礦用電纜防火性能分析與工程應用
由于電線(xiàn)電纜的增加、敷設的集中、施工的質(zhì)量太差等加劇了電線(xiàn)電纜火災的危險性。因此,實(shí)際工程應用中預防電線(xiàn)電纜火災,必需從控制危險因素著(zhù)手,并運用相關(guān)規范,采取相應的防火措施。
1電線(xiàn)電纜的火災原因及其特性
主要是因為過(guò)負荷、短路、接觸電阻過(guò)大及外部熱源作用。短路、局部過(guò)熱等故障狀態(tài)及外熱作用下,電線(xiàn)電纜引發(fā)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(jìn)而引發(fā)火災。火災中電線(xiàn)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(xiàn)電纜會(huì )很快失去絕緣能力,進(jìn)而引發(fā)短路等次生電氣事故,造成更大的損失;
2導線(xiàn)電纜在規定的允許載流量下有較大的過(guò)載能力;
導線(xiàn)電纜會(huì )在瞬間引起絕緣資料熔化、燃燒,3短路狀態(tài)下。并引燃周?chē)扇嘉铩?/div>
2電線(xiàn)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(chǎn)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(chǎn)生的熱量,1電線(xiàn)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(jìn)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(xiàn)芯處增加一層云母玻璃絲帶等無(wú)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(zhù)火時(shí)堅持一定時(shí)間的正常運行。
2.1.3礦物絕緣電纜機理
高溫作業(yè)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(jiàn)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(xiàn)電纜燃燒特性分類(lèi)及其規范試驗
可分為普通電線(xiàn)電纜、阻燃電線(xiàn)電纜、耐火電線(xiàn)電纜、無(wú)鹵低煙電線(xiàn)電纜及礦物絕緣電纜。電線(xiàn)電纜根據其本身具有的燃燒特性。
1阻燃電線(xiàn)電纜指難以著(zhù)火并具有防止或延緩火焰蔓延能力的電線(xiàn)電纜。常用的規范試驗為GBT18380.3等同于IEC60332-1999
仍能堅持線(xiàn)路完整性的電線(xiàn)電纜。常用的規范試驗為GBT12666.6等效于IEC60331-21-19992耐火電線(xiàn)電纜指在規定溫度和時(shí)間的火焰燃燒下。
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(xiàn)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(mǎn)足堅持線(xiàn)路完整性的要求,3無(wú)鹵低煙電線(xiàn)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(shí)常用的規范試驗增加了GBT12666.6等效于IEC60331
其自身不會(huì )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(wú)煙無(wú)毒的性能。還應針對火災實(shí)際情況,參照英國B(niǎo)S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(shí),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(xiàn)電纜在防火工程設4"1-中的應用
3.1電線(xiàn)電纜的選用
3.1.1選用原則
只需滿(mǎn)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(xiàn)路,必需滿(mǎn)足消防設備在火災時(shí)的連續供電時(shí)間,保證線(xiàn)路的完整性及系統正常運行。同時(shí),還須考慮電線(xiàn)電纜的火災危險性,防止因短路、過(guò)載而成為火源,外火的作用下應不助長(cháng)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(fā)生。
3.1.2非消防電氣線(xiàn)路的選用
可采用普通電線(xiàn);直埋敷設和穿管暗敷時(shí),1普通設備線(xiàn)路穿管敷設時(shí)。可采用普通電纜;
應采用阻燃電線(xiàn)電纜;2電線(xiàn)電纜成束敷設時(shí)。
用于二級場(chǎng)所的電線(xiàn)電纜宜采用無(wú)鹵低煙型;3用于特級、一級場(chǎng)所的電線(xiàn)電纜應采用無(wú)鹵低煙型。
特級、一級場(chǎng)所中特別重要負荷的電源主干線(xiàn)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(xiàn)路的選用
應采用耐火電線(xiàn)或礦物絕緣電纜;電線(xiàn)在金屬線(xiàn)槽內明敷或穿金屬管、阻燃型硬質(zhì)塑料管暗敷時(shí),1消防設備用電時(shí)間長(cháng)(≥1h配電線(xiàn)路明敷或暗敷時(shí)。應采用阻燃耐火電線(xiàn);電線(xiàn)在耐火金屬線(xiàn)槽內明敷或穿涂有防火涂料的金屬管時(shí),可采用阻燃電線(xiàn);由變配電所(或總配電室)引至消防設備的電源主干線(xiàn)應采用阻燃耐火電纜或礦物絕緣電纜;
可采用普通電線(xiàn)電纜;2用電時(shí)間較長(cháng)(≤1h配電線(xiàn)路明敷時(shí)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(shí)。
云母絕緣耐火電纜明敷設時(shí),3用電時(shí)間短(<20min配電線(xiàn)路穿金屬管或封閉式金屬線(xiàn)槽并涂防火涂料。可采用普通電線(xiàn)電纜。
3.2消防設備電氣配線(xiàn)措施
3.2.1 配線(xiàn)原則
