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消防用電設(shè)備配電線路的應(yīng)用分析

　　評(píng)論：　更新日期：2014年02月08日

目前，國(guó)際上有關(guān)電線電纜耐火性能的試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)主要有英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS6387《在火焰作用下需保持電路完整性的電纜性能要求》、國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEC331《電纜的耐火特性》等。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB12666.6《電線電纜耐火特性試驗(yàn)方法》是等效采用IEC331（1970）制定的。

英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS6387包括按單獨(dú)的火焰作用、水和火焰作用以及機(jī)械沖擊和火焰作用下的三種耐火性能試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)，電纜試樣保持通電，若電路發(fā)生短路，則試驗(yàn)失敗。單獨(dú)火焰作用下的耐火性能試驗(yàn)是電纜試樣分別在650℃、750℃和950℃火焰下，如能保持正常運(yùn)行3小時(shí)，相應(yīng)地將電纜劃分為A、B、C類，在950℃火焰下能維持20分鐘的電纜劃分為S類。

水和火焰作用下的耐火性能試驗(yàn)，是試樣在650℃火焰下通電，15分鐘后對(duì)試樣噴水15分鐘。滿足試驗(yàn)要求的電纜為W類。

機(jī)械沖擊和火焰作用下的耐火性能試驗(yàn)，是試樣在650℃、750℃和950℃火焰下通電，每隔30秒對(duì)試樣進(jìn)行機(jī)械沖擊。滿足試驗(yàn)要求的電纜分別劃分為X、Y、Z類。

國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEC331（1970）的試驗(yàn)方法要求試樣保持通電，在750℃火焰作用下，維持正常運(yùn)行3小時(shí)。

我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB12666.6與IEC331（1970）不同的是火焰溫度分為950℃-1000℃、750℃-800℃兩檔，持續(xù)作用時(shí)間為1.5小時(shí)，相應(yīng)的劃分為A、B兩類。

幾個(gè)電纜耐火性能試驗(yàn)方法中，英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)考慮了火焰、水和機(jī)械沖擊三個(gè)因素的作用，最接近電纜在實(shí)際火災(zāi)中可能遇到的主要威脅因素：火焰、水噴淋和燒損物等重物的沖擊作用，相對(duì)比較合理。其他標(biāo)準(zhǔn)只是考慮了火焰的作用。

三、???????????? 耐火類電纜產(chǎn)品現(xiàn)狀，實(shí)體火災(zāi)情況的分析

1??????? 耐火類電纜產(chǎn)品現(xiàn)狀

目前，國(guó)內(nèi)能通過GB12666.6標(biāo)準(zhǔn)、在一定時(shí)間內(nèi)能保持正常運(yùn)行的電纜產(chǎn)品有礦物絕緣電纜和耐火電纜。

礦物絕緣電纜完全由無(wú)機(jī)材料氧化鎂和銅所組成，制造工藝復(fù)雜。氧化鎂絕緣材料高度緊密地壓實(shí)在電纜的無(wú)縫銅護(hù)套中，與線芯、護(hù)套共同形成密實(shí)的一體，具有防火、耐高溫、機(jī)械強(qiáng)度高、載流量大、防爆、防水、耐腐蝕、使用壽命長(zhǎng)、對(duì)環(huán)境無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)理論分析和國(guó)外的火災(zāi)案例情況、模擬實(shí)體火災(zāi)的大規(guī)模實(shí)驗(yàn)記錄和標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，就礦物絕緣電纜使用的安全性來講，是目前已有的任何類型電纜所無(wú)法相比的。在國(guó)外，主要應(yīng)用于確保人身和財(cái)產(chǎn)安全的重要公共建筑，高危險(xiǎn)、防水和防爆場(chǎng)所，軍事、消防設(shè)施等重要的用電系統(tǒng)等。

