城市軌道交通耐火電纜應(yīng)用及發(fā)展方向

馮詠生 王偉

中天科技海纜有限公司 江蘇南通 226000

近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，城市現(xiàn)代化進(jìn)程明顯加快，城市規(guī)模、城市人口不斷擴(kuò)大，隨之產(chǎn)生的交通擁擠狀況既妨礙了城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，也影響了社會(huì)活動(dòng)的正常秩序以及居民的日常出行。目前城市軌道交通已成為國(guó)際上一些發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)解決城市交通難的有效措施。因此，在我國(guó)各大城市中，發(fā)展和建設(shè)快速的軌道交通系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)是熱如潮涌。

1 確定電力電纜種類

根據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，地下線路應(yīng)采用無(wú)鹵、低煙的阻燃電線和電纜；地上線路可采用低鹵、低煙的電線和電纜?；馂?zāi)時(shí)需要保證供電的配電線路應(yīng)采用耐火銅芯電纜或礦物絕緣耐火銅芯電纜。同時(shí)，根據(jù)《建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》消防用電設(shè)備應(yīng)采用專用的供電回路，當(dāng)建筑內(nèi)的生產(chǎn)、生活用電被切斷時(shí)，應(yīng)仍能保證消防用電。備用消防電源的供電時(shí)間和容量，應(yīng)滿足該建筑火災(zāi)延續(xù)時(shí)間內(nèi)各消防用電設(shè)備的要求。因此，為了便于設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化及符合國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，在用于軌道交通工程中的電纜中，分別應(yīng)該依據(jù)電纜材質(zhì)及耐受溫度及時(shí)間作為選型的基本原則，分為以下幾種情況：①消防設(shè)備用電纜需要在火災(zāi)中繼續(xù)工作，故電纜均應(yīng)采用礦物絕緣。電線均因采用耐火導(dǎo)線，時(shí)間需滿足該設(shè)備工作時(shí)間要求。②火災(zāi)延續(xù)時(shí)間內(nèi)需繼續(xù)工作的非消防負(fù)荷，應(yīng)采用耐火電纜，且應(yīng)滿足950℃3h 或830℃3h，同時(shí)應(yīng)敷設(shè)于電纜線槽內(nèi)。電線均因采用耐火導(dǎo)線。③其他負(fù)荷的電力電纜應(yīng)采用阻燃型電力電纜，或阻燃型電線。同時(shí)，地下線路必須采用無(wú)鹵、低煙的阻燃電線和電纜。因軌道交通車站是為人員密集場(chǎng)所，除非特殊情況，地上車站的電線及電纜也應(yīng)采用無(wú)鹵、低煙型[1]。

2 城市軌道交通耐火電纜應(yīng)用

2.1 設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定

耐火電纜運(yùn)用與設(shè)計(jì)規(guī)范和電纜試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定以及更新迭代有著密不可分的聯(lián)系。軌道交通耐火電纜發(fā)展的3 個(gè)階段，也是國(guó)內(nèi)電纜行業(yè)參照國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展，在吸收國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，不斷實(shí)踐探索，并不斷改進(jìn)創(chuàng)新的過(guò)程。與此同時(shí)，制定了我國(guó)的設(shè)計(jì)規(guī)范和電纜試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。①《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50157-2013）規(guī)定明敷時(shí)應(yīng)采用耐火銅芯電纜或礦物絕緣電纜。耐火銅芯電纜是否穿管或封閉橋架敷設(shè)并涂防火漆，沒(méi)有明確規(guī)定。最新出版的《地鐵設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》（GB51298-2018）規(guī)定一般消防設(shè)備應(yīng)采用耐火電纜，專用消防設(shè)備宜采用礦物絕緣電纜。②《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ/T16-1992）規(guī)定消防設(shè)備采用耐火電纜，沒(méi)有明確敷設(shè)方式，對(duì)于消防報(bào)警、應(yīng)急照明等線路規(guī)定暗敷于不少于3cm 厚非燃燒墻體內(nèi)，明敷時(shí)需穿涂防火涂料的金屬管?！睹裼媒ㄖ姎庠O(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ16-2008）明確了礦物絕緣電纜可以明敷；耐火電纜暗敷于不少于3cm 厚非燃燒墻體內(nèi)，明敷時(shí)穿金屬管或封閉電纜橋架，并應(yīng)涂防火涂料。③《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GBJ16-87）規(guī)定耐火電纜暗敷于不少于3cm 厚非燃燒墻體內(nèi)，明敷時(shí)穿金屬管或封閉電纜橋架，并應(yīng)涂防火涂料。直到《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016-2006）頒布，增加了礦物絕緣電纜，并可以明敷。《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50045-95）規(guī)定與《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GBJ16-87）相同，2005 年版《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》增加了礦物絕緣電纜，并可以明敷。2014 年兩本規(guī)范合一，要求不變。

