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鐵路防火安全標準:如何選擇符合關鍵耐火性能要求的電纜密封接頭?

運用鐵路防火安全標準,透過車輛分類、要求集、確切試驗佐證及已安裝引入口審查,選擇電纜密封接頭。

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Victor Huang,倍拓電纜接頭的品質與製程工程師

關於作者

Victor Huang

品質與製程工程師

具 9 年以上製造品質經驗,負責協調電纜密封接頭金屬與塑膠零件的檢驗、最終檢查及可追溯性。

作者文章Victor@bepto.com

鐵路防火安全標準不會建立一種通用的「耐火型電纜密封接頭」類別。我會先確認特定車輛與專案的要求,再依營運類別與設計類別推導危害等級及適用的 EN 45545-2 要求集。試驗方法、試件及驗收佐證必須能佐證此項選擇。

完成安裝的引入口仍須分別檢查密封、保持、電氣、環境及安裝條件。聚合物名稱、金屬本體、UL 94 V-0 結果或無鹵聲明,都不能取代火災佐證鏈;低煙無鹵(LSZH)標示也一樣。

重點摘要

  • 確認司法管轄區、路線、車輛範圍、合約、權責單位要求及標準版本。確認是否適用互通性技術規範(TSIs)。
  • 依 EN 45545-1 的營運類別與設計類別推導危害等級(HL)。僅憑接頭位置不能判定為 HL1、HL2 或 HL3。
  • 將實際材料或零件對應至 EN 45545-2 要求集,並檢查用途、暴露面積、幾何形狀及安裝方式。
  • 將燃燒反應與耐火性能、電路完整性、電纜性能、侵入防護及保持能力分開檢查。
  • 只有當產品、組成、尺寸、安裝、試驗、條件及分類的佐證完整涵蓋所提議的已安裝引入口配置時,才予以接受。

哪些鐵路防火安全標準適用於此專案?

適用的鐵路防火要求取決於車輛與專案。車輛類型、行駛路線、子系統、司法管轄區,以及工程屬於新造或改造,都可能改變所需標準與版次。合約與主管機關要求也很重要。這些差異決定電纜密封接頭需符合哪項防火結果;僅稱「鐵路用」範圍太寬泛。

EN 45545-2 涵蓋鐵路車輛上材料與組件的燃燒行為。該標準不會自動適用於每個鐵路專案或國家。歐盟鐵路局說明,互通性技術規範訂定特定歐盟鐵路子系統的技術與營運標準。比較接頭之前,先確認專案適用的 TSI、國家規則、合約要求及授權途徑。

車輛材料要求未必適用於無關的鐵路基礎設施,而客戶偏好也不會自動成為普遍的法律要求。舊報告使用的版次,專案也可能不接受。零件評估可能依據試驗、分類,或允許的分組與延伸規則;供應商標示的「鐵路級」無法釐清這些差異。

對北美固定導軌運輸專案而言,主管機關或規格可能會指定 NFPA 130。NFPA 將其稱為《固定導軌運輸與客運鐵路系統標準》。該標準中關於車輛、車站、行車區及緊急應變的要求,分別適用於系統的不同部分。它是有自身適用範圍的系統標準,並不代表與 EN 45545-2 等同。若要對應 HL1、HL2 或 HL3,必須有合理且可說明的專案依據。

EN 45545-2 的適用範圍與佐證界線

EN 45545-2 對鐵路車輛所用材料及產品的燃燒反應性能進行分類;它不會為每一款電纜密封接頭提供獨立的耐火性能等級。DIN 目前的出版資訊頁面將DIN EN 45545-2:2023-12列為 EN 45545-2:2020+A1:2023 的德國版本,並說明這些要求適用於材料與組件的燃燒行為。