云母絕緣的塑料耐火電纜制造工藝簡(jiǎn)單，是在普通電纜結(jié)構(gòu)中，設(shè)置了特殊的云母耐高溫絕緣層。普通電線電纜由于塑料絕緣層老化和機(jī)械損壞等原因容易引起短路，或者過載運(yùn)行時(shí)，在導(dǎo)線內(nèi)熱的作用下容易引起外塑料絕緣層過熱或外塑料絕緣層過熱變質(zhì)后發(fā)生短路而引起火災(zāi)。相比之下，雖然云母絕緣的塑料耐火電纜在過載和短路時(shí)，不能完全避免線芯發(fā)熱引起自身塑料絕緣層和護(hù)套起火，但云母耐高溫絕緣層能夠有效降低線路的短路、過載引發(fā)的火災(zāi)危險(xiǎn)性，作為普通電線電纜更新?lián)Q代的新產(chǎn)品，具有很大的社會(huì)效益。云母耐高溫絕緣層還能夠抵抗外來火災(zāi)，使電纜有一定的耐火性能。國(guó)內(nèi)大多數(shù)廠家生產(chǎn)的云母絕緣的塑料耐火電纜能夠滿足GB12666.6中B類試驗(yàn)。由于現(xiàn)在只有電線電纜耐火性能試驗(yàn)的國(guó)標(biāo)，沒有耐火電纜產(chǎn)品的國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，只是處于執(zhí)行企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)階段，對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、使用的絕緣材料、絕緣層截面厚度、護(hù)套的厚度、電纜額定載流量、機(jī)械強(qiáng)度等沒有統(tǒng)一的技術(shù)要求，各個(gè)廠家的產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。雖然不排除有些廠家生產(chǎn)的耐火電纜具有良好的耐火性能，但沒有產(chǎn)品的國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，就很難保證其電性能的安全使用。

2??????? 模擬實(shí)體火災(zāi)情況的分析

電線電纜標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行的可重復(fù)性靜態(tài)試驗(yàn)，通過標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)方法測(cè)試通過的電線電纜，并不一定能完全代表實(shí)際火災(zāi)條件下的使用情況。為了證明礦物絕緣電纜具有優(yōu)良的耐火性能，2001年4月公安部四川消防科學(xué)研究所進(jìn)行了模擬實(shí)體火災(zāi)電纜特性的試驗(yàn)研究。試驗(yàn)主要檢驗(yàn)出廠合格的礦物絕緣電纜裸敷、云母絕緣的塑料耐火電纜、隔氧層阻燃電線電纜、阻燃電線電纜和普通電線電纜不同的布線方式（埋墻暗敷、防火橋架保護(hù)、穿管明敷或裸敷）在火災(zāi)條件下持續(xù)通電、能夠正常運(yùn)行的電性能，以及裸敷的礦物絕緣電纜和耐火電纜在水噴淋和重物沖擊作用下維持正常運(yùn)行的性能。試驗(yàn)結(jié)果為：

?	不同類型電纜在火災(zāi)條件下的持續(xù)時(shí)間
布線方式	礦物絕緣電纜	云母絕緣的塑料耐火電纜	隔氧層阻燃電線電纜	阻燃電線電纜	普通電線電纜
電纜裸敷	60	27-30	14	13-16	7-15
埋墻暗敷	-	60	60	60	56
防火橋架	-	60	53	52-55	34-41
穿管明敷（金屬管防火涂料保護(hù)）	-	23	16	13	10-15

這次試驗(yàn)驗(yàn)證了裸敷的礦物絕緣電纜在火災(zāi)條件下、帶負(fù)荷通電時(shí)優(yōu)良的電性能——耐高溫、耐水噴淋和重物沖擊。

云母絕緣的塑料耐火電纜裸敷或穿金屬管明敷時(shí)，幾次試驗(yàn)結(jié)果都顯示了維持正常運(yùn)行時(shí)間只有27-30分鐘。將該結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)結(jié)果1.5小時(shí)相比較，可以看出存在較大的差別。在水噴淋、重物沖擊的兩個(gè)試驗(yàn)中，由于裸敷的云母絕緣塑料耐火電纜不到30分鐘就已失去了電性能，無(wú)法維持正常工作，因此30分鐘后再對(duì)它進(jìn)行水噴淋、重物沖擊試驗(yàn)已無(wú)任何意義。在實(shí)際火災(zāi)中，可能裸敷的云母絕緣的塑料耐火電纜一旦遇到消防水或空中墜物，耐火的云母層會(huì)失去絕緣效果，使線路發(fā)生短路。

這次試驗(yàn)結(jié)果也顯示出電線電纜埋墻暗敷設(shè)、防火橋架敷設(shè)，能夠表現(xiàn)出較好的耐火性能。電線電纜穿金屬管明敷設(shè)，并在金屬管上涂防火涂料的方法，沒有達(dá)到預(yù)期的效果。阻燃電線電纜與普通電線電纜抗電性能失效的能力基本相同，經(jīng)過阻燃處理的電線電纜，在火災(zāi)中只是延緩其燃燒速度，不能延長(zhǎng)其在火災(zāi)中正常運(yùn)行的時(shí)間。

