礦用電纜防火性能分析與工程應用

摘要：由于電線電纜的增加、敷設的集中、施工的質量太差等加劇了電線電纜火災的危險性。因此，實際工程應用中預防電線電纜火災，必需從控制危險因素著手，并運用相關規范，采取相應的防火措施。

　　1電線電纜的火災原因及其特性

　　主要是因為過負荷、短路、接觸電阻過大及外部熱源作用。短路、局部過熱等故障狀態及外熱作用下，電線電纜引發火災的原因。絕緣資料絕緣電阻下降、失去絕緣能力，甚至燃燒，進而引發火災。火災中電線電纜的主要特性有：

　　火災情況下，1火災溫度一般在800℃～1000℃。導線電纜會很快失去絕緣能力，進而引發短路等次生電氣事故，造成更大的損失;

　　2導線電纜在規定的允許載流量下有較大的過載能力;

　　導線電纜會在瞬間引起絕緣資料熔化、燃燒，3短路狀態下。并引燃周圍可燃物。

　　2電線電纜防火性能分析

　　2.1防火機理分析

　　2.1.1 阻燃機理

　　位于凝聚相的阻燃劑分解吸熱，1燃燒反應的熱作用下。使凝聚相內溫度上升減慢，延緩了資料的熱分解速度;

　　釋放出連鎖反應自由基阻斷劑，2阻燃劑受熱分解后。使火焰、連鎖反應的分支中斷，減緩了氣相反應速度;

　　焦化層或泡沫層的形成加強了這些層狀硬殼阻礙熱傳遞的作用;3催化凝聚相熱分解固相產物。

　　阻燃劑出現吸熱性相變，4熱作用下。物理性地阻止凝聚相內溫度升高。

　　2.1.2耐火機理

　　降低聚合物產生的熱量，1電線電纜的絕緣和護套資料中加入某種添加劑。防止聚合物分解或促進絕緣和護套資料炭化形成維護層;

　　絕緣和護套層被火燃蝕后，2線芯處增加一層云母玻璃絲帶等無機絕緣資料。*纏包在導體上的云母耐火帶維護而繼續通電，從而在著火時堅持一定時間的正常運行。

　　2.1.3礦物絕緣電纜機理

　　高溫作業下AlOH3為34.6%，利用金屬水合物的吸收效應使電纜具有阻燃性。例如：用AlOH3和MgOH作為阻燃劑。MgOHz為31%，見反應式  1及反應式2反應分解為吸熱反應，因而可以抑制高聚物的燃燒。2A IOH3--*A  lz03+3H20-2648KJ1MgOH2--MgO+H20-93.3KJ2

　　2.2電線電纜燃燒特性分類及其規范試驗

　　可分為普通電線電纜、阻燃電線電纜、耐火電線電纜、無鹵低煙電線電纜及礦物絕緣電纜。電線電纜根據其本身具有的燃燒特性。

　　1阻燃電線電纜指難以著火并具有防止或延緩火焰蔓延能力的電線電纜。常用的規范試驗為GBT18380.3等同于IEC60332-1999

　　仍能堅持線路完整性的電線電纜。常用的規范試驗為GBT12666.6等效于IEC60331-21-19992耐火電線電纜指在規定溫度和時間的火焰燃燒下。

　　燃燒時產生的煙塵較少并且具有阻止或延緩火焰蔓延的電線電纜。常用的規范試驗有GBT17650.2等同于IEC60754-2GBT17651.2等同于IEC61034-2和GBT18380.3等同于EC60332-3三項。阻燃耐火型在以上的基礎上還需滿足堅持線路完整性的要求，3無鹵低煙電線電纜分為阻燃型和阻燃耐火型兩種。阻燃型指資料不含鹵素。同時常用的規范試驗增加了GBT12666.6等效于IEC60331

　　其自身不會因短路而引起火災。常用的規范試驗除GBT12666.6耐火試驗外，4礦物絕緣電纜在火焰中具有不燃和無煙無毒的性能。還應針對火災實際情況，參照英國BS規范中對電纜的試驗有抗噴淋水和抗機械撞擊(重物墜落)能力的規范要求。同時，可以參照國家規范《額定電壓750V及以下礦物絕緣電纜及終端》GBl3033-1991