燃燒反應是材料或產品暴露於指定火災試驗時,其作用及反應方式。耐火性能通常描述組件在指定曝露條件與時間內維持特定功能(例如完整性或隔熱性)的能力。這些術語回答的是不同問題。聚合物接頭的燃燒反應試驗結果不能證明機櫃貫穿處構成防火屏障,也不能證明電纜電路仍可持續運作。若專案要求防火屏障、耐火電纜系統或電路持續運作,須另列相應的組件標準、受測結構及安裝佐證。

要求集可能規定材料、小型組件、分組產品或其他結構的佐證方式。我會與負責的防火工程師或符合性評估者確認此界線。組裝完成的接頭不一定就是試驗試件。樹脂板試片的結果也不會自動涵蓋模塑蓋帽、嵌件、鎖緊螺帽、電纜護套、導管、配件或組合安裝後的總質量。應採用受控標準與專案允許的途徑。

營運類別、設計類別與危害等級

營運類別與設計類別決定專案的危害等級。接頭的位置不能決定危害等級。EN 45545-2 採用EN 45545-1中的類別。官方第 1 部分資料指出,這些類別反映其他部分所考量的營運條件。我會保留這項類別對應,再依組件的要求集確認所推導等級適用的性能要求。

一種營運類別描述營運情境,包括影響疏散與救援的條件;一種設計類別指出相關的車輛設計配置。兩者共同導出危害等級,用於選擇燃燒反應要求。地理區域或機櫃位置不能一概決定 HL1、HL2 或 HL3。

要求集會將明確界定的材料或零件用途,連結到所需危害等級的試驗方法、條件及性能判準。它是零件用途與必須符合的試驗之間的連結。

鐵路電纜密封接頭火災佐證鏈 垂直流程將專案適用性、營運與設計類別、危害等級、要求集、確切試驗佐證,以及已安裝電纜引入口審查依序串連。 鐵路火災佐證流程。 從專案範圍到已安裝引入口審查。 1. 車輛及專案適用性。 路線 • 子系統 • 權責單位 • 合約。 適用標準及版本。 2A. 營運 類別。 營運情境。 疏散條件。 2B. 設計 類別。 車輛設計 配置。 3. 專案危害等級。 HL1 / HL2 / HL3 依 類別對應結果推導。 4. 適用要求集。 組件用途 → 方法 → 條件。 適用於專案危害等級的準則。 5. 確切試驗佐證。 識別資料 • 試件 • 報告。 允許的應用範圍。 6. 已安裝引入口審查。 電纜 • 接頭 • 密封件 • 外殼。 各項性能的獨立紀錄。
此流程將車輛與專案的適用性,連結至類別對應、危害等級、適用要求集、確切試件佐證,以及最後的已安裝引入口審查。

將接頭對應至適用的要求集

依項目的實際用途、結構、暴露表面、位置、安裝方式及相鄰材料進行分類。我會先從安裝圖面開始,找出留在車輛中的非金屬零件,包括電纜密封接頭零件及密封件。也要檢查護罩、導管、電纜護套、標籤、黏著劑及鄰近安裝零件。實際材料牌號與配方很重要,因為相同的材料系列名稱可能涵蓋不同組成;系列名稱相同並不能證明防火行為相同。

鐵路乘客座椅與車窗旁的側壁檢修口開啟,可見一條受到支撐的黑色電纜,經金屬接頭進入已關閉的電氣箱
客室視圖顯示側壁檢修艙門打開後,箱體壁面的電纜引入口、金屬電纜密封接頭,以及後方獨立的電纜支撐。

EN 45545-2 的確切要求組合會將危害等級連結至所引用的試驗。試樣準備、狀態調節、方向、基材或背襯,以及厚度或質量規則,會決定試驗結果所代表的對象。適用範圍條文界定結果可延伸至其他零件或配置的程度。這些細節須依適用標準與零件評估判定,並由專案防火專家確認其適用方式。

接著將提議的組件與試件比較。確認製造商、產品識別資料、配方、相關顏色、尺寸、厚度及暴露面積相符;也要檢查電纜或導管、安裝方式及配件。若報告將生產地點或流程列為相關條件,也要核對。

模塑聚合物試片的報告無法據此確認完整接頭的相關主張。單一成品組件的報告也不會自動涵蓋其他尺寸、配方、密封件、顏色或配件。每項延伸適用都需要經授權的規則或評估。

為什麼僅有 UL 94 V-0、無鹵或 LSZH 還不夠?