由于這次試驗(yàn)條件所限，使試驗(yàn)結(jié)果具有一定的局限性。較遺憾的是，整個(gè)試驗(yàn)以及試驗(yàn)在高溫下持續(xù)的時(shí)間不是很長(zhǎng)，不能得到試驗(yàn)持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間和在高溫下持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間以后，幾種電線電纜埋墻暗敷設(shè)以及云母絕緣的塑料耐火電纜防火橋架敷設(shè)的耐火性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)。但這次對(duì)幾種不同電線電纜和不同敷設(shè)方式的對(duì)比、模擬真實(shí)火災(zāi)的試驗(yàn)結(jié)果，還是很說明問題的。

四、???????????? 結(jié)論

在電線電纜防火安全的研究中還有許多工作要做，這需要產(chǎn)品生產(chǎn)商、電線電纜行業(yè)、科研單位、檢測(cè)部門和標(biāo)準(zhǔn)制修訂部門等各方面的共同努力。就消防用電設(shè)備配電線路的應(yīng)用來說，有些問題還需要研究，需要積累實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和進(jìn)一步的論證，如通過GB12666.6試驗(yàn)要求的云母絕緣的塑料耐火電纜，在實(shí)體火災(zāi)條件下的耐火性能（包括火焰、水噴淋、重物沖擊的影響），電線電纜采取防火橋架保護(hù)、埋墻暗敷設(shè)以及金屬管或封閉式金屬線槽上涂防火涂料等防火保護(hù)措施時(shí)，在實(shí)體火災(zāi)條件下的耐火性能等。

??? 云母絕緣的塑料耐火電纜與普通電纜相比，能夠有效降低短路、過載引起的火災(zāi)隱患，并具有一定的耐火性能，應(yīng)積極推廣使用。為了安全使用云母絕緣的塑料耐火電纜產(chǎn)品，應(yīng)加快制訂產(chǎn)品的國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

現(xiàn)行的防火規(guī)范如《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《人民防空工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》等以及電氣規(guī)范的有關(guān)章節(jié)應(yīng)補(bǔ)充礦物絕緣電纜和云母絕緣的塑料耐火電纜的應(yīng)用。特別是礦物絕緣電纜，不僅能通過BS6387、GB12666.6耐火性能試驗(yàn)，而且已有產(chǎn)品的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并且根據(jù)國(guó)外的火災(zāi)案例、國(guó)內(nèi)外有關(guān)模擬實(shí)體火災(zāi)的實(shí)驗(yàn)記錄和國(guó)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的情況，在上述標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)明確規(guī)定，可作為消防用電設(shè)備的配電線路明敷設(shè)或暗敷設(shè)使用。

考慮到目前云母絕緣的塑料耐火電纜沒有國(guó)家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，各廠家產(chǎn)品的耐火性能差異較大，結(jié)合國(guó)內(nèi)外有關(guān)模擬實(shí)體火災(zāi)的實(shí)驗(yàn)記錄和國(guó)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)情況，建議對(duì)用電時(shí)間長(zhǎng)（≥1小時(shí)）的消防設(shè)備的配電線路，宜采用礦物絕緣電纜明敷設(shè)或暗敷設(shè)；對(duì)用電時(shí)間較長(zhǎng)（≤1小時(shí)）的，可采用礦物絕緣電纜明敷設(shè)、電線電纜埋墻（保護(hù)層厚度不應(yīng)小于30mm）暗敷設(shè)、防火橋架敷設(shè)和A類云母絕緣的塑料耐火電纜封閉式金屬橋架敷設(shè)；對(duì)用電時(shí)間不長(zhǎng)（≤20分鐘）的，可采用金屬管或封閉式金屬線槽上涂防火涂料敷設(shè)。

五、參考資料

1 邢本仁.礦物絕緣電纜理應(yīng)在建筑物電氣規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)中占據(jù)它應(yīng)有的位置?

2 劉玉恒陳澤民.對(duì)我國(guó)耐火電纜現(xiàn)狀的分析.消防科學(xué)與技術(shù)2000年8月

3公安部四川消防科研所、模擬實(shí)體火災(zāi)電纜特性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告??

4 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電線電纜燃燒試驗(yàn)方法》GB12666.1-12666.7-90

5 IEC331《電纜的耐火特性》（1970）

6 BS6387 Specification for performance requirements for cables required to maintain circuit integrity under fire conditions.