电线电缆防火性能分析与工程应用探讨

电线电缆防火性能分析与工程应用电线电缆防火性能分析与工程应用 探讨探讨 目前 我国电线电缆设计规程所要求的防火措施 只是对 电线电缆着火后的被动消防 在实际施工和运行中 由于电线 电缆的增加 敷设的集中 施工的质量太差等加剧了电线电缆 火灾的危险性 因此 在实际工程应用中预防电线电缆火灾 必须从控制危险因素着手 并运用相关标准 采取相应的防火 措施 1 电线电缆的火灾原因及其特性电线电缆的火灾原因及其特性 电线电缆引发火灾的原因 主要是因为过负荷 短路 接 触电阻过大及外部热源作用 在短路 局部过热等故障状态及 外热作用下 绝缘材料绝缘电阻下降 失去绝缘能力 甚至燃 烧 进而引发火灾 火灾中电线电缆的主要特性有 1 火灾温度一般在 800 1000 在火灾情况下 导线 电缆会很快失去绝缘能力 进而引发短路等次生电气事故 造 成更大的损失 2 导线电缆在规定的允许载流量下有较大的过载能力 3 短路状态下 导线电缆会在瞬间引起绝缘材料熔化 燃 烧 并引燃周围可燃物 2 电线电缆防火性能分析电线电缆防火性能分析 2 1 防火机理分析 2 1 1 阻燃机理 1 在燃烧反应的热作用下 位于凝聚相的阻燃剂分解吸热 使凝聚相内温度上升减慢 延缓了材料的热分解速度 2 阻燃剂受热分解后 释放出连锁反应自由基阻断剂 使 火焰 连锁反应的分支中断 减缓了气相反应速度 3 催化凝聚相热分解固相产物 焦化层或泡沫层的形成加 强了这些层状硬壳阻碍热传递的作用 4 在热作用下 阻燃剂出现吸热性相变 物理性地阻止凝 聚相内温度升高 2 1 2 耐火机理 1 在电线电缆的绝缘和护套材料中加入某种添加剂 降低 聚合物产生的热量 防止聚合物分解或促进绝缘和护套材料炭 化形成保护层 2 在线芯处增加一层云母玻璃丝带等无机绝缘材料 在绝 缘和护套层被火燃蚀后 靠缠包在导体上的云母耐火带保护而 继续通电 从而在着火时保持一定时间的正常运行 2 1 3 矿物绝缘电缆机理 利用金属水合物的吸收效应使电缆具有阻燃性 例如 用 al oh 3 和 mg oh 作为阻燃剂 高温作业下 al oh 3 为 34 6 mg oh z 为 31 见反应式 1 及反应式 2 反应分 解为吸热反应 因而可以抑制高聚物的燃烧 2ai oh 3 alz03 3h20 2648kj 1 mg oh 2 mgo h20 93 3kj 2 2 2 电线电缆燃烧特性分类及其标准试验 电线电缆根据其本身具有的燃烧特性 可分为普通电线电 缆 阻燃电线电缆 耐火电线电缆 无卤低烟电线电缆及矿物 绝缘电缆 1 阻燃电线电缆指难以着火并具有防止或延缓火焰蔓延能 力的电线电缆 常用的标准试验为 gb t18380 3 等同于 iec60332 1999 2 耐火电线电缆指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 常用的标准试验为 gb t12666 6 等效于 iec60331 21 1999 3 无卤低烟电线电缆分为阻燃型和阻燃耐火型两种 阻燃 型指材料不含卤素 燃烧时产生的烟尘较少并且具有阻止或延 缓火焰蔓延的电线电缆 常用的标准试验有 gb t17650 2 等 同于 iec60754 2 gb t17651 2 等同于 