2.2 常規(guī)的阻燃標(biāo)準(zhǔn)和專門(mén)的安全規(guī)范

電纜的阻燃標(biāo)準(zhǔn)一般采用國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）的推薦標(biāo)準(zhǔn)，如IEC60332 火焰狀態(tài)下的電纜試驗(yàn)，包括單根垂直燃燒試驗(yàn)和成束垂直燃燒試驗(yàn)，IEC61034 電纜在燃燒狀態(tài)下的煙密度測(cè)量以及IEC60754 電纜材料燃燒狀態(tài)下鹵酸氣體的測(cè)定。類似的歐盟通用試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)有DINEN50265（單根）、DINEN50266（成束）電纜垂直燃燒試驗(yàn)；DINEN50267 電纜材料燃燒時(shí)析出的氣體試驗(yàn)（主要測(cè)定材料中氫鹵酸的含量，不能全面反映煙氣的毒性）；DINEN50268 電纜在燃燒狀態(tài)下的煙密度測(cè)量。上述標(biāo)準(zhǔn)中，IEC常規(guī)阻燃試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)從20 世紀(jì)70 ～80 年代引入國(guó)內(nèi)電纜行業(yè)。開(kāi)始引用較多的是造船行業(yè)，幾乎是作為唯一的阻燃依據(jù)（主要以貨輪、集裝箱輪為主，軍艦例外）一直沿用至今。鐵路運(yùn)輸行業(yè)選用的阻燃標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較雜，但當(dāng)鐵路運(yùn)輸引入高速客運(yùn)概念后情況發(fā)生了變化。高速動(dòng)車以200km/h 以上速度行駛時(shí)，任何極為細(xì)小的故障都會(huì)引發(fā)大災(zāi)難。所以針對(duì)鐵路客運(yùn)列車專門(mén)的安全標(biāo)準(zhǔn)隨之被引入。

2.3 獨(dú)立配電

要嚴(yán)格按規(guī)范設(shè)計(jì)，得明確這樣配電的使用意圖。首先，專用線路是從變電所低壓開(kāi)關(guān)柜算起，既不用往上算到供電系統(tǒng)去，更不能往下算到配電箱/柜上。如果往上算，供電系統(tǒng)得單獨(dú)設(shè)置一套變壓器與母線，這樣既不經(jīng)濟(jì)更不合理，消防負(fù)荷的變壓器長(zhǎng)期不用或低負(fù)載，投資浪費(fèi)還不節(jié)能，要是維護(hù)不到位真到火災(zāi)需要使用時(shí)可能還會(huì)有設(shè)備故障不能正常使用。

3 軌道交通耐火電纜發(fā)展方向

隨著規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格，對(duì)軌道交通耐火電纜選用和敷設(shè)方式提出了更高的要求。①有機(jī)絕緣耐火電纜必須采用封閉橋架敷設(shè)，并在橋架外涂防火漆。②耐火電纜與非消防設(shè)備阻燃電纜分橋架敷設(shè)，提高供電可靠性，降低橋架容積率和溫升。③剛性礦物絕緣電纜可以裸敷，其防火性能最優(yōu)。在經(jīng)濟(jì)和敷設(shè)空間條件允許情況下，可以作為首選。④每條軌道交通線路耐火電纜品種不宜過(guò)多，可以采用有機(jī)絕緣耐火電纜和剛性礦物絕緣電纜（柔性礦物絕緣電纜）組合方式。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，我國(guó)城市軌道交通建設(shè)正在興起，而國(guó)內(nèi)能夠?yàn)檐壍澜煌ńㄔO(shè)提供全系列電纜的企業(yè)很少。我公司提供的軌道交通用電纜涵蓋地鐵、輕軌、鐵路建設(shè)所有電纜，其中35kV 及以下A 類阻燃電力電纜、直流牽引電纜、鐵路信號(hào)電纜、耐火信號(hào)電纜、聯(lián)跳控制電纜、地鐵干線用通信電纜均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。