城市軌道交通電氣消防設(shè)計之礦物絕緣電纜的若干設(shè)計問題分析

譚明偉

礦物絕緣電纜因其具有很好的耐火性能從而在城市軌道交通、高層（超高層）建筑、人員密集場所等重要公共建筑的項目中得到了廣泛的應(yīng)用。但在設(shè)計和使用階段存在諸多爭議。

一、選用礦物絕緣電纜的適用原則

1. 相關(guān)國家規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定

礦物絕緣電纜選用的設(shè)計依據(jù)在《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB 50016-2014（2018年版）第10.1.10.3條已明確，為此在民用建筑、軌道交通站房等建筑規(guī)模受限，房間布置緊張且無法做到分井設(shè)置的項目中，該條規(guī)定就成為了設(shè)計選用礦物絕緣電纜的重要設(shè)計依據(jù)及圖審機構(gòu)的審查依據(jù)。另外，依據(jù)《商店建筑電氣設(shè)計規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定，作為軌道交通大型商業(yè)配套工程選用礦物絕緣電纜的推薦依據(jù)。

在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中以《地鐵設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)》GB 51298-2018、《交通建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ243-2011的相關(guān)條文規(guī)定為依據(jù)，作為軌道交通項目選用礦物絕緣電纜的推薦依據(jù)。

2. 相關(guān)消防設(shè)備及場所持續(xù)供電時間的需求

表1 消防用電設(shè)備持續(xù)供電時間表

從上述列表中可以看出，工程設(shè)計中選用礦物絕緣電纜的核心在是否能滿足火災(zāi)情況下所需的最少持續(xù)供電時間。常規(guī)有機絕緣阻燃耐火電纜的承受溫度約為750℃，耐火極限約為90min。因此當(dāng)溫度進(jìn)一步升高時，將無法保證持續(xù)供電時間的需求，需采取金屬管或耐火金屬線槽的保護，并應(yīng)涂加防火涂料加以雙重保護的方案才有可能保證所需的消防用電持續(xù)供電時間的需求。

綜合以上論述，普通耐火電纜在線路敷設(shè)路徑中的綜合耐火性能由電纜本體耐火極限、金屬導(dǎo)管耐火極限（金屬線槽）、防火涂料耐火極限共同構(gòu)建，而礦物絕緣電纜不僅能達(dá)到產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的950°C和180 min的耐火時間要求，而且敷設(shè)方式不受限制，可以直接明敷。

二、礦物絕緣電纜的選型

1. 礦物絕緣電纜的定義

（1）《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB 50016-2014（2018年版），明確了該類電纜的組成應(yīng)由銅芯、礦物質(zhì)絕緣材料、銅等金屬護套組成，還應(yīng)具有良好的導(dǎo)電性能、機械物理性能、耐火性能。

（2）《礦物絕緣電纜敷設(shè)技術(shù)規(guī)程》JGJ232-2011術(shù)語解釋到礦物絕緣電纜為“用普通退火銅作為導(dǎo)體，氧化鎂作為絕緣材料，普通退火銅或銅合金材料作為護套的電纜”。

2. 產(chǎn)品型號、構(gòu)成及相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的定義

表2 不同規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的款物絕緣電纜

現(xiàn)行國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的礦物絕緣電纜產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)僅為上述三種，上述標(biāo)準(zhǔn)中在城市軌道交通所引用的為前2種較多，但筆者認(rèn)為最貼切《建筑設(shè)計防火分規(guī)范》的電纜為BTTZ系列，從《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》第四版中我們也不難發(fā)現(xiàn)，礦物絕緣電纜設(shè)計選型中也僅列了BTTZ系列作為設(shè)計選型參考。根據(jù)工程實際反饋發(fā)現(xiàn)目前市面上能夠通過中國質(zhì)量認(rèn)證中心（CQC）認(rèn)證的礦物絕緣電纜也主要集中于BTTZ系列。

三、礦物絕緣電纜的標(biāo)注方式

在工程設(shè)計中礦物絕緣電纜的標(biāo)注方式?jīng)]有一個明確規(guī)范規(guī)定，設(shè)計往往會根據(jù)常規(guī)電纜的標(biāo)注習(xí)慣來標(biāo)注礦物絕緣電纜，這會對電纜采購、工程概（預(yù)）算造成困擾。尤其是大截面的礦物纜，芯數(shù)的表達(dá)就顯得尤為重要。根據(jù)設(shè)計習(xí)慣，一般城市軌道交通在電纜的選擇上都會優(yōu)先采用多芯電纜，包括礦物絕緣電纜，但礦物絕緣電纜跟普通電纜比其不完全是多芯電纜。

表3 電力電纜規(guī)格標(biāo)注方式（電力電纜）

綜上所述，如果設(shè)計根據(jù)常規(guī)電纜的習(xí)慣標(biāo)注，均按多芯電纜標(biāo)準(zhǔn)，工程造價人員按多芯考慮概（預(yù)）算，這將對整個電氣工程造價上帶來很大的影響。

四、礦物絕緣電纜的銅護套能否做PE線

在城市軌道交通建設(shè)過程中部強審單位及工程驗收專家組對GB50169-2016第4.1.8條強制性條文有著不同的理解，不認(rèn)同BTTZ系列電纜的銅護套可作為PE線的設(shè)計方案。筆者則不認(rèn)同此類看法，下面筆者將從以下幾個方面來闡述個人觀點：

1. 專業(yè)術(shù)語的名詞解釋

（1）保護導(dǎo)體（PE）：“為了安全目的，如電擊防護中設(shè)置的導(dǎo)體?！?/p>

（2）接地導(dǎo)體（接地線）：“在系統(tǒng)、裝置或設(shè)備的給定點與接地網(wǎng)之間提供導(dǎo)電通路或部分導(dǎo)電通路的導(dǎo)體?！?/p>

綜上所述：兩者的名詞解釋均源自《電氣術(shù)語 電氣裝置》規(guī)范定義，可見接地線（接地導(dǎo)體）與保護導(dǎo)體（PE線）是兩個不同的概念，因此，GB50169-2016 第4.1.8條不能被用來判定礦物絕緣電纜的金屬護套能不能作為PE線的依據(jù)。

2. 規(guī)范條文分析

《建筑物電氣裝置 第5-54部分 電氣設(shè)備的選擇和安裝 接地配置、保護導(dǎo)體和保護聯(lián)結(jié)導(dǎo)體》GB 16895.3-2017中強調(diào)：

綜上分析可知：

（1）符合543.2.1、543.2.2條件之規(guī)定的金屬電纜護套可作為PE線。

（2）考慮到礦物絕緣電纜銅護套承受故障能力強，其截面積都可不必計算。

表4 物絕緣電纜選用接地線截面表

綜上所述：以TN-S接地系統(tǒng)中，礦物絕緣電纜將三根相線的銅護套通過接地銅片連接后成為共同的保護導(dǎo)體（PE），則其實際截面積＞單芯銅護套截面（且＞S/2），因此完全可以省一根保護性導(dǎo)體，以免增加工程成本。

五、結(jié)束語

在城市軌道交通及其他民用項目工程中選用礦物絕緣電纜應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，同時還應(yīng)參照國標(biāo)圖集、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及實驗標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行全面分析后作出合理的設(shè)計選型。