電線電纜防火性能分析與工程應(yīng)用

1、電線電纜防火性能分析與工程應(yīng)用 目前，我國電線電纜制定規(guī)程所要求的防火措施，只是對(duì)電線電纜著火后的被動(dòng)消防。在實(shí)際施工和運(yùn)行中，由于電線電纜的增加、敷設(shè)的集中、施工的質(zhì)量太差等加劇了電線電纜火災(zāi)的危險(xiǎn)性。因此，在實(shí)際工程應(yīng)用中預(yù)防電線電纜火災(zāi)，必須從控制危險(xiǎn)因素著手，并運(yùn)用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，采用相應(yīng)的防火措施。1電線電纜的火災(zāi)原因及其特性電線電纜引發(fā)火災(zāi)的原因，主要是因?yàn)檫^負(fù)荷、短路、接觸電阻過大及外部熱源作用。在短路、局部過熱等故障狀態(tài)及外熱作用下，絕緣材料絕緣電阻下降、失去絕緣能力，甚至燃燒，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)?；馂?zāi)中電線電纜的主要特性有：1火災(zāi)溫度一般在8001000，在火災(zāi)狀況下，導(dǎo)線電纜會(huì)很快失去

2、絕緣能力，進(jìn)而引發(fā)短路等次生電氣事故，造成更大的損失；2導(dǎo)線電纜在規(guī)定的同意載流量下有較大的過載能力；3短路狀態(tài)下，導(dǎo)線電纜會(huì)在瞬間引起絕緣材料熔化、燃燒，并引燃四周可燃物。2電線電纜防火性能分析21防火機(jī)理分析211阻燃機(jī)理1在燃燒反應(yīng)的熱作用下，位于凝集相的阻燃劑分解吸熱，使凝集相內(nèi)溫度上升減慢，延緩了材料的熱分解速度；2阻燃劑受熱分解后，釋放出連鎖反應(yīng)自由基阻斷劑，使火焰、連鎖反應(yīng)的分支中斷，減緩了氣相反應(yīng)速度；3催化凝集相熱分解固相產(chǎn)物，焦化層或泡沫層的形成強(qiáng)化了這些層狀硬殼阻礙熱傳遞的作用；4在熱作用下，阻燃劑出現(xiàn)吸熱性相變，物理性地阻止凝集相內(nèi)溫度升高。212耐火機(jī)理1在電線電纜的

3、絕緣和護(hù)套材料中加入某種添加劑，降低聚合物產(chǎn)生的熱量，防止聚合物分解或促進(jìn)絕緣和護(hù)套材料炭化形成保護(hù)層；2在線芯處增加一層云母玻璃絲帶等無機(jī)絕緣材料，在絕緣和護(hù)套層被火燃蝕后，*纏包在導(dǎo)體上的云母耐火帶保護(hù)而持續(xù)通電，從而在著火時(shí)堅(jiān)持一定時(shí)間的正常運(yùn)行。213礦物絕緣電纜機(jī)理利用金屬水合物的汲取效應(yīng)使電纜具有阻燃性。例如：用aloh3和mgoh：作為阻燃劑，高溫作業(yè)下aloh3為346，mgohz為31，見反應(yīng)式1及反應(yīng)式2，反應(yīng)分解為吸熱反應(yīng)，因而可以抑制高聚物的燃燒。2aioh3-*alz03+3h20-2648kj1mgoh2-mgo+h20-933kj2 22電線電纜燃燒特性分類及其標(biāo)

4、準(zhǔn)試驗(yàn)電線電纜依據(jù)其本身具有的燃燒特性，可分為一般電線電纜、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。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。常用的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)為gbt183803等同于iec60332-1999；2耐火電線電纜指在規(guī)定溫度和時(shí)間的火焰燃燒下，仍能堅(jiān)持線路完整性的電線電纜。常用的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)為gbt126666等效于iec60331-21-1999；3無鹵低煙電線電纜分為阻燃型和阻燃耐火型兩種。阻燃型指材料不含鹵素，燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙塵較少并且具有阻止或延緩火焰蔓延的電線電纜。常用的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)有g(shù)bt176502等同于iec60754-2、gbt17

5、6512等同于iec61034-2和gbt183803等同于ec60332-3三項(xiàng)。阻燃耐火型在以上的基礎(chǔ)上還需滿足堅(jiān)持線路完整性的要求，同時(shí)常用的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)增加了gbt126666等效于iec60331；4礦物絕緣電纜在火焰中具有不燃和無煙無毒的性能，其本身不會(huì)因短路而引起火災(zāi)。常用的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)除gbt126666耐火試驗(yàn)外，還應(yīng)針對(duì)火災(zāi)實(shí)際狀況，參照英國bs標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)電纜的試驗(yàn)有抗噴淋水和抗機(jī)械撞擊重物墜落能力的標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)，可以參照國家標(biāo)準(zhǔn)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(shè)4"1-中的應(yīng)用31電線電纜的選用311選用原則一般的用

