消防设备供电电缆电线的选用

摘 要 简要介绍目前消防设备供电电线电缆敷设的现状，根据有关标准介绍电线电缆燃烧特性的分类，对消防设备供电电缆电线的选用规定提出建议。
关键词 敷设现状 特性分类 选用建议
一、有关规范规定和现状
国家标准《建筑设计防火规范》GBJ16－87（修订本）第10.1.4 条规定，消防用电设备的配电线路应穿管保护。当暗敷时应敷设在非燃烧体结构内，其保护层厚度不应小于3cm，明敷时必须穿金属管，并采取防火保护措施。采用绝缘和护套为非延燃性材料的电缆时，可不采取穿金属管保护，但应敷设在电缆井沟内。
    行业标准《民用建筑电气设计规范》第24.8.2 条规定：超高层建筑内的电力、照明、自控等线路宜采用阻燃型电线和电缆；但重要消防设备（如消防水泵、消防电梯、防、排烟风机等）的供电回路，宜采用耐火电缆。一类高、低层建筑内的电力、照明、自控等线路宜采用阻燃型电线和电缆，但重要消防设备（如消防水泵、消防电梯、防、排烟风机等）的供电线路，有条件时可采用耐火型电缆
或采用其它防火措施以达到耐火配线。
    根据消防部门的统计，我国发生的火灾中，因电气引起火灾占一半左右。而电气火灾中由于电线电缆的老化和过载使用引起的火灾占较大比例，同时火灾时引起电线电缆中可燃绝缘和护套材料使得火灾事故进一步扩大。电线电缆绝缘和护套材料的燃烧散发出的有毒气体造成大量的人员伤亡，阻碍消防人员的灭火。同时，在火灾时引起消防设备的供电线路被烧毁，不能保证消防设备的正常运行，
延误了灭火时间，造成更大的财产损失。由于建筑设计防火规范是根据我国的经济发展水平而制订的，因此在九十年代初制订的规范在建筑物内对普通设备使用和供消防设备使用的电线电缆在选用上没有作出明确的规定。对消防设备使用的电线电缆仅采取暗敷设在结构中的措施。而明敷设时采取的防火措施要求不明确，使设计人员无法在电线电缆的防火措施上对施工单位提出明确的要求。随着我国经济发展水平的提高，阻燃、耐火、防火等电线电缆相继研制开发成功并投入生产。本人认为现在可以并有必要对建筑物内的电线电缆选用作出明确的规定，以减少由于电线电缆在火灾中发生的烟雾和多种有毒气体使人员受到伤亡，减少由于消防设备供电线路的烧毁延误灭火时间而扩大火灾时的人身和财产损失。
二、电线电缆燃烧特性的分类：
1.普通电线电缆：指不具有阻燃、耐火、无卤及低烟等特性的电线电缆。普通电线电缆采用有机材料作为绝缘和护套层，在火焰中容易着火及蔓延，对其燃烧特性不作规定。
2.阻燃电线电缆，难以着火并具有防止或延缓火焰蔓延能力的电线电缆。通常指能通过GB/T18380.3（等同IEC60332－3）标准试验合格的电线电缆。阻燃电线电缆不是不燃电缆，它只是在绝缘层和护套层增添了阻燃材料，使电缆在火中不会延燃，在外部火源消失的情况下，经过一段时间会自熄。但是当外部条件发生变化后，尤其是电缆成束状敷设时（即多根电缆一起敷设），电缆的火非但不会自熄，反而因电缆的相互作用而延燃不止。
    阻燃电线电缆根据所通过GB/T18380.3 规定的不同等级标准的试验，可分为A、B、C、D 四种阻燃等级。其要求应符合表一的规定。表中试验容量是指电线电缆成束垂直燃烧的电缆容量，其计算方式如下：
V=n S1－S2 /1000
式中：n—电缆试样根数
S1—电缆试样外截面（mm2）
S2—电缆试样中金属面积之和（mm2）
V—电缆试样容量之和L/m
在电气设计和使用中应该注意，一般阻燃电缆（ZR－VV、ZR－YJV）不是不燃或难燃电缆。在阻燃电缆选型时应标注该电缆的阻燃类别。
3.耐火电线电缆，在规定温度和时间的火焰燃烧下仍能保持线路完整性的电线电缆。通常指通过GB/T12666.6（等效IEC60331）试验合格的电线电缆。有机耐火电缆（NH－VV，NH－YJV 型）基本上是沿用了传统的电缆制造方法，铜导体为多股绞合线，先包绕两层50％搭盖的云母耐火带（耐高温800℃）作为耐火层，然后按不同的型号挤上一定厚度的聚氯乙烯或交联聚乙烯为正常绝缘层，最后电缆芯间的填充层和最外层的护套层与普通电缆一样。