以確保配電線(xiàn)路的完整性、耐火性。符合有關(guān)技術(shù)規定的前提下,消防設備應采用耐火耐熱配線(xiàn)設計。導線(xiàn)截面選擇應適當放寬,以防止由于火災過(guò)程中環(huán)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(fā)揮。
3.2.2基本配線(xiàn)措施
采用普通電線(xiàn)電纜穿金屬管或阻燃型硬質(zhì)塑料管(氧指數30埋設在非燃燒體結構內,1當線(xiàn)路暗敷設時(shí)。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(xiàn)路的耐燃性能,2當線(xiàn)路明敷設時(shí)。或是直接采用阻燃電線(xiàn)電纜和銅線(xiàn)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(xiàn)槽內;
兩者間應用耐火資料隔開(kāi);3當配電線(xiàn)路采用絕緣層和護套為不延燃的電纜并敷設在井內(同時(shí)要采用金屬線(xiàn)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(shí)。
可采用難燃型(氧指數50硬質(zhì)塑料管、塑料線(xiàn)槽布線(xiàn);4建筑物吊頂內的消防電氣線(xiàn)路采用金屬管或金屬線(xiàn)槽布線(xiàn);難燃型資料吊頂內。
穿金屬管保護的配電線(xiàn)路可緊貼風(fēng)管外壁敷設;悶頂內有可燃物時(shí),5配電線(xiàn)路不得穿越風(fēng)管內腔或敷設在風(fēng)管外壁上。其配電線(xiàn)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(xiàn)十分關(guān)鍵,工程應用中。系統在整個(gè)工程中發(fā)揮防火功能的保證。下文以火災自動(dòng)報警系統配線(xiàn)和消防電梯配線(xiàn)為例介紹消防設備分系統的配線(xiàn)保護。
1火災自動(dòng)報警系統配線(xiàn)保護
需考慮更高的防火要求,火災自動(dòng)報警系統的傳輸線(xiàn)路應采用穿金屬管、經(jīng)阻燃處理(氧指數35%)硬質(zhì)塑料管或封閉式防火線(xiàn)槽保護;消防控制、通信和警報線(xiàn)路在暗敷時(shí)最好采用阻燃型電線(xiàn)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(xiàn)措施(1和(2處置;總線(xiàn)制系統的干線(xiàn)。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(xiàn)路較長(cháng)且路由復雜。為提高供電可*性,2消防電梯配電線(xiàn)路消防電梯一般由高層建筑底層的變電所敷設兩路專(zhuān)線(xiàn)配電至位于頂層的電梯機房。消防電梯配電線(xiàn)路應盡可能采用耐火電纜;當有供電可*性特殊要求時(shí),兩路配電專(zhuān)線(xiàn)中一路可選用銅皮防火型電纜;垂直敷設的配電線(xiàn)路應盡量設在電氣豎井內,并考慮基本配線(xiàn)措施。
3.4電纜線(xiàn)路敷設的防火措施
3.4.1防火原則
電纜線(xiàn)路敷設防火的基本原則是
著(zhù)火后不延燃;1防止電纜著(zhù)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(shí)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(shí)。
超高層建筑應每層進(jìn)行封堵,①電纜穿過(guò)不同的防火分區時(shí);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(jìn)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(pán)或控制屏、臺的開(kāi)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(huán)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(diǎn)的報警系統。目前在電纜溝、管道井使用較為廣泛的線(xiàn)性(或稱(chēng)纜式)感溫探測器;根據實(shí)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(shí)有效地發(fā)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效果顯著(zhù);
5加強電纜層(井)通風(fēng)
盡可能在電纜層*外墻部位設置通風(fēng)口(通風(fēng)口的具體設置可以結合火災撲救時(shí)的突破口)同時(shí)還應建立不間斷供電的機械排煙系統,積極利用自然通風(fēng)條件。以便在火災初期通過(guò)自動(dòng)報警聯(lián)動(dòng)打開(kāi)排煙風(fēng)機。
4工程應用問(wèn)題分析
只是依據GBl2666.6對耐火特性進(jìn)行檢驗。耐火特性?xún)?yōu)越,1目前我國沒(méi)有國家規范或行業(yè)標準。不能夠說(shuō)明耐火電纜質(zhì)量好,其電性能如何?機械性如何?而且實(shí)驗室單一火源的耐火試驗結果與實(shí)際火災影響因素有一定差距,因此對耐火電纜應進(jìn)行全面檢驗,制定統一規范;
應細化各種配電電線(xiàn)電纜的使用要求,2現行規范有關(guān)消防設備配電線(xiàn)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(xiàn)纜明敷或暗敷使用。
5結束語(yǔ)
電線(xiàn)電纜的正確選擇和合理配線(xiàn)直接關(guān)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(xué)、具體的方案,為工程設計中電線(xiàn)電纜防火和消防設備電氣配線(xiàn)提供依據,使其做到平安可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟合理,有效防止電線(xiàn)電纜引起的火災,減少在火災中造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失。
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