6、電系統(tǒng)，只需滿足非火災(zāi)條件下的使用，故可按一般要求選用。而消防用電設(shè)備的供電線路，必須滿足消防設(shè)備在火災(zāi)時(shí)的連續(xù)供電時(shí)間，保證線路的完整性及系統(tǒng)正常運(yùn)行。同時(shí)，還須合計(jì)電線電纜的火災(zāi)危險(xiǎn)性，避免因短路、過載而成為火源，在外火的作用下應(yīng)不助長火災(zāi)蔓延，能有效降低有機(jī)絕緣層分解的有害氣體，避免“二次災(zāi)害的產(chǎn)生。312非消防電氣線路的選用1一般設(shè)備線路穿管敷設(shè)時(shí)，可采納一般電線；直埋敷設(shè)和穿管暗敷時(shí)，可采納一般電纜；2電線電纜成束敷設(shè)時(shí)，應(yīng)采納阻燃電線電纜；3用于特級(jí)、一級(jí)場(chǎng)所的電線電纜應(yīng)采納無鹵低煙型，用于二級(jí)場(chǎng)所的電線電纜宜采納無鹵低煙型；4用于木結(jié)構(gòu)公共建筑，特級(jí)、一級(jí)場(chǎng)所中特別重要負(fù)荷的電源

7、主干線路，宜采納礦物絕緣電纜。313消防電氣線路的選用1消防設(shè)備用電時(shí)間長1h，配電線路明敷或暗敷時(shí)，應(yīng)采納耐火電線或礦物絕緣電纜；電線在金屬線槽內(nèi)明敷或穿金屬管、阻燃型硬質(zhì)塑料管暗敷時(shí)，應(yīng)采納阻燃耐火電線；電線在耐火金屬線槽內(nèi)明敷或穿涂有防火涂料的金屬管時(shí)，可采納阻燃電線；由變配電所或總配電室引至消防設(shè)備的電源主干線應(yīng)采納阻燃耐火電纜或礦物絕緣電纜；2用電時(shí)間較長1h，配電線路明敷時(shí)可采納礦物絕緣電纜；埋墻保護(hù)層厚度不應(yīng)小于30mm暗敷、耐火電纜橋架敷設(shè)或云母絕緣耐火電纜封閉式金屬橋架敷設(shè)時(shí)，可采納一般電線電纜；3用電時(shí)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，云母絕緣耐

8、火電纜明敷設(shè)時(shí)，可采納一般電線電纜。32消防設(shè)備電氣配線措施321配線原則消防設(shè)備應(yīng)采納耐火耐熱配線制定，以保證配電線路的完整性、耐火性。在符合有關(guān)技術(shù)規(guī)定的前提下，導(dǎo)線截面選擇應(yīng)適當(dāng)放寬，以避免由于火災(zāi)過程中環(huán)境溫度上升引起導(dǎo)體電阻增大以致壓降增大，影響消防設(shè)備功能的發(fā)揮。322基本配線措施1當(dāng)線路暗敷設(shè)時(shí)，采納一般電線電纜穿金屬管或阻燃型硬質(zhì)塑料管氧指數(shù)30埋設(shè)在非燃燒體結(jié)構(gòu)內(nèi)，且穿管暗敷保護(hù)層厚度30ram；2當(dāng)線路明敷設(shè)時(shí)，穿金屬管或金屬防火涂料以提升線路的耐燃性能，或是直接采納?等，并敷設(shè)在電纜豎井或吊頂內(nèi)有防火措施的封閉式線槽內(nèi)；3當(dāng)配電線路采納絕緣層和護(hù)套為不延燃的電纜并敷設(shè)在井

9、內(nèi)同時(shí)要采納金屬線槽密封，可不穿金屬管保護(hù)；但當(dāng)與延燃電纜敷設(shè)在同一豎井時(shí)，兩者間應(yīng)用耐火材料隔開；4建筑物吊頂內(nèi)的消防電氣線路采納金屬管或金屬線槽布線；在難燃型材料吊頂內(nèi)，可采納難燃型氧指數(shù)50硬質(zhì)塑料管、塑料線槽布線；5配電線路不得穿越風(fēng)管內(nèi)腔或敷設(shè)在風(fēng)管外壁上，穿金屬管保護(hù)的配電線路可緊貼風(fēng)管外壁敷設(shè)；悶頂內(nèi)有可燃物時(shí)，其配電線路應(yīng)采納金屬管保護(hù)。 33工程應(yīng)用中的防火措施在工程應(yīng)用中，消防設(shè)備分系統(tǒng)的配線十分關(guān)鍵，是系統(tǒng)在整個(gè)工程中發(fā)揮防火功能的保證。下文以火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)配線和消防電梯配線為例介紹消防設(shè)備分系統(tǒng)的配線保護(hù)。1火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)配線保護(hù)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的傳輸線路應(yīng)采納穿金

