電氣線路是用于傳輸電能、傳遞信息和宏觀電磁能M轉換的載體,電氣線路火災除了由外部的火 源或火種直接引燃外,主要是由于自身在運行過程中出現的短路、過載、接觸電阻過大以及漏電等故 障產生電弧、電火花或電線、電纜過熱,引燃電線、電纜及其周圍的可燃物而引發(fā)的火災。通過對電 氣線路火災事故原因的統(tǒng)計分析,電氣線路的防火措施主要應從電線電纜的選擇、線路的敷設及連接、 在線路上采取保護措施等方面人手。
一、電線電纜的選擇
(一)電線電纜選擇的一般要求
根據使用場所的潮濕、化學腐蝕、髙溫等環(huán)境因素及額定電壓要求,選擇適宜的電線電纜。同時 根據系統(tǒng)的載荷情況,合理地選擇導線截面面積,在經計算所:導線截面面積基礎上留出適當增加負 荷的裕量。
(二)電線電纜導體材料的選擇
固定敷設的供電線路宜選用銅芯線纜。
重要電源、重要的操作回路及二次回路、電動機的勵磁回路等需要確保長期運行在連接可靠條件 下的回路;移動設備的線路及振動場所的線路;對鋁有腐蝕的環(huán)境;髙溫環(huán)境、潮濕環(huán)境、爆炸及火 災危險環(huán)境;工業(yè)及市政工程等場所不應選用鋁芯線纜。
非熟練人員容易接觸的線路,如公共建筑與居住建筑,線芯截面面積為6mm2及以下的線纜不宜選 用鋁芯線纜。
對銅有腐蝕而對鋁腐蝕相對較輕的環(huán)境、氨壓縮機房等場所應選用鋁芯線纜。
(三)電線電纜絕緣材料及護套的選擇
1.普通電線電纜
普通聚氮乙烯電線電纜的適用溫度范圍為-15 ~60t,使用場所的環(huán)境溫度超出該范圍時,應采 用特種聚氣乙烯電線電纜;普通聚氣乙烯電線電纜在燃燒時會散發(fā)有毒煙氣,不適用于地下客運設施、
地下商業(yè)區(qū)、高層建筑和重要公共設施等人員密集場所。
交聯聚氯乙烯(XLPE)電線電纜不具備阻燃性能,但燃燒時不會產生大量有毒煙氣,適用于有 “清潔”要求的工業(yè)與民用建筑。
橡膠電線電纜的彎曲性能較好,能夠在嚴寒氣候下敷設,適用于水平高差大和垂直敷設的場所; 橡膠電線電纜適用于移動式電氣設備的供電線路。
2.阻燃電線電纜
阻燃電纜是指在規(guī)定試驗條件下被燃燒,能使火焰茲延僅在限定范圍內,撤去火源后,殘焰和殘 灼能在限定時間內自行熄滅的電纜。
阻燃電纜的性能主要用氧指數和發(fā)煙性兩個指標來評定。由于空氣中氧氣占21%,因此氧指數超 過21的材料在空氣中會自熄材料的氧指數越高,表示它的阻燃性越好。
阻燃電纜按燃燒時的煙氣特性可分為一般阻燃電纜、低煙低鹵阻燃電纜和無鹵阻燃電纜3大類。 電線電纜成束敷設時,應采用阻燃型電線電纜。當電纜在橋架內敷設時,應考慮在將來增加電纜時, 也能符合阻燃等級,宜按近期敷設電纜的非金屬材料體積預留20%裕最電線在梢盒內敷設時,也宜 按此原則來選擇阻燃等級在同一通道中敷設的電纜應選用同一阻燃等級的電纜。阻燃和非阻燃電纜 也不宜在同一通道內敷設。非同一設備的電力與控制電纜若在同一通道時,宜互相隔離。
直埋地電纜、直埋人建筑孔洞或砌體的電纜及穿管敷設的電線電纜,可選用普通型電線電纜3敷設在有蓋槽盒、有蓋板的電纜溝中的電纜若已采取封堵、阻水、隔離等防止延燃的措施,可降低一級 阻燃要求。
3.耐火電線電纜
耐火電線電纜是指規(guī)定試驗條件下,在火焰中被燃燒一定時間內能保持正常運行特性的電纜?