耐火电线电缆根据应通过GB/T12666.6 标准的试验，其要求应符合表二。
在电气设计和使用中应注意，一般耐火电缆（NH－VV，NH－YJV）不是不燃或难燃电缆。实际上对这种电缆的外护套层，填充层及内绝缘层来说，应该是属于易燃或阻燃材料。耐火电缆的主要功能只是在外护套层、填充层以内绝缘层被火烧蚀后，靠缠包在铜导体上的云母耐火带保护而继续通电一段时间，所以耐火电缆不是指电缆可以耐火，而只是在火中能维护一段时间的通电而已。
4.防火电缆：防火电缆采用矿物绝缘和金属铜套，在火焰中具有不燃性能和无烟无毒，防火电缆除应通过GB/T12666.6（耐火试验）外，还应具有一定抗喷淋水和抗机械撞击的能力。防火电缆是采用无机绝缘材料制作的电缆，像氧化镁矿物绝缘电缆是以实心圆的铜质材料为导体，四周密实填充氧化镁粉剂为绝缘材料，外壁采用铜质的管材并用特制的机器填充拉拔成型。绝缘材料氧化镁的熔点高达2800℃，铜的熔点为1083℃，即只要不达到铜的熔化温度，矿物绝缘电缆不会被破坏。
三、模拟实体火灾试验报告
根据浙江久立耐火电缆有限公司的报道，为了检验消防设备通常选用的电缆及敷设方式在实体火灾中的延续供电能力。以及常用电缆在火灾时，有消防喷水和重物坠落的情况下能否保证供电，也为了给制订设计规范提供依据。由四川消防科研所和久立公司共同提出做模拟实体火灾试验。于2001 年4 月26 日至28日完成了三次相关的试验。实验电缆及敷设方式见表三。
    实验所采用的电缆除隔氧层阻燃电缆外均按15KW 负载选用。
喷水设置：喷水方式为条状喷水，设置两处，布置在电缆正上方。喷水口距电缆0.7m，两处喷头间距1.4m。水的静压0.25Mpa，喷水压力0.1Mpa。重物放置：重物分两组各4 个，设置在电缆正上方楼板上凹部位。每组质量分别为1.6Kg、3.3Kg、5.2Kg 和7.5Kg，重物下落采用人工控制，下落高度距电缆1.1m。
根据该试验报告，电缆的耐火失效记录见表四。
有关重物冲击实验的记录见表五、表六、表七有关喷淋冲击电缆实验的记录见表八、表九、表十
四、消防设备供电电缆电线的选用：
目前在国内，尚未制订出阻燃、耐火、防火电缆电线的产品标准，所有该类电缆电线的命名是依据GB12666.5～90 和GB12666.6～90 耐火试验标准，至于电缆护套料中填加了阻燃剂和在线芯上缠烧了云母带后，电缆在电性能方面发生了何种变化没有在标准作出明确的规定。
    《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16－92 第24.9.6 节中对各类消防用电设备在火灾发生期间的最少连续供电时间作了规定，见表十一。加拿大国家建筑法规定高度大于18m 的大楼内，应提供在满载情况下能工作2 小时的应急电源，报警和通信系统用电缆应能直接经受火灾袭击1 小时，澳大利亚AS2293 标准要求应急撤离照明主馈线和分支馈线电缆运行2 小时，而最后的分支电路要达到15min。而我国《建筑设计防火规范》中规定消防用电设备的配电线路明敷时必须穿金属管，并采取防火保护措施。至于防火措施能达到什么样的标准规范没有作出明确的规定。本人认为，为了满足消防设备在火灾时的连续供电时间，必须对电线电缆的阻燃、耐火、防火等级作出明晰的定义，对建筑物中电线电缆使用场所进行分类，并在规范中明确规定各类电线电缆的使用环境，对消防设备供电线路采用何种电线电缆作出明确的规定。
对于矿物绝缘电缆，因其具有不燃、无烟、无毒和耐冲击、耐喷淋的耐火特性，可定义为防火电缆。
对于普通设备的供电线路，在超高层建筑中可采用A 级阻燃电线电缆，在公共建筑中可采用B 级阻燃电线电缆，其它建筑可采用C 级阻燃电线电缆。
由变电所（或总配电室）引到消防的电源主干线。超高层建筑和属于高规一类的高层建筑的消防设备电梯、消防水泵、防排烟风机、消防控制室、火灾应急照明线路要采用防火电缆，其它消防设备可采用耐火电缆。
参考文献
1.模拟实体火灾电缆特性实验报告 公安部四川消防科研所、浙江久立耐火
电缆股份有限公司
2.重视电气防火的重要环节——线路防火 方纯兵