iec61034 2 和 gb t18380 3 等同于 iec60332 3 三项 阻燃耐火型在以上的 基础上还需满足保持线路完整性的要求 同时常用的标准试验 增加了 gb t12666 6 等效于 iec60331 4 矿物绝缘电缆在火焰中具有不燃和无烟无毒的性能 其 本身不会因短路而引起火灾 常用的标准试验除 gb t12666 6 耐火试验外 还应针对火灾实际情况 参照英 国 bs 标准中对电缆的试验有抗喷淋水和抗机械撞击 重物坠落 能力的标准要求 同时 可以参照国家标准 额定电压 750v 及 以下矿物绝缘电缆及终端 gbl3033 1991 3 电线电缆在防火工程设电线电缆在防火工程设 4 1 中的应用中的应用 3 1 电线电缆的选用 3 1 1 选用原则 一般的用电系统 只需满足非火灾条件下的使用 故可按 一般要求选用 而消防用电设备的供电线路 必须满足消防设 备在火灾时的连续供电时间 保证线路的完整性及系统正常运 行 同时 还须考虑电线电缆的火灾危险性 避免因短路 过 载而成为火源 在外火的作用下应不助长火灾蔓延 能有效降 低有机绝缘层分解的有害气体 避免 二次灾害 的产生 3 1 2 非消防电气线路的选用 1 普通设备线路穿管敷设时 可采用普通电线 直埋敷设 和穿管暗敷时 可采用普通电缆 2 电线电缆成束敷设时 应采用阻燃电线电缆 3 用于特级 一级场所的电线电缆应采用无卤低烟型 用 于二级场所的电线电缆宜采用无卤低烟型 4 用于木结构公共建筑 特级 一级场所中特别重要负荷 的电源主干线路 宜采用矿物绝缘电缆 3 1 3 消防电气线路的选用 1 消防设备用电时间长 1h 配电线路明敷或暗敷时 应 采用耐火电线或矿物绝缘电缆 电线在金属线槽内明敷或穿金 属管 阻燃型硬质塑料管暗敷时 应采用阻燃耐火电线 电线 在耐火金属线槽内明敷或穿涂有防火涂料的金属管时 可采用 阻燃电线 由变配电所 或总配电室 引至消防设备的电源主干线 应采用阻燃耐火电缆或矿物绝缘电缆 2 用电时间较长 1h 配电线路明敷时可采用矿物绝缘电 缆 埋墙 保护层厚度不应小于 30mm 暗敷 耐火电缆桥架敷设 或云母绝缘耐火电缆封闭式金属桥架敷设时 可采用普通电线 电缆 3 用电时间短 20min 配电线路穿金属管或封闭式金属 线槽并涂防火涂料 云母绝缘耐火电缆明敷设时 可采用普通 电线电缆 3 2 消防设备电气配线措施 3 2 1 配线原则 消防设备应采用耐火耐热配线设计 以确保配电线路的完 整性 耐火性 在符合有关技术规定的前提下 导线截面选择 应适当放宽 以避免由于火灾过程中环境温度上升引起导体电 阻增大以致压降增大 影响消防设备功能的发挥 3 2 2 基本配线措施 1 当线路暗敷设时 采用普通电线电缆穿金属管或阻燃型 硬质塑料管 氧指数 30 埋设在非燃烧体结构内 且穿管暗敷保 护 层厚度 30ram 2 当线路明敷设时 穿金属管或金属防火涂料以提高线路 的耐燃性能 或是直接采用阻燃电线电缆和铜线槽保护 且应 采用皮防火电缆等 并敷设在电缆竖井或吊顶内有防火措施的 封闭式线槽内 3 当配电线路采用绝缘层和护套为不延燃的电缆并敷设在 井内 同时要采用金属线槽密封 可不穿金属管保护 但当与延 燃电缆敷设在同一竖井时 两者间应用耐火材料隔开 4 建筑物吊顶内的消防电气线路采用金属管或金属线槽布 