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消防设备电气配线设计和矿物绝缘电缆

来源:233网校 2008年4月23日

    2  矿物绝缘电缆用于消防设备电气配线的探讨

    2.1  矿物绝缘电缆简介

    矿物绝缘电缆(Mineral Insulated Cables),是由铜芯、铜护套和氧化镁绝缘等全无机物组成的电缆。因其采用独特的制造方式,使氧化镁绝缘材料高度紧密地压实在电缆的无缝铜护套中,与铜芯、铜护套共同形成密实的一体,因而具有良好的耐火、耐高温、载流量大、防水、耐腐蚀、耐机械损伤、耐辐照及电磁相容性、美观大方等特点,同时该电缆在火灾条件下不会放出任何烟雾、卤素及有毒有害气体。同时矿物绝缘电缆的铜护套可作为地线使用,与其它类型相比可减少一根芯线,只需明敷,容易安装,加之使用寿命长,可以预期在消防设备的电气配线中采用矿物绝缘电缆会产生良好的经济效益和社会效益。

    2.2  国外标准规范对矿物绝缘电缆用于消防设备电气配线的规定或推荐情况

    由于矿物绝缘电缆可以从根本上解决电气线路的安全问题,国际上很多国家的有关建筑物标准和规范对在哪些场合和部位一定要用矿物绝缘电缆,在哪些场合或部位推荐使用都有详细明确的规定。下面粗略介绍一下国外标准规范对矿物绝缘电缆用于消防设备电气配线的规定或推荐情况:

    2.2.1  英国国家标准中的规定或推荐情况

    (1) BS5839 建筑物的火灾探测和报警系统(Fire detection and alarm systems)第一部份系统设计、安装和维护的实施法规(Part 1 Code of practice for system design installation and servicing)

    (2) BS5266-1:1999应急照明第1部份:除影院及用于娱乐的特殊建筑物外的其它建筑物的应急照明(Emergency lighting –Part 1:Code of practice for the emergency lighting of premises other than cinemas and certain other specified premises used for entertainment)

    2.2.2  澳大利亚国家标准中的规定或推荐情况

    (1) 线路规则(Wiring rules)

    (2) AS2941-1995 固定消防装置—泵站系统(Fixed fire protection installations – Pumpset systems)

    (3) AS2293建筑物中应急疏散照明(Emergency evacuation lighting in buildings)第1部份:安装要求(Part 1: Installation requirements )

    2.2.3  美国国家标准中的规定或推荐情况

    (1) NFPA70国家电气法规(National Electrical Code)

    在上述标准中,都将矿物绝缘电缆列入作为规定或推荐选用的菜单中,而且规定在火灾时间较长的情况下使用的,则应选用矿物绝缘电缆,如果选取用其它电缆则必须埋设在建筑物的不燃烧结构中或用隔板将电缆与其它重大危险区域隔开,并应有附加的机械保护。

    2.3  国内对矿物绝缘电缆的生产和研究情况

    我国对矿物绝缘电缆的研究开发较晚,1968年上海电缆研究所开始研究用于反应堆堆芯测量用探测电缆,70年代开始研究电力用配线电缆;80年代初沈阳电缆厂六分厂开发了小规格的电力用配线电缆和加热电缆,80年代中期北京东风电缆厂从意大利LMI公司引进全套矿物绝缘电缆生产技术革新和部份设备,因种种没有正式生产并将设备转给哈尔滨电缆厂,也没有投入生产,80年代末上海电缆研究所将矿物绝缘电缆生产技术转让给湖州久立耐火电缆有限公司[现改名为泰科热控(湖州有限公司)]形成生产线,在1996年国家计委将矿物绝缘电缆列为“国家重大科技成果产业化项目”后引进国外关键生产设备,建成规模较大生产水平较高的生产车间,90年代中后期江苏等地的几家电缆厂也建成有生产车间。

    为了了解矿物绝缘电缆在高温和实际火灾中能否对消防设备保持良好的供电能力,参照国外的试验研究,公安部四川消防科学研究所和有关电缆企业共同进行了电缆短样随炉升温的耐火试验和上述电缆用不同敷设方式的模拟实体火灾电缆特性试验研究。

    (1) 电缆短样试验

    电缆短样随炉升温试验样品分别为:矿物绝缘电缆、普通聚氯乙烯电缆、阻燃电缆、隔氧层阻燃电缆、耐火电缆。把电缆同时并排的放在烧结炉中加热升温,电缆的两端伸出炉外,分别连接电源和指示灯用于观察失效温度和时间。从试验结果中可以得出,在高温或火灾情况下,一般电缆(包括耐火电缆、隔氧层电缆),在明敷或穿管保护下都满足不了消防系统供电线路的安全要求,只有矿物绝缘电缆,在明敷的情况下就可以完全解决问题。

    (2) 模拟实体火灾试验

    参照英国消防研究所的实体火灾试验方案,公安部四川消防科研所的有关电缆企业共同对上述电缆分别选用五种敷设方式(支架裸敷、支架穿管明敷、防火桥架内明敷、防火桥架内穿管、穿管埋墙暗敷)进行了模拟实体火灾试验研究。

    研究结果表明:在1小时的实体火灾试验中,电缆的耐火性能,明敷矿物绝缘电缆优于其它类型的电缆,并能保持对电气设备的正常供电能力;普通聚氯乙烯电缆五种敷设方式全部失效;阻燃电缆和隔氧层阻燃电缆除穿管埋墙暗敷外全部失效;耐火电缆除有防火桥架保护和埋墙暗敷外全部失效。矿物绝缘电缆还能够在火灾中承受试验重物坠落的冲击,能够经受喷淋水的冲击,能再次正常通电启动相关供电设备,完全能够在火灾条件下保持规定时间的消防供电。另外普通电缆、阻燃电缆、阻燃隔氧层电缆及耐火电缆,在明敷及穿钢管并施防火涂料保护时,其持续供电时间均未达到30分钟,这对于消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟设施等供电时间较长的消防设备供电是不利的。

    根据以上研究结果和参照国外标准,我国对《高层民用建筑设计防火规范》进行了修订,《高层民用建筑设计防火规范》中“消防电源及其配电”一节已修订为:

    1  消防用电设备的配电线路应符合下列规定

    2  当采用暗敷设时,应敷设在不燃烧体结构内,且保护层厚度不宜小于30mm.

    3 当采用明敷设时,除矿物绝缘类不燃性电缆外,应采用有防火保护的金属管或封闭式金属线槽保护。

    4  当采用阻燃和耐火电缆时,可不穿金属管保护,但应敷在电缆井内或电缆沟内或吊顶内有防火保护措施的封闭式线槽内。

    5  对供电时间要求较长的消防设备供电线路,当采用明敷设时,宜采用矿物绝缘电缆,或封闭式防火桥架等有效保护的耐火类电缆。

    相信通过这次对《高层民用建筑设计防火规范》的修订和实施,我国对矿物绝缘电缆的使用会有一个很大的发展,从而为在火灾情况下消防设备的正常运行、人员的疏散和营救提供有力的技术保障。

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