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供配电线路消防设计上应注意的几个问题

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-12-20  来源:《电气&智能建筑》  作者:新疆军区建筑设计院 周珂
摘 要 文章针对施工图审查过程中发现的供配电线路设计中经常出现的一些不妥做法或错误,结合现行规范的有关规定,分析了这些做法的不足之处,并提出了解决方法。
 
关键词 供配电线路 低烟无卤电线电缆 敷设方式 允许载流量
 
  笔者在参加新疆维吾尔自治区建筑施工图审查过程中,常常发现有些供配电线路设计存在不妥之处或错误。不仅增加了投资,造成了浪费,甚至存在重大安全隐患。本文仅就室内供配电线路设计应注意的几个问题进行分析。
 
1 某些防火要求高的高层建筑及重要场所的电线电缆选型
 
  (1)一类高层建筑未选用低烟无卤电线电缆
 
  聚氯乙烯在高温下的燃烧过程中,会释放出氯化氢、二恶英等大量有毒气体,同时产生大量的黑色烟雾。发生火灾时,黑色烟雾阻挡视线,增加了被困人员疏散以及消防人员灭火和施救的难度,被困人员吸入上述有毒气体后,会严重损害身体健康,甚至导致窒息死亡。为减少火灾情况下人员伤亡和财产损失,《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第7.4.1条第2款规定:“对一类高层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力电缆、电线或无烟无卤电力电缆、电线。”然而,审图时常常发现有些设计人员未按上述要求选用电线电缆,违反了规范的上述规定,存在重大安全隐患。
 
  还有些设计人员虽然对一类高层建筑以及重要的公共场所等防火要求高的建筑物按规范要求选用了阻燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电缆、电线或无烟无卤电缆、电线,却采用PVC电线管或PVC线槽作为穿线管材。大家知道,PVC电线管或PVC线槽的主要成分为含卤的聚氯乙烯,在高温下的燃烧过程中照样会释放出氯化氢、二恶英等大量有毒气体并产生大量的黑色烟雾。因此,若选用了阻燃低烟无卤或无烟无卤电缆、电线,再采用PVC管或PVC线槽敷设方式,则失去了选用了阻燃低烟无卤或无烟无卤电缆、电线的实际意义。这种做法与《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第7.4.1条第2款规定的本意相矛盾,是非常不妥的,而且同样存在安全隐患。因此,当选用阻燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电力电缆、电线或无烟无卤电力电缆、电线时,不得采用PVC材质的电线管或线槽作为穿线管材。此点应引起电气设计人员的重视。
 
  此外,当供配电线路根据规范要求应当选用阻燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电力电缆、电线或无烟无卤电力电缆、电线时,同一建筑内的综合布线、火灾自动报警、安防等所有弱电系统配线,均应采用阻燃低烟无卤或无烟无卤线缆。
 
  (2)选用不存在的电线电缆型号
 
  在建筑施工图审查过程中,常常发现有些设计人员选用WDZ-BV电线、WDZ-VV电缆、WDZ-YJV电缆或WDZN-BV电线、WDZN-VV电缆、WDZN-YJV电缆。众所周知,电线电缆型号中的“W”表示无卤,“D”表示低烟,“V”表示聚氯乙烯,如BV表示铜芯聚氯乙烯绝缘电线,VV表示铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆,YJV表示铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆。上述电线电缆的绝缘或/和护套由聚氯乙烯构成,而聚氯乙烯所含的氯是卤族元素。也就是说,只要电线电缆型号中有字母“V”,就一定含卤。因此,不存在WDZ-BV电线、WDZ-VV电缆、WDZ-YJV电缆或WDZN-BV电线、WDZN-VV电缆、WDZN-YJV电缆。
 
  (3)选用阻燃或耐火电线电缆未明确阻燃等级
 
  多数设计人员选用阻燃或耐火电线电缆时未标明其阻燃等级,即便标明了阻燃等级,也未考虑成束敷设的电线电缆单位长度内有机物的体积,则选用的电线电缆很可能不具备阻燃性能,无疑存在安全隐患。
 
