淺談民用建筑電器線路防火設(shè)計(jì)

淺談民用建筑電器線路防火設(shè)計(jì)淺談民用建筑電器線路防火設(shè)計(jì) 線路絕緣膠皮燃燒產(chǎn)生的氯化氨與空氣中的水分相結(jié)合 化合成稀鹽酸附著在電氣設(shè)備 儀器裝置上生成導(dǎo)電薄膜 嚴(yán) 重降低了機(jī)電設(shè)備和一 二項(xiàng)接線回路的絕緣性能 直接影響 機(jī)電設(shè)備和發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行并縮短其壽命 因此為防止電 纜引起火災(zāi)和盡量減少氯化氫等有毒氣體的產(chǎn)生 迫切需要國 內(nèi)有關(guān)部門重視電氣線路防火的管理 監(jiān)督和科研工作 并采 取有效的預(yù)防措施減少電氣線路火災(zāi)的發(fā)生率 1 電纜 電線及母線槽的防火設(shè) i i 選型任何民用建筑和 內(nèi)部裝修本身的不燃化是有局限性的 而電能分布在民用建筑 物內(nèi) 外各個(gè)部分 盡管消防部門年年都強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)防火管理 注意用電安全 但任何完善的防火管理都不可能使電氣引發(fā)火 災(zāi)的幾率為零 電氣火災(zāi)的危害案例最多的還是線路 如電纜 電線 包 括母線槽 等配電線路 近年來 因電纜 電線 母線槽著火延 燃釀成的重大火災(zāi) 國內(nèi)外時(shí)有發(fā)生 已引起人們的深切關(guān)注 民用建筑物特別是高層 超高層民用建筑 除認(rèn)真考慮建筑物 及裝修材料的不燃化外 電氣設(shè)備 配電線路所采用的各類電 纜 電線 母線槽更需要采取阻燃化 難燃化和不燃化的措施 10l 阻燃型電纜 電線具有阻燃性能的 pvc 絕緣和護(hù)套電 纜 電線 耐溫有 70 90 105 之分 阻燃特性氧指數(shù)為 32 級以上 阻燃型電纜 電線不易著火或是著火后不延燃 離 開火源可以自熄 但用阻燃材料作導(dǎo)體的絕緣有一定的局限性 它僅適用于有阻燃要求的場所 耐溫 105 絕緣導(dǎo)線也稱作耐熱 線 用于溫度較高的場所 日本 jisk7201 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了按測得的氧指數(shù)對材料難燃性 進(jìn)行判定的等級 材料難燃性進(jìn)行判定表難燃級別 一級 二級 三級 四級 五級 材料氧指數(shù) 30 27 30 24 27 21 24 21 1 2 銅護(hù)套 氧化鎂粉絕緣銅芯不燃電纜 一級負(fù)荷的特別重要負(fù)荷中 如消防電梯 消防泵 應(yīng)急 發(fā)電機(jī)等電源線 應(yīng)積極推廣銅護(hù)套銅芯氧化鎂絕緣防火電纜 簡稱為 mi 電纜 mi 電纜和耐火母線槽是預(yù)防和撲救高層 超 高層民用建筑火災(zāi)的重要舉措之一 mi 電纜價(jià)格比阻燃電纜價(jià) 格更高 敷設(shè)方式均為明裝敷設(shè) mi 電纜有如下特點(diǎn) 1 防火 耐火 耐高溫 銅護(hù)套 銅芯線熔點(diǎn)為 1083 c 無機(jī)物氧化鎂粉絕緣材料在 2200 c 高溫下不熔化 有很強(qiáng)的防 火 耐火性能 且氧化鎂絕緣材料被緊密地?cái)D壓在銅護(hù)套與銅 芯之間 mi 電纜的部件全部用絲扣連接 任何氣體 火焰都無 法進(jìn)入設(shè)備和電纜內(nèi) 能在 250 c 的高溫環(huán)境中長期安全工作 用在應(yīng)急發(fā)電機(jī) 消防電梯和消防泵的低壓配電線路上 可為 消防人員火災(zāi)的撲救贏得時(shí)間和提供保證 2 無煙 無毒 有利于人們撤離火災(zāi)現(xiàn)場 更有利益于消 防人員撲救 3 防水 耐腐蝕性能高 銅護(hù)套本身就具有良好的防腐性 能 mi 電纜在民用建筑中無需套塑料護(hù)套 銅護(hù)套為無縫銅管 制成 即使浸泡在水中也可長期安全通電運(yùn)行 4 無輻射 無渦流 過載能力強(qiáng) 銅護(hù)套有很高的防磁性 能 能起到很好的屏蔽作用 還能防止輻射 單芯電纜無渦流 