城市轨道交通耐火电缆应用及发展方向

2020-11-27冯咏生王伟

商品与质量 2020年37期

冯咏生王伟

中天科技海缆有限公司江苏南通 226000

近年来，我国经济发展迅速，城市现代化进程明显加快，城市规模、城市人口不断扩大，随之产生的交通拥挤状况既妨碍了城市经济的发展，也影响了社会活动的正常秩序以及居民的日常出行。目前城市轨道交通已成为国际上一些发达国家和地区解决城市交通难的有效措施。因此，在我国各大城市中，发展和建设快速的轨道交通系统网络已经是热如潮涌。

1 确定电力电缆种类

根据《地铁设计规范》要求，地下线路应采用无卤、低烟的阻燃电线和电缆；地上线路可采用低卤、低烟的电线和电缆。火灾时需要保证供电的配电线路应采用耐火铜芯电缆或矿物绝缘耐火铜芯电缆。同时，根据《建筑防火设计规范》消防用电设备应采用专用的供电回路，当建筑内的生产、生活用电被切断时，应仍能保证消防用电。备用消防电源的供电时间和容量，应满足该建筑火灾延续时间内各消防用电设备的要求。因此，为了便于设计的标准化及符合国家强制性标准，在用于轨道交通工程中的电缆中，分别应该依据电缆材质及耐受温度及时间作为选型的基本原则，分为以下几种情况：①消防设备用电缆需要在火灾中继续工作，故电缆均应采用矿物绝缘。电线均因采用耐火导线，时间需满足该设备工作时间要求。②火灾延续时间内需继续工作的非消防负荷，应采用耐火电缆，且应满足950℃3h 或830℃3h，同时应敷设于电缆线槽内。电线均因采用耐火导线。③其他负荷的电力电缆应采用阻燃型电力电缆，或阻燃型电线。同时，地下线路必须采用无卤、低烟的阻燃电线和电缆。因轨道交通车站是为人员密集场所，除非特殊情况，地上车站的电线及电缆也应采用无卤、低烟型[1]。

2 城市轨道交通耐火电缆应用

2.1 设计规范的规定

耐火电缆运用与设计规范和电缆试验标准的规定以及更新迭代有着密不可分的联系。轨道交通耐火电缆发展的3 个阶段，也是国内电缆行业参照国外标准发展，在吸收国外的经验基础上，不断实践探索，并不断改进创新的过程。与此同时，制定了我国的设计规范和电缆试验标准。①《地铁设计规范》（GB50157-2013）规定明敷时应采用耐火铜芯电缆或矿物绝缘电缆。耐火铜芯电缆是否穿管或封闭桥架敷设并涂防火漆，没有明确规定。最新出版的《地铁设计防火标准》（GB51298-2018）规定一般消防设备应采用耐火电缆，专用消防设备宜采用矿物绝缘电缆。②《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-1992）规定消防设备采用耐火电缆，没有明确敷设方式，对于消防报警、应急照明等线路规定暗敷于不少于3cm 厚非燃烧墙体内，明敷时需穿涂防火涂料的金属管。《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）明确了矿物绝缘电缆可以明敷；耐火电缆暗敷于不少于3cm 厚非燃烧墙体内，明敷时穿金属管或封闭电缆桥架，并应涂防火涂料。③《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）规定耐火电缆暗敷于不少于3cm 厚非燃烧墙体内，明敷时穿金属管或封闭电缆桥架，并应涂防火涂料。直到《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）颁布，增加了矿物绝缘电缆，并可以明敷。《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）规定与《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）相同，2005 年版《高层民用建筑设计防火规范》增加了矿物绝缘电缆，并可以明敷。2014 年两本规范合一，要求不变。

2.2 常规的阻燃标准和专门的安全规范

电缆的阻燃标准一般采用国际电工委员会（IEC）的推荐标准，如IEC60332 火焰状态下的电缆试验，包括单根垂直燃烧试验和成束垂直燃烧试验，IEC61034 电缆在燃烧状态下的烟密度测量以及IEC60754 电缆材料燃烧状态下卤酸气体的测定。类似的欧盟通用试验标准有DINEN50265（单根）、DINEN50266（成束）电缆垂直燃烧试验；DINEN50267 电缆材料燃烧时析出的气体试验（主要测定材料中氢卤酸的含量，不能全面反映烟气的毒性）；DINEN50268 电缆在燃烧状态下的烟密度测量。上述标准中，IEC常规阻燃试验标准从20 世纪70 ～80 年代引入国内电缆行业。开始引用较多的是造船行业，几乎是作为唯一的阻燃依据（主要以货轮、集装箱轮为主，军舰例外）一直沿用至今。铁路运输行业选用的阻燃标准相对较杂，但当铁路运输引入高速客运概念后情况发生了变化。高速动车以200km/h 以上速度行驶时，任何极为细小的故障都会引发大灾难。所以针对铁路客运列车专门的安全标准随之被引入。

2.3 独立配电

要严格按规范设计，得明确这样配电的使用意图。首先，专用线路是从变电所低压开关柜算起，既不用往上算到供电系统去，更不能往下算到配电箱/柜上。如果往上算，供电系统得单独设置一套变压器与母线，这样既不经济更不合理，消防负荷的变压器长期不用或低负载，投资浪费还不节能，要是维护不到位真到火灾需要使用时可能还会有设备故障不能正常使用。

3 轨道交通耐火电缆发展方向

随着规范和标准的日趋严格，对轨道交通耐火电缆选用和敷设方式提出了更高的要求。①有机绝缘耐火电缆必须采用封闭桥架敷设，并在桥架外涂防火漆。②耐火电缆与非消防设备阻燃电缆分桥架敷设，提高供电可靠性，降低桥架容积率和温升。③刚性矿物绝缘电缆可以裸敷，其防火性能最优。在经济和敷设空间条件允许情况下，可以作为首选。④每条轨道交通线路耐火电缆品种不宜过多，可以采用有机绝缘耐火电缆和刚性矿物绝缘电缆（柔性矿物绝缘电缆）组合方式。