線,如圖三所示方法以長 1.3m 之電纜,取適合之金屬
管將電纜置入,二端以陶瓷纖維、二氧化矽纖維或其他同
等性能以上之耐熱材料填充之,再以長 300mm、寬 300mm
、厚 10mm 之矽酸鈣板用固定線二層捲繞安裝之。
(2) 加熱爐:
加熱爐必須符合以下規定:
構造:如圖四所示之構造或同等性能以上之類似構造。
燃料:使用液化石油氣。
在試樣不插入狀態下,予以加熱,能維持 840℃±84℃,
30 分鐘之功能。
(3) 加熱方法:
依圖四所示位置,將試樣插入,以 CNS 12514「建築物構造
部分耐火試驗方法」所定溫度標準曲線為準,加熱 30 分鐘
,此時,爐內溫度依 CNS 5534 (熱電偶) 之規定導線線徑
為 1.0mm,0.75 級以上性能之 CA 裸熱電偶及自動連續溫
度記錄計,於圖五所示位置進行測定控制。
(4) 判定:
符合以下規定始為合格。
絕緣電阻:
依表十一規定實施 DC 500V 絕緣電阻計測定之位置,須
達到表十二規定之絕緣電阻數值。
耐電壓:
將心線綁成一體與固定線之間依表十三之規定,施以正弦
波 50HZ 或 60HZ 交流電壓,須能承受表十三規定之電壓
與時間。
護被覆須於加熱終了時,由加熱爐內壁測定未有超過 150
mm 以上之延燒。但試樣二不在此限。
(十二) 高難燃無鹵性試驗:
1.多條電線電纜垂直燃燒試驗:
(1) 試驗環境:燃燒試驗應在自然通風之室內或密閉空間內實施
,電纜之燃燒效果及燃燒器火焰不得受過大之外部氣流或人
為氣流之影響。
(2) 試驗設備:
梯架:應為金屬製垂直式梯架,高 2400mm 、寬 300mm、
深 75mm ,自底部 150mm 處起,每 300mm 間隔設置橫
梯 (如圖六所示) ,梯架底部得以螺栓固定於水平淺盤作
為支撐。
火源:測試火源由一帶狀燃燒器產生 (構造如圖七所示)
,燃燒使用之燃料為丙烷或天然氣或液化石油氣並混合適
當之空氣,以產生長約 380mm 之火焰。距中央試樣表面
約 3.2mm 內位置 (但不得碰觸試樣) 之溫度應在 815℃
以上,另燃燒器應水平安裝,噴口距電纜試樣之表面約 7
5mm ,噴口中心平面高度距梯架底部高約 600mm (如圖六
所示) 。
(3) 試驗方法:
取與梯架等長之電纜成品,自梯架之中央處以 1/2 線徑之
間距向兩側單層排列,直到試樣之橫寬達 150mm 以上 (條
數依下式計算) ,試樣以細金屬線綁住以固定。以前述之帶
狀燃燒器火焰持續燃燒 20 分鐘後關閉火源,讓試樣自然燃
燒至熄滅後,自燃燒器位置 (即距梯架底部 600mm) 起算量
出上方電纜最大燃燒碳化長度。電纜取樣條數計算:
D
nD+ (n-1) ─≧150
2
D :電纜完成外徑
n :電纜取樣條數
(4) 合格判定基準:燃燒碳化長度小於 1800mm 者 (即未達到梯
架頂端) 為合格。
2.發煙濃度試驗:
(1) 試驗設備:
構造:如圖八所示,或類似之構造。
試驗箱:內側需經施加防腐蝕處理。
輻射加熱爐:具有開口部直徑約 76mm 之電氣爐。
試料夾具:能容易裝拆試料,並能於長約 65mm 、寬約 6
5mm 之範圍內進行充分加熱。
(2) 試樣取料:
試料為與被覆體或電線絕緣體相同之材料,其尺寸為長約 7
6mm 、寬約 76mm 、厚 0.5mm±0.1mm 之薄片,加熱表面以
外部分以鋁箔包覆之。
(3) 試驗方法:
將試料置放在試料盒內,背面用與試料尺寸相同之石棉板支
撐固定,試料供試驗用之暴露面積約為 65mm×65mm ,採輻
射加熱方法,對試料中央部直徑約 38mm 之範圍,以 2.5W/
cm2 之熱輻射加熱,持續 20 分鐘,加熱期間測出最小透光
率,每一材料需測試三次。
發煙濃度計算:
V 100
Ds=───log10 ──
A ×L T
DS:發煙濃度
V :試驗箱內容積 (mm3)
A :試料之加熱表面積 (mm2)
L :光軸長度 (mm)
T :光之最小透光率 (%)
(4) 合格判定基準:發煙濃度測試三次平均值在 150 以下者為
合格。
3.燃燒時釋放氣體之酸度試驗:
(1) 試驗設備:
構造:如圖九至圖十三所示,所有配件之組裝皆須緊密無
洩漏,石英玻璃管與第一收集瓶,及第一收集瓶與第二收
集瓶之距離越短越好。
管狀火爐:管狀火爐之有效長度須在 500mm 至 600mm
間,內徑應在 40mm 至 60mm 間,並配備可調式電熱系統
。
導管:火爐包含一個用二氧化矽裝置之防火導管用以抵抗
腐蝕氣體之作用,導管與管狀火爐成同心圓配置,二氧化