效應(yīng) 故銅護(hù)套不會發(fā)熱 與相同截面的其他阻 難燃型電纜 相比較 mi 電纜內(nèi)無機(jī)絕緣的氧化鎂材料短路和過載時(shí)不存在 絕緣軟化和損壞 也不會自燃 由于其過載能力很強(qiáng) 根據(jù)負(fù) 荷計(jì)算電流選用線芯截面時(shí)沒必要放大 1 3 級 這在性能價(jià)格 比上較為可取 5 機(jī)械強(qiáng)度高 外徑小 使用壽命長 mi 電纜的銅護(hù)套 絕緣粉 銅護(hù)套三維一體的結(jié)構(gòu) 在機(jī)械撞擊和外力敲打下也 不會損壞 確保電氣和絕緣性能指標(biāo)不變 由于特殊的結(jié)構(gòu)和 機(jī)械強(qiáng)度高 銅護(hù)套外部直徑比其他阻燃 耐火電纜要小 因 此占地面積就小 氧化鎂粉是無機(jī)材料 化學(xué)性能極為穩(wěn)定 也不存在老化的問題 銅護(hù)套在民用建筑中幾乎能達(dá)到永久性 保護(hù)作用 而其他有機(jī)材料作絕緣的導(dǎo)體 在不過載的情況下 其壽命為 15 20 年 阻燃電纜和難燃電纜只要經(jīng)火燒烤后 外 部有機(jī)絕緣材料就會軟化 失去或降低電氣和絕緣性能 火災(zāi) 燃燒后 一般都要更換 而 mi 電纜在火烤后 氧化鎂無機(jī)絕緣 材料不會降低電氣和絕緣性能 仍可繼續(xù)使用 無需更換 6 安全可靠性高 mi 電纜的銅護(hù)套本身就是很好的 pe 接 地線 確保人身和設(shè)備安全運(yùn)行 不必另增設(shè)一根 pe 地線 7 使用靈活方便 在民用建筑中的配電線路 只要滿足敷 設(shè)高度在 2 5m 以上 mi 電纜就不必要求機(jī)械保護(hù) mi 電纜 可直接敷設(shè)在天棚內(nèi) 無需金屬封閉線槽保護(hù) 1 3 密集型插接式母線槽配電線路采用密集型母線槽與傳 統(tǒng)的電力電纜配電方式相比較 有許多突出的優(yōu)點(diǎn) 如體積小 結(jié)構(gòu)緊湊 占用空間位置小 傳輸電流大 能很方便地通過母 線槽插接式開關(guān)箱引出電源分支線 選材優(yōu)良 設(shè)計(jì)精致 具 有較高的電氣及機(jī)械性能 外殼接地好 安全可靠 因此 在 國內(nèi)外高層與超高層民用建筑的低壓配電干線中廣泛采用 密 集型母線槽 不如空氣式母線槽插接孔引出分支回路隨意性強(qiáng) 但防火性能好 密集型母線槽的敷設(shè)必須現(xiàn)場實(shí)測 安裝線槽 的長度精確度要求較高 母線槽的插接式開關(guān)箱高度也應(yīng)根據(jù) 設(shè)計(jì)確定 密集型母線槽的分類如下 1 普通密集型母線槽 采用 國內(nèi)名牌熱縮套管 精細(xì)加工組裝 絕緣性能可靠 壽命可達(dá) 20 年 免維護(hù) 但不阻燃 該母線槽可作為普通多層民用建筑 的大負(fù)荷機(jī)電設(shè)備的配電干線 2 阻燃密集型母線槽 銅母排上采用聚四氟乙烯薄膜纏繞 3 層 工頻耐壓可達(dá) 3750v 母排纏繞后 采用進(jìn)口 paychem 或國產(chǎn)名牌熱收縮套管作為護(hù)套 在各相母線間采用阻燃絕緣 薄板隔離 氧指數(shù) 32 級以上 達(dá)到母線槽的電氣和阻燃性能 3 耐火母線槽 設(shè)有特殊耐火性能的纏包云母帶 或絕緣性 能高且不燃的特殊的環(huán)氧樹脂粉噴涂在母排上 附件為耐火的 絕緣件 在母線連接頭 插接箱 母線槽殼體等部位經(jīng)特殊設(shè) 計(jì)加工 具有符合耐火標(biāo)準(zhǔn)的耐火性能 消防泵 消防電梯 應(yīng)急發(fā)電機(jī)等低壓配電干線應(yīng)選用耐火型密集母線槽 保證在 火災(zāi)時(shí)電源的供應(yīng) 以利于火災(zāi)的撲救 2 配電線路敷設(shè)的防火蔓延措施就防火而言 進(jìn)入建筑中 的中壓 10kv 電力電纜 進(jìn)入民用建筑物內(nèi)電纜的敷設(shè)應(yīng)采用金 屬鋼管和金屬封閉式線槽保護(hù) 但金屬鋼管和金屬封閉式線槽 無論是在電氣豎井內(nèi)還是在其他部位明敷設(shè)均應(yīng)刷防火漆保護(hù) 10kv 