  电线电缆的阻燃性能从高到低分为A、B、C、D四级,电线电缆的阻燃性能不仅取决于绝缘和护套的材质,还与成束敷设的电线电缆单位长度内有机物的体积有关。同一阻燃等级的电缆,单根敷设时阻燃,多根成束敷设时未必阻燃。因此,选用阻燃或耐火电线电缆时,应根据建筑物的重要性以及成束敷设的电线电缆单位长度内有机物的体积的大小标明其相应的阻燃等级。成束敷设的电线电缆单位长度内有机物的体积超过其限值时,应分开敷设或用防火隔板分隔。
 
2 导体截面太小
 
  电线电缆的导体截面除应满足配电线路电压损失和机械强度的要求外,还应满足短路条件下热稳定以及电线电缆的允许载流量不小于其保护装置的整定电流和该线路计算负荷电流的要求。
 
  在建筑施工图审查过程中发现,有些设计人员计算电线电缆的载流量时,未按实际的环境条件和敷设方式进行校正,往往电线电缆的截面太小,致使电线电缆的载流量小于该回路保护电器过载保护的整定值,甚至小于该回路的计算电流,则违反了强制性规范条文的规定。轻者降低电线电缆的使用寿命,严重时将因电线电缆的绝缘损坏而导致短路故障,引发火灾事故,存在严重的安全隐患。
 
  环境温度和敷设方均影响电线电缆的载流量。电线或电缆载流量表中,只给出了数种环境温度下特定敷设方式时的载流量。电线或电缆敷设时的实际情况与载流量表中给定的条件不一致时,必须针对实际情况按《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第7.4节的有关规定对电线电缆的载流量进行矫校正。电线电缆在室内电缆槽盒中敷设时,一般情况下环境温度定为35℃,线芯允许长期工作温度PVC绝缘为70℃,XLPE或EPR绝缘为90℃。备用回路、平时不工作的回路、预计实际负荷电流不大于其允许载流量30﹪的回路不计入回路总数。对于平战两用的人防工程,应分别统计平时和战时同时运行的电线电缆回路数,并分别对载流量进行矫正。
 
  消防配电线路在火灾情况下还需继续运行一段时间,发生火灾时由于环境温度升高,导致配电线路的允许载流量降低、线路阻抗增加致使电压损失增大。因此,选择消防配电线路的截面时,应在按上述规范规定对载流量校正后确定的导线截面基础上,再对导线截面放大一至二级,以确保火灾时消防设备能够可靠运行。此外,选择电线电缆的截面时,还应根据负载的性质,计入谐波电流的影响。
 
3 敷设方式不合理
 
  应根据配电线路的用途、建筑物的特点以及环境条件等因素并经技术经济分析后选择敷设方式,做到安全可靠、经济合理。在建筑施工图审查过程中常常发发现,有些设计人员选择的室内配电线路的敷设方式不合理,存在安全隐患,或者增加投资,造成浪费。
 
  (1)电缆桥架结构形式不明确
 
  电缆桥架是统称,按结构形式分为电缆梯架、无孔电缆托盘、有孔电缆托盘和电缆槽盒,电缆槽盒又分为普通电缆槽盒和耐火电缆槽盒。电缆桥架结构形式不同,散热效果各异,对敷设其中的电线电缆允许载流量的影响自然不同。因此,采用电缆桥架敷设方式时,应明确指明电缆桥架的具体结构形式。否则,不仅无法确定电线电缆的导体截面,而且施工单位也无法备货。 
 
  (2)电缆桥架结构形式不合理
 
  在建筑施工图审查时常常发现有些设计人员采用电缆槽盒敷设普通配电回路电缆,这种做法是非常不妥的。
 
  电缆槽盒为封闭结构,价格较高,散热不良。多个配电回路在电缆槽盒内敷设时,电线电缆的允许载流量降低很多,校正系数最低只有0.38.为满足允许载流量不小于其保护装置的长延时整定电流和该线路计算负荷电流的要求,只得加大电线电缆的导体截面,无疑会增加投资,造成浪费。因此,普通配电线路采用电缆桥架敷设方式时,最好选用价格较低且对允许载流量影响较小的电缆梯架。若鼠害严重,可采用铠装电缆或防鼠电缆在电缆梯架中敷设。
 