矽管之內徑在 32mm 至 45mm 間,原間隙為僅供熱膨脹之
裕度,導管入口側突出之長度為 60mm 至 200mm 間,出
口側突出之長度為 60mm 至 100mm 間。
燃燒皿:材質使用瓷器、融合石英或皂石,長度為 45mm
至 100mm,寬度 12mm 至 30mm ,深度為 5mm 至 10mm
,安裝位置如圖九所示,每只燃燒皿僅能在破裂或換新前
使用三次。
氣體收集裝置:氣體在導管出口通過一個裝滿 990ml 至
1000ml 蒸餾水之收集瓶 (如圖十所示) ,或兩個各裝 4
50ml 蒸餾水之收集瓶,水之 PH 值應介於 5 到 7 之
間,導電度應低於 1.0μs/mm,收集瓶 (當使用兩收集瓶
時為第一個收集瓶) 應裝磁性攪拌器以產生渦流使燃燒氣
體較易溶於水中。另導管應浸入水中 100mm 至 120mm
深。
空氣供應系統:為因應導管內徑之差異並確保管內空氣流
量達約 20ml/mm2/h ,空氣量之供給可在 15L/h (公升/
小時) 至 30L/h 的範圍內調整,其調整係以調整針型閥
及觀察流量計以控制流量穩定,流量 (ρ) 由下式計算,
並依下列三種方法擇一供給高純度空氣。
2
ρ=0.0155D L/h [D:導管內徑 (mm) ]
方法一:使用壓縮空氣鋼瓶,空氣由燃燒管前端注入 (如
圖十一) 。
方法二:使用於試驗室加壓之空氣,空氣經過濾後由燃燒
管前端注入 (如圖十二) 。
方法三:使用經適當過濾之試驗室環境空氣,利用裝置於
系統最末端之吸氣泵使空氣和燃燒後氣體之混合
氣通過收集瓶 (如圖十三) 。
(2) 量測設備:
分析天平:精密度達±0.1mg。
酸鹼計:精密度達±0.02,並有適當之探針。
導電度計:量測範圍應介於 10-2 至 102μs/mm 間。
碼表。
(3) 試料狀態:
試料應置於溫度 23±2 ℃及濕度 50±5 %之狀況下至少 1
6 小時。
(4) 試樣取料:
取與電線絕緣體或被覆體相同之材料,切成碎片,稱重 100
0mg±5mg,試料數三個。
(5) 試驗方法:
試料之重量應在±1mg 之誤差範圍內,並平均置於燃燒皿
內。
進氣應以針狀閥調整至 0.0155D2 L/h±10% 之流量,並
於測試全程中保持穩定。
溫度應以熱電偶量測,熱電偶並應有適當防止腐蝕之保護
,並安裝於管內火爐中央。
裝好試料之燃燒皿應快速置入管中之有效區域,同時計時
器開始計時,燃燒皿與有效加熱區之出口端之距離應不得
小於 300mm,燃燒皿所在位置之溫度不得低於 935℃,距
燃燒皿 300mm 上風處之溫度不得低於 900℃。
火爐應保持燃燒及進氣之狀況 30 分鐘。
酸鹼值及導電度應於上述程序完畢後量測,量測前收集瓶
應加蒸餾水補充至 1000 ml (如果使用兩個收集瓶,則兩
個收集瓶應倒在同一個燒杯內並加蒸餾水至 1000ml) 。
移去燃燒皿後,導管全長應於 950℃以鍛燒法清洗。
(6) 酸鹼值及導電度之量測:
酸鹼計之歸零校正:
酸鹼計應以原廠提供之方法歸零校正。
溶液酸鹼值及導電度之量測:
溶液之酸鹼值應於室溫量測,酸鹼值所示之讀數應為經自
動溫度補償換算後之數值,該自動溫度補償元件應內建於
酸鹼計中。
(7) 合格判定基準:
應實施三次測試,並計算平均值及變異數,如果變異係數
大於五個百分比則應加做三個測試,並計算六個測試之平
均值,三次 (或六次) 酸鹼值 (pH 值) 之平均值應不小
於 4.3,導電度不大於 10μs/mm 者為合格。
變異係數之計算:
┌───────┐
n _ 2 │ │
Σ (xi–x) │x :測試值 │
i=1 │_ │
v =────── │x :平均值 │
n │ │
│v :變異數 │
┌─ │ │
S =│v │n :測試樣品數│
┘ │ │
S │S :標準差 │
c =── │ │
_ │C :變異係數 │
x │ │
└───────┘
七、標示:
(一) 電纜之標示:在電纜之表面至少將下列事項依序以不易消褪之方式
表示之。
1.標稱電壓
2.耐火試驗溫度/時間
3.記號
4.標稱直徑或截面積及心線數
5.製造廠商名稱或簡稱
6.製造年份
7.型式認可號碼
(二) 標示範例:
600V 950℃/90min FR-EV mm (或 mm2 廠牌 製造年 型式
) x C 認可
號碼
── ────── ─── ───── ── ─── ──
1 2 3 4 5 6 7
(三) 標示距離:每隔 1m 以內標示 1 次。