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文檔簡介
5.1負荷計算5.2導線電纜截面面積的計算5.4電氣線路防火
5.3導線電纜選擇
第5章導線電纜防火設計5.6電纜防火材料及應用5.5電纜線路防火內容提要:本章主要介紹負荷計算的方法:需要系數(shù)法、二項式法和估算法;導線截面計算方法:安全載流量法、允許電壓降法和按照機械強度選擇導線電纜的方法,以及導線、電纜的安全防火要求。
重點:
難點:導線截面計算方法;
導線、電纜的防火設計負荷計算的三種方法;電纜導線截面的選擇方法第5章導線電纜防火設計案例12011年8月23日,消防人員在現(xiàn)場滅火。截至當日16時,當天早上發(fā)生的廣東佛山陶瓷廠火災已造成15人死亡,1人重傷。事故原因:電線短路產(chǎn)生高溫熔珠引燃可燃物所致。
案例2.2010年12月24日20時13分,浙江省金華市國美家電商場發(fā)生大火,救援人員共救出16名被困人員,其中3人受輕傷。事故原因:為自動扶梯附近電氣線路過負荷導致火災。案例3.2010年1月5日下午13時40分左右,湖南湘潭縣譚家山鎮(zhèn)立勝煤礦井下240米處在生產(chǎn)過程中發(fā)生電纜起火事故。造成25人死亡。案例4.2010年3月15日20時30分,新密市東興煤業(yè)有限公司主井西大巷第一繞巷發(fā)生電纜著火事故,25名礦工遇難。
案例6.2008年12月12日運城市區(qū)中銀大道火災事故的直接原因系電線短路引起可燃物著火,造成7人死亡。事故原因:此次火災事故的直接原因系電線短路引起可燃物著火。
案例7.汕頭華南賓館特大火災
2005年6月10日11時40分許,廣東汕頭潮南區(qū)峽山街道華南賓館發(fā)生火災。造成31人死亡,3人重傷。13人輕傷。事故原因:電線短路故障引起
案例82005年12月18日14時許,湖南省新化縣立新橋街國泰家電超市發(fā)生大火損失超千萬元。
105.1負荷計算什么是負荷計算:所謂的負荷計算,是指對某一線路中的實際用電負荷的運行規(guī)律進行分析,從而求出該線路的計算負荷的過程。負荷計算與計算負荷,是兩個不同的概念,不可混淆。負荷計算的目的:是為了合理地確定建筑物的平均最大用電負荷,即求出計算負荷,以此作為按發(fā)熱條件選擇配電變壓器、供電線路及控制、保護裝置的依據(jù);作為計算電壓損失和功率損耗的依據(jù);亦作為計算電能消耗量及無功補償容量的依據(jù)。所以,合理進行負荷計算是設計建筑供電系統(tǒng)的一個很重要的環(huán)節(jié)。負荷計算與計算負荷:是兩個不同的概念,不可混淆。負荷計算,是指對某一線路中的實際用電負荷的運行規(guī)律進行分析,從而求出該線路的計算負荷的過程。計算負荷,是指一組用電負載實際運行時,在線路中形成的或負載自身消耗的最大平均功率。11計算負荷的確定比較復雜,通常是用半小時平均負荷繪制的負荷曲線上的“最大負荷”作為計算負荷,如5-1圖所示5.1負荷計算125.1負荷計算負荷計算的方法主要有需要系數(shù)法、二項式法、單位指標法(又叫負荷密度法)等幾種。民用建筑中常采用需要系數(shù)法,工廠和用電設備較多的場所常采用二項式法,方案設計階段可采用單位指標法。負荷計算的內容包括:有功功率、無功功率、視在功率、負荷電流的計算。135.1負荷計算
5.1.1需要系數(shù)法
需要系數(shù)法,是把用電設備的總設備容量乘以需要系數(shù)和同時系數(shù),從而直接求出計算負荷的一種簡便方法需要系數(shù)法主要用于工程初步設計及施工圖設計階段,對變電所母線、干線進行負荷計算。當用電設備臺數(shù)較多,各臺設備容量相差不懸殊時,其供電線路的負荷計算也采用需要系數(shù)法。145.1負荷計算
5.1.1需要系數(shù)法
5.1負荷計算
5.1.1需要系數(shù)法(1)單臺用電設備的計算負荷
單臺用電設備的銘牌設備容量PN
,就是計算負荷P30
,即
P30=PN
單臺設備的無功負荷、視在負荷計算和計算電流的計算方法和(5-2)—(5-4)相同。5.1負荷計算
5.1.1需要系數(shù)法(2)設備組的負荷計算根據(jù)用電設備生產(chǎn)工藝和類型不同,將相同設備分組后進行計算,相同的用電設備的分組情況見表5-1。序號用電設備組名稱需要系數(shù)Kx二項式系數(shù)cosφtanφbc1冷加工機床熱加工機床0.16~0.20.25~0.30.140.240.40.40.500.61.731.332聯(lián)鎖運輸機械:非聯(lián)鎖運輸機械0.65~0.70.5~0.60.60.40.20.40.750.750.880.883通風機、水泵、空壓機、電動發(fā)電機組電機0.7~0.80,650.250.80.754鍋爐房,機加、機修、裝配車間吊車(JC=25%)鑄造車間吊車JC=25%)0.1~0.150.15~0.250.060.090.20.30.500.501.731.735電焊機、點焊、弧焊機0.35~0.5--0.601.336生產(chǎn)區(qū)、辦公室照明生活區(qū)、宿舍照明0.8~10.6~0.8----11005.1負荷計算