线 在难燃型材料吊顶内 可采用难燃型 氧指数 50 硬质塑料 管 塑料线槽布线 5 配电线路不得穿越风管内腔或敷设在风管外壁上 穿金 属管保护的配电线路可紧贴风管外壁敷设 闷顶内有可燃物时 其配电线路应采用金属管保护 3 3 工程应用中的防火措施 在工程应用中 消防设备分系统的配线十分关键 是系统 在整个工程中发挥防火功能的保障 下文以火灾自动报警系统 配线和消防电梯配线为例介绍消防设备分系统的配线保护 1 火灾自动报警系统配线保护 火灾自动报警系统的传输线路应采用穿金属管 经阻燃处 理 氧指数 35 的硬质塑料管或封闭式防火线槽保护 消防控 制 通信和警报线路在暗敷时最好采用阻燃型电线穿保护管敷 设在不燃结构层内 保护层厚度 30mm 或按基本配线措施 1 和 2 处理 总线制系统的干线 需考虑更高的防火要求 可采用 耐火电缆敷设在耐火电缆桥架内 或选用铜皮防火型电缆 2 消防电梯配电线路 消防电梯一般由高层建筑底层的变电所敷设两路专线配电 至位于顶层的电梯机房 线路较长且路由复杂 为提高供电可 靠性 消防电梯配电线路应尽可能采用耐火电缆 当有供电可 靠性特殊要求时 两路配电专线中一路可选用铜皮防火型电缆 垂直敷设的配电线路应尽量设在电气竖井内 并考虑基本配线 措施 3 3 4 电缆线路敷设的防火措施 3 4 1 防火原则 电缆线路敷设防火的基本原则是 1 防止电缆着火 着火后不延燃 2 沿电缆路径或易燃区段采取有效的防堵消防措施 3 实现电缆本身难燃化 3 4 2 防火措施 1 电缆在下列情况下敷设时 应采取防火封堵措施 电缆穿过不同的防火分区时 电缆沿竖井垂直敷设 穿越楼板处 超高层建筑应每层进行封堵 其他建筑可每隔 2 3 层进行封堵 电缆隧道 电缆沟 电缆间的隔墙处 穿越耐火极限不小于 lh 的隔墙处 穿越建筑物的隔墙处 至建筑物入口处 或至配电间 控制室的沟道人口处 电 缆引至电气柜 盘或控制屏 台的开口部位 2 远离热源和火源 电缆道沟应尽可能远离蒸汽及油管道 可燃气体和可燃液 体管沟 不应敷设电缆 若敷设在热力管沟中应采取隔热措施 在具有爆炸和火灾危险的环境中不应敷设电气 3 设置火灾报警系统 根据实际情况 选择适当的报警探头和适合电缆层特点的 报警系统 目前在电缆沟 管道井使用较为广泛的是线性 或称 缆式 感温探测器 4 高压水喷雾灭火 在电缆廊道 电缆密集的地区 采用一般的灭火材料比较 困难 宜采用高压水喷雾灭火方式 为使水喷雾灭火及时有效 地发挥作用 需配置高灵敏度的监测及控制系统 在大型建筑 物内及电缆隧道中采用此法效果显著 5 加强电缆层 井 的通风 积极利用自然通风条件 尽可能在电缆层靠外墙部位设置 通风口 通风口的具体设置可以结合火灾扑救时的突破口 同时 还应建立不间断供电的机械排烟系统 以便在火灾初期通过自 动报警联动打开排烟风机 4 工程应用问题分析工程应用问题分析 1 目前我国没有国家标准或行业标准 只是依据 gbl2666 6 对耐火特性进行检验 耐火特性优越 不能够说明 耐火电缆质量好 其电性能如何 机械性如何 而且实验室单一 火源的耐火试验结果与实际火灾影响因素有一定差距 因此对 耐火电缆应进行全面检验 制定统一标准 2 现行规范有关消防设备配电线路的规定中 应细化各种 配电电线电缆的使用