  还有些设计人员对敷设方式有防火要求的配电线路采用外壁涂覆防火涂料的电缆托盘敷设,则无法满足火灾时连续供电的要求。
 
  电缆托盘无盖,只有连续底盘和侧边,即使电缆托盘外壁涂覆防火涂料,发生火灾时,热量也可通过对流和辐射损伤敷设在电缆托盘中的电线电缆。因此,无论采取何种措施,电缆托盘或电缆梯架均无防火能力。当配电线路的敷设方式有防火要求时,只能选用防火电缆槽盒或外壁涂覆有防火保护层的金属电缆槽盒。
 
  (3)普通配电线路与消防配电线路在同一电缆槽盒内敷设
 
  消防配电线路有防火要求,当消防配电干线采用有机绝缘耐火电线电缆时,其敷设方式应有防火措施。若采用电缆桥架敷设方式,应采用防火电缆槽盒,或采用普通金属电缆槽盒并在其外壁涂覆防火保护层。由于电缆槽盒对电线电缆允许载流量影响很大,普通配电线路与消防配电线路在同一电缆槽盒内敷设时,其导体截面积会增大很多。此外,普通配电线路与消防配电线路以及同一负荷的2路电线电缆均须设隔板分开,电缆槽盒内至少要设2个防火隔板。这种做法不仅会增加投资,而且不便施工,是非常不妥的。
 
  合理的做法是,普通配电线路与消防配电线路分别在各自的桥架中敷设。普通配电线路可采用电缆梯架;消防配电干线敷设在中间设有防火隔板的防火电缆槽盒或外壁涂覆有防火保护层的普通金属电缆槽盒中,同一负荷的2路电线电缆分别敷设在隔板的两侧。
 
  (4)电源进线不满足防火要求
 
  发生火灾时,消防设备的供电及控制线路应有一定的耐火能力,以便确保建筑物内的消防设备火灾时能够可靠运行。多数设计人员都能根据建筑物的特点,对于由低压总配电箱/柜引出的消防设备配电线路及控制线路的线缆选型和敷设方式均采取了一定的防火措施。然而,不少设计人员对10kV电源进线或由总配变电所引至同一建筑内其它分配变电所的10kV线路未采取任何防火措施,这是非常不妥的。
 
  需要注意的是,若电源进线不可靠,则配电系统的整体可靠性就会降低。在施工图审查中常常发现,有些防火要求较高的建筑物,其消防设备供电及控制线路的选型和敷设方式均采取了防火措施,非常可靠。然而,两路10kV电源进线或由总配变电所引至同一建筑内其它分配变电所的10kV线路却选用阻燃电缆或普通电缆在电缆梯架或电缆托盘内沿屋顶或沿墙长距离敷设,穿越地下车库或其它场所引至变配电所。有些部位两路10kV电源进线电缆甚至在同一路径上并列敷设。由于10kV电缆中含有消防负荷,相当于消防干线。试想,若电源进线电缆或开闭所10kV出线电缆路径上任何一处发生火灾,电源进线电缆或开闭所10kV出线电缆必定受到损坏,甚至两路电源电缆同时受到损坏,整座建筑就会停电,消防配电系统也将失去电源,建筑物内的全部消防设施都将瘫痪,无疑将造成重大的经济损失和人员伤亡。因此,电源进线电缆或大型建筑中总变配电所引至本建筑其它分配电所的10kV线路电缆的选型与敷设方式等耐火要求应与本建筑内耐火要求最高的消防配电线路相同。
 
  (5)电线电缆在电缆槽盒内接头
 
  电线电缆接头处破坏了电线电缆的原有绝缘,是线路绝缘的薄弱环节。常常可能会因接头不良、包扎绝缘受潮损坏而引起短路故障。若电线电缆在电缆槽盒内接头,接头处的短路故障很可能波及其它配电线路,扩大故障范围。因此,电线电缆在电缆槽盒内不得有接头,确需接头或需分支接头时,应将接头设在接线箱内。
 
  此外,当普通配电线路与消防配电线路在同一电气竖井内敷设时,应分别布置在电气竖井的两侧,且消防配电线路应采用矿物绝缘电缆。若共用电气竖井且消防配电线路采用有机耐火电缆时,消防配电线路应敷设在耐火电缆槽盒内。
 
 
 
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