在工業與民用建筑供配電系統里,電氣線路擔負著傳遞電能的作用,盡管消防部門年年強調加強防火管理,但由各種原因引起的電氣線路火災仍然頻繁發生,造成的損失和危害不言而喻。據悉,近年來我國發生的電氣引起的火災中,有60%以上是由電氣線路引起的,這應該使電氣線路火災防范這一問題得到廣泛的關注和重視。
一.電氣線路火災發生的原因
1. 電線電纜過載或短路引起失火。
電線電纜的線芯是由無機材料制成的,而絕緣層和護套層采用的是有機材料,電線電纜長期帶載運行,它是帶著一定的溫度在工作。有外部火源時,帶載的電線電纜是容易引燃的,而電線電纜本身的工作溫度超過一定范圍時,也會導致有機材料的延燃或燃燒。尤其是使用者不顧設計容量,接入大量電氣設備,使電纜過載,自然會增加火災發生的危險。電線電纜長期過載運行,也會使絕緣層和護套層加速老化,導致擊穿和相間短路。大容量的相間短路短時間內就會引起幾千度的高溫,足以使周圍的可燃物燃燒。有時,配電線路選用的熔斷器熔斷電流過大或自動開關出現故障,不能在電氣設備出現短路時自動切斷電源,短路電流也會使電纜過熱而引起燃燒。
2. 在火災危險場所采用的阻燃電纜不阻燃。
按《垂直安放的成束電線電纜火焰垂直傳播測試》(GB/T 18380:2001)規定的不同等級標準的試驗,阻燃電纜可分為A、B、C、D四種阻燃等級,見下表。
GB/T 18380:2001 規定的電線電纜四種阻燃級別試驗
標準 |
GB/T 18380:2001 |
阻燃級別 |
供火時間
(min) |
試驗容量
(L/m) |
合格判定 |
焦化高度(m) |
自熄時間(min) |
A |
40 |
7 |
≤2.5 |
≤60 |
B |
40 |
3.5 |
≤2.5 |
≤60 |
C |
20 |
1.5 |
≤2.5 |
≤60 |
D |
20 |
0.5 |
≤2.5 |
≤60 |
注:D級是指直徑小于或等于12mm的電線電纜。
電纜廠家如果沒有按照規定的阻燃級別來選擇阻燃電纜,造成同一電纜通道中所敷設的阻燃電纜非金屬材料含量超過標準允許的范圍,阻燃電纜也就不阻燃了。
3. 電氣線路敷設不當造成火災隱患。
電線電纜一般是沿著電氣井道或線槽成束敷設的,并且貫穿著整個建筑物,穿越數個防火分區或整個樓層和廠房。如果防火密封隔離沒有做好,電線電纜一旦引燃,火勢就會順著井道或線槽蔓延,迅速波及整個建筑物。
4. 對無鹵低煙電纜缺乏認識。
電線電纜引燃后會產生滾滾濃煙和大量有毒氣體。發達國家在上個世紀80年代已研制出無鹵低煙電纜并大力推薦使用,以逐步取代和廢棄使用有毒的PVC電纜。無鹵聚烯烴的毒性指數為0.79,將傳統的PVC電纜換成無鹵材料電纜,人在煙霧中的存活時間就能延長到40min。這不但大大增加了火災時逃生和疏散的時間,也利于消防人員在火災現場的撲救,是保障人民生命財產安全、減輕環境污染危害的好事。
二.安全合理使用電氣線路,正確選擇電線電纜、母線槽和電纜橋架
1. 特殊電線電纜
電線電纜種類繁多。從防火角度分,就有阻燃型、不燃型、耐火型、耐高溫型等多種類別,選擇和使用時很容易產生一些誤區,例如:
誤區一:阻燃電纜就是不燃電纜
如前所述,阻燃電纜并不是百分之百不會燃燒的電纜。阻燃電纜雖然不容易著火或是著火后不易延燃,離開火源后能自己熄滅,但其阻燃性能是在一定條件下形成的阻燃,超出這個條件也就失去阻燃的特性了。
誤區二:耐火電纜也可以阻燃
耐火電纜分二個等級:A類在1000℃下可工作1.5h,B類在850℃下可工作1h。有人錯誤地認為耐火電纜在火中能夠通電,價格又比阻燃電纜貴,其性能一定比阻燃電纜好。其實,耐火電纜并不是指電纜可以耐火,如果不在絕緣層和護套層添加阻燃劑,一般耐火電纜是不具備阻燃特性的。
誤區三:耐火電纜也是耐高溫電纜
一般耐火電纜的長期工作溫度和允許使用的環境溫度與一般電纜其實是一樣的。當線芯溫度或環境溫度超過允許范圍時,電纜外護套層和內絕緣層的材料會發生老化,一旦因老化而龜裂,里面的云母耐火帶擋不住潮氣的侵襲也會很快被擊穿。
2. 耐火母線槽
母線槽載流量大,可達到5000A以上;而且結構緊湊、占用空間小,施工維護方便。許多工業和高層、超高層民用建筑工程中,大容量的低壓配電干線已廣泛采用母線槽供電。目前國內生產的耐火母線槽,一般是采用鋼外殼、復合云母作絕緣材料,其缺點是無法阻止消防水的侵入。因此,在重要的高層標志性建筑、地鐵、變電所和軍事工程中,應采用耐火、耐水的母線槽。
