浅析民用建筑电气设计中防火电缆的选择

浅析民用建筑电气设计中防火电缆的选择

作者：祝明琴

来源：《中国科技纵横》2010年第15期

内容摘要:通过对民用建筑电气设计中常用配电电缆绝缘材料性能的分析比对,着重讨论了电缆的电气性能、阻燃性能、耐火性能。提出了民用建筑配电电缆的选用原则及方法。 关键词:绝缘材料阻燃耐火型号标注

在民用建筑电气系统中,选择什么样的电缆是至关重要的。不同电缆的导体有什么区别?选择电缆时如何注重其防火性能?适用于我国民用建筑的电缆有哪些?本文将对这些问题进行深入探讨。

一、民用建筑电气设计中常用电缆分析比对

1)早期民用建筑电气设计中,选用聚氯乙烯(VV)绝缘电缆较多,因为该种电缆的主要优点是制造工艺简便,没有敷设高差限制,重量轻,弯曲性能好,接头制作简便;耐油耐酸碱腐蚀,不延燃;具有内铠装结构,使钢带或钢丝免受腐蚀;价格便宜。

普通聚氯乙烯绝缘电缆虽然有一定的阻燃性能但在燃烧时,散发有毒烟气,故对于需满足在一旦着火燃烧时的低烟、低毒要求的场合,如地下客运设施,地下商业区、高层建筑和特殊重要公共设施等人流较密集场所,就不适合。

2)随着经济发展和技术进步,民用建筑电气设计中开始广泛使用交联聚乙烯(YJV)绝缘聚氯乙烯护套电力电缆,该种电缆介质损耗低,性能优良、结构简单,制造方便,外径小,质量轻,载流量大,敷设方便,不受高差限制,耐腐蚀,做终端和中间接头较简便。由于交联聚乙烯料轻,故1KV级的电缆价格与聚氯乙烯绝缘电缆相差有限,故低压交联聚乙烯绝缘电缆现已广泛采用。 普通的交联聚乙烯材料不含卤素,不具备阻燃性能,但在燃烧时不会产生大量毒气及烟雾,因此用它制造的电线、电缆被称为“清洁电线、电缆”。若要兼备阻燃性能,须在绝缘材料中添加阻燃剂。

3)橡皮绝缘电力电缆弯曲性能好,能够在严寒气候下敷设,特别适合于水平高差大和垂直敷设的场合。不仅适用于固定敷设的线路,也可用于定期移动的固定敷设线路。 二、电力电缆防火特性分类

根据有关资料介绍,近年来我国发生电气引起的火灾中,有60%以上是由电气线路(电线电缆)引起的。因此在建筑电气中如何正确合理的使用电缆,已成为人们越来越关注、越来越重视的问题。

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1)电缆防火特性分类

在民用建筑电气系统中,常选择的电缆可根据不同防火特性来分类,分为普通型、阻燃型、耐火型电缆。普通电缆使用的材料防火性能较差,一般是PVC塑料和橡胶等。当以这种材料为护套的电缆成束敷设时,电缆的局部线路极易发生故障而引起失火,所以在大型民用建筑的电气系统中,一般不选择这种普通电缆。 2)阻燃电缆的阻燃特性的分类

阻燃电缆是指在在规定试验条件下被燃烧,具有使火焰蔓延仅在限定范围内,撤去火源后,残焰和残灼能在限定时间内自行熄灭的电缆。根据GB12666.5-1990《电线电缆燃烧试验方法第5部分:成束电线电缆燃烧试验方法》及IEC60332-3:2000规定的试验条件,阻燃电缆分为A、B、C、D四级,见表1。

电缆按发烟量透光率及烟气毒性分为四级,见表2 阻燃电缆燃烧时烟气特性可分为三大类

① 一般阻燃电缆:对燃烧时产生的HCI气体腐蚀性及发烟量不作要求者。

② 低烟低卤阻燃电缆:除了符合表1的分级标准外,电缆燃烧时要求气体酸度较低,测定酸气逸出量在5%~10%的范围,酸气Ph30%,称为低卤低烟电缆。

③ 无卤阻燃电缆:电缆在燃烧时不发生卤素气体,酸气含量在0~5%的范围,酸气Ph≥4.3,电导率≤10μS/mm,烟气透光率>60%,称为无卤电缆。 3)耐火电缆的特性分类