　　3電線電纜在防火工程設4"1-中的應用

　　3.1電線電纜的選用

　　3.1.1選用原則

　　只需滿足非火災條件下的使用，一般的用電系統。故可按一般要求選用。而消防用電設備的供電線路，必需滿足消防設備在火災時的連續供電時間，保證線路的完整性及系統正常運行。同時，還須考慮電線電纜的火災危險性，防止因短路、過載而成為火源，外火的作用下應不助長火災蔓延，能有效降低有機絕緣層分解的有害氣體，防止“二次災害”發生。

　　3.1.2非消防電氣線路的選用

　　可采用普通電線;直埋敷設和穿管暗敷時，1普通設備線路穿管敷設時。可采用普通電纜;

　　應采用阻燃電線電纜;2電線電纜成束敷設時。

　　用于二級場所的電線電纜宜采用無鹵低煙型;3用于特級、一級場所的電線電纜應采用無鹵低煙型。

　　特級、一級場所中特別重要負荷的電源主干線路，4用于木結構公共建筑。宜采用礦物絕緣電纜。

　　3.1.3 消防電氣線路的選用

　　應采用耐火電線或礦物絕緣電纜;電線在金屬線槽內明敷或穿金屬管、阻燃型硬質塑料管暗敷時，1消防設備用電時間長(≥1h配電線路明敷或暗敷時。應采用阻燃耐火電線;電線在耐火金屬線槽內明敷或穿涂有防火涂料的金屬管時，可采用阻燃電線;由變配電所(或總配電室)引至消防設備的電源主干線應采用阻燃耐火電纜或礦物絕緣電纜;

　　可采用普通電線電纜;2用電時間較長(≤1h配電線路明敷時可采用礦物絕緣電纜;埋墻(維護層厚度不應小于30mm暗敷、耐火電纜橋架敷設或云母絕緣耐火電纜封閉式金屬橋架敷設時。

　　云母絕緣耐火電纜明敷設時，3用電時間短(<20min配電線路穿金屬管或封閉式金屬線槽并涂防火涂料。可采用普通電線電纜。

　　3.2消防設備電氣配線措施

　　3.2.1 配線原則

　　以確保配電線路的完整性、耐火性。符合有關技術規定的前提下，消防設備應采用耐火耐熱配線設計。導線截面選擇應適當放寬，以防止由于火災過程中環境溫度上升引起導體電阻增大以致壓降增大，影響消防設備功能的發揮。

　　3.2.2基本配線措施

　　采用普通電線電纜穿金屬管或阻燃型硬質塑料管(氧指數30埋設在非燃燒體結構內，1當線路暗敷設時。且穿管暗敷保護(層厚度30ram

　　穿金屬管或金屬防火涂料以提高線路的耐燃性能，2當線路明敷設時。或是直接采用阻燃電線電纜和銅線槽保護，且應采用皮防火電纜等，并敷設在電纜豎井或吊頂內有防火措施的封閉式線槽內;

　　兩者間應用耐火資料隔開;3當配電線路采用絕緣層和護套為不延燃的電纜并敷設在井內(同時要采用金屬線槽密封)可不穿金屬管保護;但當與延燃電纜敷設在同一豎井時。

　　可采用難燃型(氧指數50硬質塑料管、塑料線槽布線;4建筑物吊頂內的消防電氣線路采用金屬管或金屬線槽布線;難燃型資料吊頂內。

　　穿金屬管保護的配電線路可緊貼風管外壁敷設;悶頂內有可燃物時，5配電線路不得穿越風管內腔或敷設在風管外壁上。其配電線路應采用金屬管保護。

　　3.3工程應用中的防火措施

　　消防設備分系統的配線十分關鍵，工程應用中。系統在整個工程中發揮防火功能的保證。下文以火災自動報警系統配線和消防電梯配線為例介紹消防設備分系統的配線保護。

　　1火災自動報警系統配線保護

　　需考慮更高的防火要求，火災自動報警系統的傳輸線路應采用穿金屬管、經阻燃處理(氧指數35%)硬質塑料管或封閉式防火線槽保護;消防控制、通信和警報線路在暗敷時采用阻燃型電線穿維護管敷設在不燃結構層內(維護層厚度30mm或按基本配線措施(1和(2處置;總線制系統的干線。可采用耐火電纜敷設在耐火電纜橋架內，或選用銅皮防火型電纜;