用復合樹脂澆注絕緣的母線槽,就可以達到耐火、耐水的目的。復合樹脂的阻燃絕緣性能大大優于普通樹脂,環境溫度超過100℃時,普通樹脂的絕緣電阻會急劇下降到幾兆歐,而復合樹脂仍能達到100MΩ以上,可保證母線槽在火災發生區域工作90min以上。而且,復合樹脂澆注的密集型母線槽外殼防護等級已達到最高等級IP68,能抵抗消防龍頭對其猛烈的噴水不發生短路。長期浸于水中能保持通電,在酸、堿、甚至零下50℃的低溫惡劣環境下長期運行。
3. 耐火電纜橋架
電纜橋架一般采用優質冷軋鋼板、玻璃鋼或鋁合金材料,表面作烤漆、靜電噴涂或鍍鋅處理,分為梯級式、托盤式、槽式和組合式四種類型。耐火電纜橋架與槽式橋架的外觀形式相同,但耐火電纜橋架在密封槽的內部底層組裝有無機材料制成的內膽,與頂層護罩內層安裝的無機材料與增強玻璃纖維一起構成內槽。內外兩層中間的空隙可以起到通風散熱的作用,使槽內溫度保持在電纜安全運行的溫度范圍內。但使用耐火電纜橋架還是會在一定程度上降低電纜的載流量,因此配電線路設計時應對所選的電纜做降容修正。
三.電氣線路敷設的防火災蔓延措施
電氣線路敷設的過程中,也應積極采取有效措施防止火災蔓延,最大限度地降低火災造成的危害。
在工業與民用建筑中,10kV高壓電纜用量較小。雖然從高壓配電柜到電力變壓器的線路不長,但電纜也應按防火要求敷設和保護。當沒有不延燃性高壓電纜時,應將電纜敷設在難燃FRP(玻璃纖維增強塑料)密封電纜槽盒內或套金屬管保護。對電力銅管和金屬封閉式母線槽,無論是在電氣井道內還是在其他部位明敷時均應刷防火漆保護。
1. 一般要求
明敷在室內、廠房內或電纜溝、電纜隧道內的電纜,不應帶黃麻或其它可延燃的外護層,不宜套塑料管保護。電纜隧道中明敷的電纜每隔20m左右用防火包帶包扎兩層,每段包扎長度0.3~0.5m。電纜穿金屬套管穿墻、穿樓板敷設時,管口兩端的空隙用難燃材料堵塞,密封隔離。
有大量電纜敷設的場所,當其非金屬材料的含量超過阻燃A級一倍以上時,必須采用阻火分隔。
火災危險場所的電氣線路選用非阻燃電纜時,應將線路完全封閉在耐火的線槽內,外殼刷防火涂料。橋架上敷設的電纜分支時應在橋架外檐附加的分線盒內分支。除做好隔離和封閉外,設計和施工安裝時并盡量縮短線路長度。
對于為消防設備供電的線路應考慮到火災發生時的復雜情況,如水噴或重物墜落對供電線路的影響,并采取一定的防范措施。消防線路暗敷時,應敷設在不燃燒體結構內,且保護層厚度不小于30mm;穿不具防火性能的金屬套管或金屬線槽明敷時,也需外刷防火涂料保護。
2. 耐火材料封堵
電氣線路的敷設路徑在建筑物中必然留有孔洞,耐火材料封堵是最常用的防止火勢蔓延的方式。在電纜溝、電纜夾層通向高低壓配電室、電氣控制室的墻孔處或穿越不同車間、防火分區的隔墻處;在電纜隧道、電纜豎井的出入口處、通向電纜溝、電纜夾層不走人的連接處或穿越樓層等處,均應采用耐火材料板材或耐火堵料封堵防止煙火流竄。
3. 按防火分區的要求處理貫穿防火墻的電氣線路
建筑防火墻是防止火勢從一個防火分區竄入另一防火分區的重要手段之一。防火墻一般采用礦渣棉、巖棉板或硅酸鋁纖維氈等耐火材料制作,夯實封頂,耐火極限不小于1h。除了根據防火分區要求建筑防火墻外,電纜溝進入建筑物處也應設防火墻,電纜隧道進入變配電室的入口還應設有防火門(帶鎖)的防火墻。電纜隧道與電纜夾層間需要留有走人的連接處,和每隔100m處均應設防火門或防火墻。
4. 高層、超高層民用建筑電氣豎井的防火處理
高層、超高層民用建筑屬于一級防火建筑物。電氣豎井是高層建筑電氣線路的重要通道,也比較長。一旦發生火災,豎井也將成為通風道,會產生煙窗效應,后果不堪設想。因此做好電氣豎井的防火是重中之重。設計和施工時,要妥善處理每層強、弱電豎井的地面,采用與建筑構件同等耐火級別的材料將各種電氣線路孔洞空隙堵塞嚴實,形成樓層豎井間的防火密封隔離。強、弱電豎井的地面應高出同層地面50~100mm,以防止水進入。豎井內安裝電纜橋架、母線槽、金屬管等配電干線的位置,應盡量避開可能受到直接噴淋的部位。
四.結束語
防止和減輕電氣線路火災發生的危險和損失,是電氣設計者和施工單位應承擔的重要職責。但即使設計和施工都做到了萬無一失,也不能保證電氣線路火災發生的幾率為零。這需要多方面的共同努力。廣大用電用戶應加強安全用電、火災防范的認識。電纜廠家也應嚴格按相應標準生產阻燃防火特殊電纜,并大力促進環保型無鹵低煙電纜的生產研發和推廣使用。這方面本文不再贅述,只希望引起大家的重視。