UL 94 V-0、無鹵及 LSZH 描述的是不同性質或試驗架構。這些資料都不會自動確立 EN 45545-2 危害等級。 UL 94 V-0是對塑膠試件進行受控火焰試驗所得的分類,不能提供完整接頭的核准依據。我也需要確切的試驗方法與限值,才能解讀「無鹵」。對於 LSZH,應索取確切的低煙及鹵素相關試驗參考資料。這些標示都無法指出鐵路營運與設計類別、要求集、危害等級,或完整的已安裝引入口佐證。

我以同樣的方式審查材料名稱。聚醯胺、彈性體、熱塑性塑膠、不鏽鋼、黃銅及鋁都不是鐵路防火分類。添加劑、顏料、填料、厚度、質量、形狀、加工、老化及相鄰材料,都可能影響佐證界線。金屬本體可減少可燃的接頭本體材料;但其聚合物密封件、嵌件、護罩、電纜護套、導管及標籤仍須納入安裝審查。

材料系列名稱、V-0 聲明、無鹵聲明或 LSZH 型錄,仍無法回答重要的鐵路防火問題。相關結果必須涵蓋要求組合與擬採用的構造。缺少資訊時應要求澄清;但缺少資訊本身並不能證明材料不適用。

火災試驗佐證及其所代表的試件

當試樣及其允許的應用範圍涵蓋擬用零件時,防火試驗結果才有參考價值。產品配方、標準版次、試樣準備、安裝方式、方法與條件,決定兩者之間的關聯。接著可依量測結果與分類,判定其是否符合適用要求。

將受測材料與構造,與擬採用的護蓋、本體、密封件、嵌件、配件、電纜及外殼比較。混配材料、顏色、厚度、外露材料的質量、幾何形狀、生產方式及安裝方式都可能影響適用性。只有在報告或授權評估允許時,結果才能延伸適用於變更後的配置。

結果細節 適用性問題 資訊缺口
標準與版本 結果是否符合專案要求及要求組合? 「依鐵路標準測試。」
產品識別資料 製造商、產品識別資料、配方、尺寸及生產管制是否清楚? 只有系列型錄。
試件 尺寸、質量、厚度、顏色、製備及安裝方式是否都有記錄? 一般樹脂板試片。
方法與條件 是否列明引用的方法、狀態調節、方向、背襯及偏差? 未具名的實驗室試驗。
結果 是否提供量測結果、分類、適用時的不確定度及通過判定依據? 只有通過聲明,沒有數據。
涵蓋範圍 延伸適用、分組及適用範圍規則是否涵蓋所供應的零件? 假設「材料相似」。
實驗室與報告 報告識別資料、日期、授權及修訂版是否可追溯? 經裁切的證書影像。
構造變更 結果是否仍涵蓋配方、來源、幾何形狀、顏色或製程的變更? 假設變更後的零件仍與原件等同。

我用此佐證表協助審查,不把它視為通用試驗計畫。所選要求集與危害等級會決定是否適用熱釋放、火焰蔓延、煙、氣體、氧指數或其他試驗,也會決定試件條件與限值。公開的標準名稱不能作為照搬熱釋放、煙、毒性、曝露、持續時間或溫度門檻的依據。

分開檢查電纜引入性能要求

通過鐵路防火審查,不能證明電纜適配、密封、保持、等電位連接或機械耐久性。 IEC 62444:2010涵蓋製造商或負責供應商所提供完整電纜密封接頭的要求與試驗。我會依其適用範圍審查接頭結構與性能;該標準不會指定 EN 45545-2 危害等級,也不會核准鐵路車輛。