電纜從建筑物進(jìn)戶處至中壓配電柜以及由中壓配電柜至電 力變壓器 線路雖不長 但電力電纜也應(yīng)按防火要求敷設(shè)和防 護(hù) 為防止低壓配電線路電氣火災(zāi) 除盡量減少線路的短路 過載和接地故障外 還需在低壓配電線路發(fā)生火災(zāi)能有效地限 制火勢沿配電線路的路徑蔓延 1 高層 超高層民用建筑的電氣豎井較長 一旦發(fā)生火災(zāi) 豎井則成為通風(fēng)道 會產(chǎn)生煙囪效應(yīng) 因此要妥善處理每層配 電及弱電豎井的地面 將各種電氣線路孔洞的空隙 采用與建 筑構(gòu)件具有相同耐火等級的材料堵塞嚴(yán)實(shí) 形成樓層豎井間的 防火密封隔離 電纜在樓層間穿通時(shí) 穿板套管兩端管口空隙 也應(yīng)作封閉隔離 強(qiáng) 弱電豎井的地面應(yīng)高出同層地面高度 50 100mm 以防止水進(jìn)入豎井造成強(qiáng) 弱電線路二次災(zāi)害 尤 其在有火情時(shí) 確保火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的配電 和信息系統(tǒng)的暢通非常必要 自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和消防聯(lián)動(dòng)系 統(tǒng)應(yīng)單獨(dú)設(shè)置電氣豎井 貫徹 預(yù)防為主 防消結(jié)合 的方針也 是重要舉措之一 電纜橋架 母線槽 金屬管等配電線路干線 安裝位置 應(yīng)盡量避開可能受到噴淋裝置直接噴淋的部位 2 關(guān)于貫穿耐火墻的配電線路 應(yīng)按防火分區(qū)的要求認(rèn)真 考慮 特別是易燃絕緣材料的配電線路 選用電纜橋架 母線 槽等貫穿耐火墻時(shí) 應(yīng)采用按相同燃燒等級的材料將孔洞堵塞 嚴(yán)密 隔墻兩側(cè)貫穿的電纜橋架均應(yīng)鋪細(xì)砂 長度距墻一般為 lm 以免火勢從一個(gè)防火分區(qū) 經(jīng)線路通道竄入另一個(gè)防火分 區(qū)的線路通道而擴(kuò)大火勢 3 配電線路選用易燃絕緣材料的電 纜時(shí) 應(yīng)將易燃線路完全封閉在耐火的電線槽內(nèi) 外殼應(yīng)刷防 火涂料 4 電纜 電線的套管 g25 以下除外 管口兩端均應(yīng)采用 與周圍相同耐火等級的材料堵塞 5 在橋架上敷設(shè)電纜不是在橋架內(nèi)分支 而應(yīng)在橋架外檐 附加的分線盒內(nèi)分支 電氣線路敷設(shè)及電纜溝在進(jìn)入建筑物處 應(yīng)設(shè)防火墻 電纜隧道進(jìn)入建筑物及配變電所應(yīng)設(shè)有帶防火門 帶鎖 的防火墻 電纜穿墻保護(hù)管兩端應(yīng)采用難燃材料封堵 對 用易燃絕緣材料防護(hù)的導(dǎo)體的電氣線路 應(yīng)要求隔離和封閉外 并盡量縮短線路的長度 具有防火隔離的不同線路通道間的線 路也應(yīng)防止相互串通 避免火勢從一線路通道竄人另一線路通 道 擴(kuò)大火災(zāi)的范圍 在室內(nèi)的電纜橋架布線 其電纜不應(yīng)有 黃麻或其他易燃材料的外護(hù)套 消防配電線路采用暗敷設(shè)時(shí) 應(yīng)敷設(shè)在不燃燒體結(jié)構(gòu)內(nèi) 且保護(hù)層厚度不宜小于 30mm 當(dāng) 采用明敷設(shè)時(shí) 采用金屬管或金屬線槽上刷防火涂料保護(hù) 因 為金屬管和金屬槽本身并不具備防火性能 當(dāng)采用絕緣和護(hù)套 為不延燃材料的電纜時(shí) 在豎井內(nèi)可不穿金屬管 金屬線槽保 護(hù) 但線路穿過豎井地板時(shí) 必須穿過板管 槽保護(hù) 上 下 兩端管 槽口空隙同樣應(yīng)作密封隔密 3 配電線路的電氣防火保護(hù) 配電系統(tǒng)和電氣設(shè)備由于絕緣老化 損壞或其他原因 可 能發(fā)生各種故障和不正常的工作狀態(tài) 其中最常見的是短路故 障 包括接地故障 及線路的長期過載 當(dāng)電氣線路發(fā)生故障時(shí) 必須迅速切除故障 縮小故障的時(shí)間和范圍 以降低電氣線路 火災(zāi)幾率 