耐火电缆是指在规定试验条件下,在火焰中被燃烧一定时间内能保持正常运行特性的电缆。

耐火电缆按耐火特性分为A类和B类两种,见表3。

耐火电缆按绝缘材质可分为有机型和无机型两种。有机型主要是采用耐高温800℃的云母带以50%重叠搭盖率包覆两层作为耐火层,外部采用聚氯乙烯或交联聚乙烯为绝缘。无机型是矿物绝缘电缆。

三、阻燃、耐火电缆的选择要点 1)阻燃电缆的选择要点

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由于有机材料的阻燃概念是相对的,数量较少时呈阻燃特性而数量较多时呈不阻燃特性。因此,电缆成束敷设时,应采用阻燃电缆。确定阻燃等级时,需核算电缆的非金属材料体积总量,并按表1确定阻燃等级。阻燃电缆必须注明阻燃等级,若不注明等级者,一律视为C级。 选用低烟低卤或无卤型电缆时,应注意到这种电缆阻燃等级一般仅为C级。若要较高阻燃等级应选用隔氧层电缆或辐照交联聚烯烃护套特种电缆。 2)耐火电缆的选择要点

耐火等级应根据一旦火灾发生时可能达到的火焰温度确定。通常油库、炼钢炉或者电缆密集的隧道及电缆夹层内宜选择A类,其他未B类。

一般有机类的耐火电缆本身并不阻燃。若既需要耐火又要满足阻燃者,应采用阻燃耐火型电缆或矿物绝缘电缆。

普通电缆及阻燃电缆敷设在耐火电缆槽盒内,并不一定能满足耐火的要求,设计选用时必须注意这一点。

四、在民用建筑电气设计中防火电缆的选择

针对不同的民用建筑,在电气设计的时候应选择材质不同的电缆,根据电缆的不同材质、不同特性和性价比的不同,在民用建筑中,选择不同的电缆。

1) 在一般工程中,在室内正常条件下,可选用VV或VV22电缆,有条件时,可选用YJV或YJV22电缆。

2) 对一类高层民用建筑以及重要的公共场所等防火要求高的建筑物,应采用阻燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电缆或无烟无卤电缆。

3) 耐火电缆主要用于凡是在火灾时,仍需保持正常运行的线路,如工业及民用建筑的消防系统、应急照明系统、救生系统、报警及重要的监测回路等。常用于: ① 消防泵、喷淋泵、消防电梯的供电线路及控制线路。

② 防火卷帘门、电动防火门、排烟系统风机、排烟阀、防火阀的供电控制线路。 ③ 消防报警系统的手动报警线路,消防广播及电话线路。 ④ 高层建筑或机场、地铁等重要设施中的安保闭路电视线路。 ⑤ 集中供电的应急照明线路,控制及保护电源线路。

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⑥ 计算机监控线路。

五、阻燃、耐火类电缆的型号标注

我们一般在建筑电气设计图纸中,对于电缆的标注一般都是 阻燃就标ZR,耐火就标NH。如ZR-YJV 或NH-YJV 等。其实这都是不规范和不全面的。 阻燃电缆的型号标注: △——□——○

△ ——阻燃代号。ZR或Z——一般阻燃,DDZR或DDZ——低卤低烟阻燃,

WDZR或WDZ——无卤低烟阻燃,GZR或GZ——隔氧层一般阻燃,GWL——隔氧层低烟无卤阻燃

□ ——发烟量及阻燃等级,见表1和表2。无发烟量限制时仅注阻燃等级。 ○——材料特性及结构,如VV、YJV等。

另外,阻燃电缆必须注明阻燃等级,若不注明等级者,一律视为C级。 耐火电缆的型号标注: △——□——○

△ ——耐火代号,一般标注为NH。阻燃耐火为:阻燃A级ZANH;阻燃B级ZBNH; 阻燃C级ZRNH或ZNH。DDZRNH或DDZN——低卤低烟阻燃耐火,

WDZRNH或WDZN——无卤低烟阻燃耐火,GZRNH或GZN——隔氧层一般阻燃耐火,GWLNH或GWN——隔氧层低烟无卤阻燃耐火 □ ——耐火类别。当采用B类耐火时可省略。 ○——材料特性及结构,如VV、YJV等。 参考文献

[1]邓建堂.对现阶段民用建筑电气设计问题的分析[J].广东科技.2008(8) [2]郑国兴.民用建筑工程电气电缆的选择分析[J].低压电器.2007(14) [3]工业与民用配电设计手册 第三版

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[4]电力工程电缆设计规范 GB50217-2007 [5]建筑设计防火规范 GB50016-2006 [6]高层民用建筑设计防火规范 GB50045-95