電纜直徑與形狀、密封範圍、螺紋與面板幾何、壁厚、固定及扭轉情況,都會影響實際配合。振動、衝擊、溫度、流體、清潔劑、紫外線(UV)曝露、腐蝕及侵入防護,則決定環境適用性。EMC、等電位連接及任何危險場所用途還有各自的要求。每一項都須依相關產品說明、試驗、證書或設計計算確認,因為防火分類無法解決機械或電氣不相容。

我會使用單壓縮與雙壓縮電纜密封接頭比較來判別密封與鎧裝介面。接頭密封件冷流指南說明長期壓縮的佐證。北海標準佐證指南可協助審查環境與文件層面,但無法提供鐵路防火佐證。

技術人員手持螢幕空白的平板,站在開啟的軌道車輛電氣櫃與電纜引入口列旁

技術人員參照平板,檢查軌道車輛電氣櫃下方的一排電纜引入口。

鐵路防火安全選型最終檢查

只有當佐證所代表的材料、組件或組裝配置,符合提議的已安裝引入口及適用鐵路要求時,我才會保留該接頭作為選型。先比對危害等級途徑、要求集、試件識別資料、配方、幾何形狀、安裝方式及允許的應用範圍,再檢查獨立的機械與環境工況。

例如,針對單一密封材料配方、厚度及安裝方式的報告,不會自動涵蓋不同嵌件、顏色、較大的暴露質量或新增護罩。我會依允許的應用規則檢查每項變更。若佐證未涵蓋,便須重新評估該確切配置。

  • 已知適用的車輛與專案要求。
  • 營運類別與設計類別可導出所需危害等級。
  • 依零件的實際用途選定要求組合。
  • 試驗方法、條件、試樣、結果與分類涵蓋擬用零件。
  • 防火行為、屏障耐火性、電路完整性、密封、固定及環境工況均符合各自的要求。
  • 材料或構造替換仍在允許的應用範圍內,否則須重新評估。

結論

我會先確認鐵路專案的適用要求及所依據的標準版本,確立營運類別、設計類別、危害等級與 EN 45545-2 要求集,再將提議的引入口與報告所代表的完整材料、組件或組裝配置比較。

UL 94 V-0 結果、無鹵聲明或 LSZH 標示都不能取代這條佐證鏈。只有當佐證涵蓋確切試件、配方、幾何形狀、安裝方式、電纜引入口配置及允許的應用範圍時,我才會選用該接頭。密封、保持、侵入防護、振動、等電位連接及其他工況仍須另行驗證。

鐵路耐火型電纜密封接頭常見問題

EN 45545-2 是否會為完整的電纜密封接頭提供認證?

不會自動認證。要求集界定佐證範圍。報告可能涵蓋材料、組件或結構,而非完整接頭。我會將確切試件與允許的應用規則對照所供應的配置。

乘客區域內的接頭是否一律要求 HL3?

否。專案會依適用的營運與設計類別推導危害等級,再由組件用途決定要求集。僅憑實際位置,不能判定為 HL1、HL2 或 HL3。

UL 94 V-0 尼龍接頭能否視為符合 EN 45545-2?

僅有 V-0 結果並不足夠。EN 45545-2 要求集、危害等級、試件、方法、條件及應用涵蓋範圍仍未釐清。我需要確切的 EN 佐證,或經核准且能涵蓋所提組件的評估。

金屬接頭本體是否能免除鐵路防火審查?

否。仍可能包含聚合物密封件、嵌件、墊圈、護罩、標籤、電纜護套及鄰近材料。我會將每項相關的已安裝材料或組件納入要求集審查,並只套用允許的分組或排除規則。

NFPA 130 是否等同於 EN 45545-2?

否。NFPA 130 是固定導向交通與客運鐵路系統的標準,而 EN 45545-2 規定鐵路車輛材料與組件的燃燒行為要求。各標準只能依管轄專案及權責單位要求套用;若沒有經核准的依據,不得將一種分類轉換成另一種。

來源與技術參考資料

產品

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