3 1 配電線路應(yīng)設(shè)過負(fù)荷保護(hù)電氣線路短時(shí)過載是不正 常的 但如果電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間不長 不會超過母線槽 電纜 電線的允許溫升 也不會對線路造成損害 輕微的過負(fù)荷時(shí)間 較長 也將對線路的絕緣 接頭 端子造成損害 導(dǎo)體的絕緣 長期過負(fù)荷 會長時(shí)間超過允許溫升 導(dǎo)體絕緣將會加速老化 縮短絕緣導(dǎo)體的使用壽命 嚴(yán)重過負(fù)載 例如 100 過負(fù)載時(shí) 會使絕緣在短時(shí)間內(nèi)軟化變形 介質(zhì)損耗增大 耐壓水平降低 導(dǎo)致電氣線路短路 引起火 過負(fù)載保護(hù)的目的也在于防止短 路和接地故障的發(fā)生 中華人民共和國強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn) gbg50054 95 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范 第 4 3 4 條過負(fù)載保護(hù)電器動(dòng)作特 性應(yīng)同時(shí)滿足下列條件 ib in iz 12 1 45iz 式中 ib 線路計(jì) 算負(fù)載電流 a in 一熔斷器熔體額定電流 斷路器額定電流 或整定電流 a iz 導(dǎo)體允許持續(xù)載流量 a 12 保證保護(hù)電器可靠動(dòng)作 的電流 a 當(dāng)保護(hù)電器為低壓斷路器時(shí) 12 為約定時(shí)間內(nèi)的約 定動(dòng)作電流 為熔斷器時(shí) 12 為約定時(shí)間內(nèi)的經(jīng)定熔斷電流 3 2 配電線路應(yīng)設(shè)短路保護(hù)配電線路不僅要考慮正常運(yùn)行 情況 而且要考慮發(fā)生故障時(shí)的非正常運(yùn)行狀態(tài) 尤其是短路 故障 即配電線路中不同相或相與中性線的絕緣導(dǎo)體 直接金 屬性連接或經(jīng)過小阻抗連接在一起 配電線路短路時(shí) 如果不 在短路電流對導(dǎo)體和連接件產(chǎn)生熱作用和機(jī)械作用造成危害之 前切斷短路電流 那么短路電流會迅速使電氣線路的絕緣軟化 甚至燃燒 其導(dǎo)體 電流 電火花的高溫 也會引燃近旁易燃 物質(zhì) 因此線路的電流側(cè)都裝有熔斷器或低壓斷路器等保護(hù)電 器 正是為了在短路時(shí)能迅速切斷線路的電源 避免火災(zāi)的發(fā) 生 配電線路采用的上 下級保護(hù)電器 其動(dòng)作除應(yīng)具有選擇 性外 還要使保護(hù)電器與電氣線路的導(dǎo)線和電纜相匹配 如果 保護(hù)電器整定值選得過大而不匹配 即使線路短路將絕緣燃燒 保護(hù)電器仍不會動(dòng)作 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范 第 4 2 2 條絕緣導(dǎo)體的熱穩(wěn)定校 驗(yàn)應(yīng)符合下列規(guī)定 當(dāng)短路持續(xù)時(shí)間不大于 5s 時(shí) 絕緣導(dǎo)體的 熱穩(wěn)定應(yīng)按下式進(jìn)行校驗(yàn) s i k 1 其中 s 絕緣導(dǎo)體的線 芯截面 mm i 短路電流有效值 均方根值 a t 在已達(dá)到允 許最高持續(xù)工作溫度的導(dǎo)體內(nèi)短路電流持續(xù)作用的時(shí)間 s k 不同絕緣的計(jì)算系數(shù) 將 1 式變換為 2k2i12t 2 1 式應(yīng)不大于短路持續(xù)時(shí)間 5s 否則由于熱量傳導(dǎo) 輻射 會影響溫升 另外短路持續(xù)時(shí)間也不宜小于 0 1s 因?yàn)檫@時(shí)要 計(jì)人短路電流的非周期分量對溫升的影響 2 式已計(jì)人非周期分量 因此 在設(shè)計(jì)時(shí)對低壓配電線路用計(jì)算電流選用導(dǎo)體截面 時(shí)應(yīng)選上限 在滿足性能價(jià)格比的情況下 可放大 1