耐火電纜按絕緣材質可分為有機型和無機型兩種。有機型主要是采用耐800^高溫的云母帶以50% 的重釋搭蓋率包蒗兩層作為耐火層;外部采用聚氣乙烯或交聯聚乙烯為絕緣,若同時要求阻燃,只要 絕緣材料選用阻燃型材料即可。有機型耐火電纜加人隔氧層后,可以耐受950=1:高溫無機型是礦物絕 緣電纜。它是采用氧化鎂作為絕緣材料、銅管作為護套的電纜,國際上稱為MI電纜。
耐火電線電纜主要適用于在火災時仍需要保持正常運行的線路,如T業(yè)及民用建筑的消防系統(tǒng)、 應急照明系統(tǒng)、救生系統(tǒng)、報警及重要的監(jiān)測回路等。
耐火等級應根據火災時可能達到的火焰溫度確定。火災時,由于環(huán)境溫度劇烈升高,導致線芯電 阻的增大,當火焰溫度為800 -1000=?^+,導體電阻增大3 ~4倍,此時仍應保證系統(tǒng)正常工作,笛按 此條件校驗電壓損失。耐火電纜亦應考慮自身在火災時的機械強度,因此,明敷的耐火電纜截面面積 應不小于2. 5mm2。應區(qū)分耐高溫電纜與耐火電纜,前者只適用于調溫環(huán)境。一般有機類的耐火電纜本 身并不阻燃。若既需要耐火又要滿足阻燃,應采用阻燃耐火型電纜或礦物絕緣電纜。普通電纜及阻燃 電纜敷設在耐火電纜槽盒內,并不一定滿足耐火的要求,設計選用時必須注意這一點。
(四)電線電纜截面面積的選擇
電線電纜截面面積的選型原則應符合下列規(guī)定。
1)通過負載電流時,線芯溫度不超過電線電纜絕緣所允許的長期工作溫度。
2)通過短路電流時,不超過所允許的短路強度,高壓電纜要校驗熱穩(wěn)定性,母線要校驗動、熱穩(wěn) 定性。
3)電壓損失在允許范圍內。
4)滿足機械強度的要求。
5)低壓電線電纜應符合負載保護的要求,TNT系統(tǒng)中還應保證在接地故障時保護電器能斷開電路。
二、電氣線路的保護措施
為有效預防由于電氣線路故障引發(fā)的火災,除了合理地進行電線電纜的選型,還應根據現場的實 際情況合理選擇線路的敷設方式,并嚴格按照有關規(guī)定規(guī)范線路的敷設及連接環(huán)節(jié)保證線路的施工質 S。此外,低壓配電線路還應按照《低壓配電設計規(guī)范》(GB 50054—2011 )及《剩余電流保護裝置 安裝和運行》(GB 13955—2005)等相關標準要求設置短路保護、過負載保護和接地故障保護。
(一)短路保護
短路保護裝H應保證在短路電流在導體和連接件中產生的熱效應和機械力造成危害之前分斷該短 路電流;分斷能力不應小于保護電氣安裝的預期短路電流,但在上級已裝有所需分斷能力的保護電氣 時,下級保護電路的分斷能力允許小于預期短路電流,此時該上、下級保護電器的特性必須配合,使 得通過下級保護電器的能最不超過其能夠承受的能量。應在短路電流使導體達到允許的極限溫度之前 分斷該短路電流。
(二)過載保護
保護電器應在過載電流引起的導體升溫對導體的絕緣、接頭、端子或導體周圍的物質造成損害之 前分斷過載電流。對于突然斷電比過載造成的損失更大的線路,如消防水泵之類的負荷,其過載保護 應作為報螯信號,不應作為直接切斷電路的觸發(fā)信號。
過載保護電器的動作特性應同時滿足以下兩個條件:
1)線路計算電流小于或等于熔斷器熔體的額定電流,后者應小于或等于導體允許持續(xù)載流量。
2)保證保護電器可雜動作的電流小于或等于1.45倍熔斷器熔體額定電流。
需要注意的是,當保護電器為斷路器時,保證保護電器可靠動作的電流為約定時間內的約定動作 電流;當保護電器為熔斷器時,保證保護電器可靠動作的電流為約定時間內的熔斷電流。
(三)接地故障保護
當發(fā)生帶電導體與外露可導電部分、裝置外可導電部分、PE線、PEN線、大地等之間的接地故障 時,保護電器必須切斷該故障電路。接地故障保護電器的選擇應根據配電系統(tǒng)的接地形式、電氣設備 使用特點及導體截面面積等確定。
TN系統(tǒng)的接地保護方式具體有以下幾種:
1)當靈敏性符合要求時,采用短路保護兼作接地故障保護。
2)零序電流保護模式適用于TN-C、TN_C-S、TN-S系統(tǒng),不適用于諧波電流大的配電系統(tǒng)。
3)剩余電流保護模式適用于TN-S系統(tǒng),不適用于TN-C系統(tǒng)。