　　線路較長且路由復雜。為提高供電可*性，2消防電梯配電線路消防電梯一般由高層建筑底層的變電所敷設兩路專線配電至位于頂層的電梯機房。消防電梯配電線路應盡可能采用耐火電纜;當有供電可*性特殊要求時，兩路配電專線中一路可選用銅皮防火型電纜;垂直敷設的配電線路應盡量設在電氣豎井內，并考慮基本配線措施。

　　3.4電纜線路敷設的防火措施

　　3.4.1防火原則

　　電纜線路敷設防火的基本原則是

　　著火后不延燃;1防止電纜著火。

　　2沿電纜路徑或易燃區段采取有效的防堵消防措施;

　　3實現電纜自身難燃化。

　　3.4.2防火措施

　　應采取防火封堵措施。1電纜在下列情況下敷設時。

　　超高層建筑應每層進行封堵，①電纜穿過不同的防火分區時;②電纜沿豎井垂直敷設穿越樓板處。其他建筑可每隔23層進行封堵;③電纜隧道、電纜溝、電纜間的隔墻處;④穿越耐火極限不小于lh隔墻處;⑤穿越建筑物的隔墻處;⑥至建筑物入口處，或至配電間、控制室的溝道人口處;⑦電纜引至電氣柜、盤或控制屏、臺的開口部位;

　　2遠離熱源和火源

　　不應敷設電纜;若敷設在熱力管溝中應采取隔熱措施。具有爆炸和火災危險的環境中不應敷設電氣;電纜道溝應盡可能遠離蒸汽及油管道;可燃氣體和可燃液體管溝。

　　3設置火災報警系統

　　選擇適當的報警探頭和適合電纜層特點的報警系統。目前在電纜溝、管道井使用較為廣泛的線性(或稱纜式)感溫探測器;根據實際情況。

　　4高壓水噴霧滅火

　　采用一般的滅火資料比較困難，電纜廊道、電纜密集的地區。宜采用高壓水噴霧滅火方式。為使水噴霧滅火及時有效地發揮作用，需配置高靈敏度的監測及控制系統。大型建筑物內及電纜隧道中采用此法*;

　　5加強電纜層(井)通風

　　盡可能在電纜層*外墻部位設置通風口(通風口的具體設置可以結合火災撲救時的突破口)同時還應建立不間斷供電的機械排煙系統，積極利用自然通風條件。以便在火災初期通過自動報警聯動打開排煙風機。

　　4工程應用問題分析

　　只是依據GBl2666.6對耐火特性進行檢驗。耐火特性*，1目前我國沒有國家規范或行業標準。不能夠說明耐火電纜質量好，其電性能如何?機械性如何?而且實驗室單一火源的耐火試驗結果與實際火災影響因素有一定差距，因此對耐火電纜應進行全面檢驗，制定統一規范;

　　應細化各種配電電線電纜的使用要求，2現行規范有關消防設備配電線路的規定中。補充新型耐火電纜的內容，給出更多的選擇余地。特別是礦物絕緣電纜，規范中應明確規定可將其作為消防用電設備的配電線纜明敷或暗敷使用。

　　5結束語

　　電線電纜的正確選擇和合理配線直接關系到建筑的防火平安。程應用中應該加強規范化和規范化，綜上分析。制定科學、具體的方案，為工程設計中電線電纜防火和消防設備電氣配線提供依據，使其做到平安可靠、技術先進、經濟合理，有效防止電線電纜引起的火災，減少在火災中造成的人員傷亡和財產損失。