10、屬管、經(jīng)阻燃處理氧指數(shù)35的硬質(zhì)塑料管或封閉式防火線槽保護(hù)；消防控制、通信和警報(bào)線路在暗敷時(shí)最好采納阻燃型電線穿保護(hù)管敷設(shè)在不燃結(jié)構(gòu)層內(nèi)保護(hù)層厚度30mm，或按基本配線措施1和2處理；總線制系統(tǒng)的干線，需合計(jì)更高的防火要求，可采納耐火電纜敷設(shè)在耐火電纜橋架內(nèi)，或選用銅皮防火型電纜；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(shè)兩路專線配電至位于頂層的電梯機(jī)房，線路較長且路由復(fù)雜。為提升供電可*性，消防電梯配電線路應(yīng)盡可能采納耐火電纜；當(dāng)有供電可*性特別要求時(shí)，兩路配電專線中一路可選用銅皮防火型電纜；垂直敷設(shè)的配電線路應(yīng)盡量設(shè)在電氣豎井內(nèi)，并合計(jì)基本配線措施。34電纜線路敷設(shè)的防火措施

11、341防火原則電纜線路敷設(shè)防火的基本原則是：1防止電纜著火，著火后不延燃；2沿電纜路徑或易燃區(qū)段采用有效的防堵消防措施；3實(shí)現(xiàn)電纜本身難燃化。342防火措施1電纜在以下狀況下敷設(shè)時(shí)，應(yīng)采用防火封堵措施。電纜穿過不同的防火分區(qū)時(shí)；電纜沿豎井垂直敷設(shè)穿越樓板處，超高層建筑應(yīng)每層進(jìn)行封堵，其他建筑可每隔23層進(jìn)行封堵；電纜隧道、電纜溝、電纜間的隔墻處；穿越耐火極限不小于lh的隔墻處；穿越建筑物的隔墻處；至建筑物入口處，或至配電間、控制室的溝道人口處；電纜引至電氣柜、盤或控制屏、臺(tái)的開口部位；2遠(yuǎn)離熱源和火源電纜道溝應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離蒸汽及油管道；可燃?xì)怏w和可燃液體管溝，不應(yīng)敷設(shè)電纜；假設(shè)敷設(shè)在熱力管溝中應(yīng)

12、采用隔熱措施。在具有爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)的環(huán)境中不應(yīng)敷設(shè)電氣；3設(shè)置火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)依據(jù)實(shí)際狀況，選擇適當(dāng)?shù)膱?bào)警探頭和合適電纜層特點(diǎn)的報(bào)警系統(tǒng)。目前在電纜溝、管道井使用較為廣泛的是線性或稱纜式感溫探測(cè)器；4高壓水噴霧滅火在電纜廊道、電纜密集的地區(qū)，采納一般的滅火材料比較困難，宜采納高壓水噴霧滅火方式。為使水噴霧滅火及時(shí)有效地發(fā)揮作用，需配置高靈敏度的監(jiān)測(cè)及控制系統(tǒng)。在大型建筑物內(nèi)及電纜隧道中采納此法效果顯著；5強(qiáng)化電纜層井的通風(fēng)積極利用自然通風(fēng)條件，盡可能在電纜層*外墻部位設(shè)置通風(fēng)口通風(fēng)口的具體設(shè)置可以結(jié)合火災(zāi)撲救時(shí)的突破口。同時(shí)還應(yīng)建立不間斷供電的機(jī)械排煙系統(tǒng)，以便在火災(zāi)初期通過自動(dòng)報(bào)警聯(lián)動(dòng)打開排煙風(fēng)機(jī)。4工程應(yīng)用問題分析1目前我國沒有國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，只是依據(jù)gbl26666對(duì)耐火特性進(jìn)行檢驗(yàn)。耐火特性優(yōu)越，不能夠說明耐火電纜質(zhì)量好，其電性能如何?機(jī)械性如何?而且實(shí)驗(yàn)室單一火源的耐火試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際火災(zāi)影響因素有一定差距，因此對(duì)耐火電纜應(yīng)進(jìn)行全面檢驗(yàn)，制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)；2現(xiàn)行規(guī)范有關(guān)消防設(shè)備配電線路的規(guī)定中，應(yīng)細(xì)化各種配電電線電纜的使用要求，補(bǔ)充新型耐火電纜的內(nèi)