5.1.1需要系數(shù)法每一組用電設備的計算負荷為
P30=Kx∑Pe(5-5)式中Kx——用電設備組的需要系數(shù);
∑Pe——該用電設備組的設備容量之和。需要系數(shù)Kx是考慮同組用電設備、不同時運行、不同時到達滿載,以及設備效率、臺數(shù)、線損、勞動組織等許多影響計算負荷的因素后,而歸并成的一個系數(shù),它是通過對各用電設備組進行測試、調查、分析后制定的。當用電設備臺數(shù)多時,Kx可取得小一些;當臺數(shù)少時,可適當取得大一些;當只有一臺設備時,Kx=1。每組設備的無功負荷、視在負荷計算和計算電流的計算方法和(5-2)—(5-4)相同。計算過程見例5-1.計算公式:
有功功率計算:P30=Kx∑Pe無功計算負荷Q30=P30tanΦ視在功率S30=P30/cosΦ計算電流I30=S30/√3×UN5.1負荷計算
5.1.1需要系數(shù)法
5.1負荷計算
5.1.1需要系數(shù)法(4)變壓器損耗的計算如圖5-2中配電點C處的計算負荷即為選擇變壓器的依據(jù),但要注意各配電點負荷相加時,要乘以不同的同期系數(shù)。,即用C處的P30+ΔPb、Q30+ΔQb計算出的視在功率選擇變壓器的視在功率(B點的計算負荷)。ΔPb和ΔQb為變壓器的損耗。ΔPb=0.012S30
(5-9)ΔQb=0.06S30
(5-10)5.1負荷計算
5.1.1需要系數(shù)法(5)供電線路功率損耗的計算在計算全廠用電負荷時,需要將從廠變電所到車間變電所之間的線路損耗進行計算(500m以內且容量小時可不計算),如圖5-2中的A-B之間的計算。線路有功功率損耗:ΔPL=3I302
Rф(5-11)線路無功功率損耗:ΔQL=3I302LLф(5-12)式中:I30——計算電流(A);
Rф——為每相導線的電阻,等于導線長度L乘以單位長度的電阻R0;
LLф——為每相導線的電感,等于導線長度L乘以單位長度的電感LL0;5.1負荷計算
5.1.2單位指標法與單位面積功率法負荷計算單位指標法適用于設備功率不明確的各類項目,尤其適用于設計前期階段的負荷估算(Kw),便于確定供電方案預選變壓器容量和數(shù)量。有時和需用系數(shù)法配合使用。(1)單位指標法
P30=P'NN/1000(5-13)式中P30——計算負荷(Kw); P'N——單位用電指標,如戶/w、人/w、床/w,旅館為2000-2400w/床。 N——單位數(shù)量,如戶數(shù)、人數(shù)、床數(shù)。應用以上方法計算負荷時,還應結合工程具體情況,乘以不同的同時系數(shù),民用建筑的照明負荷,一般住宅樓取0.4~0.6,教學樓0.8~0.9,商業(yè)、服務樓取0.75~0.85,旅游賓館取0.6~0.7,展覽廳取0.5~0.7等。5.1負荷計算
5.1.2單位指標法與單位面積功率法負荷計算(2)單位面積功率(或負荷密度)法單位面積法計算有功功率的公式為:
P30=PNS/1000(Kw)(5-14)式中
P30——計算有功功率; PN——單位面積功率(負荷密度)(W/m2);
S——建筑面積(m2)。如住宅樓(有電熱水器)為20W/m2,科研樓為10~40W/m2,劇場的舞臺照明為30~70W/m2,商業(yè)、服務樓為20~40W/m2,展覽館為30~50W/m2,旅館為65~80W/m。5.1負荷計算
5.1.3二項式法二項式法適用于設備多且容量差別大的工程計算,例如機械加工工廠的負荷計算。(1)二項式法的基本公式為
P30=bPN+cPx(5-15)式中b、c——系數(shù),見表5-1:
PN——為二項式中的第一項,表示設備組的負荷;
Px——為二項式中的第二項,表示設備組中最大x臺的容量之和;一般取x=5,當最大的用電設備不足5臺時,后續(xù)設備補足。Q30、S30、I30的計算方法和需要系數(shù)法中(5-2—5-4)相同。5.1負荷計算
5.1.3二項式法(2)多組用電設備計算負荷的計算
考慮各設備租的最大負荷不會同時出現(xiàn)的因素,采用二項式法計算多組的計算負荷時不是計入一個同時系數(shù),而是在各設備組中取其中一組最大的附加負荷式(cPx)max,再加上各組的平均負荷ΣbPe之和,即:總的有功計算負荷為:P30=Σ(bPe)+(cPx)ma(5-17)總的無功計算負荷為:Q30=Σ(bPetan)+(cPx)maxtanmax(5-18)式中tanmax——最大的附加負荷式(cPx)max的設備組的平均功率因角數(shù)所對應的正切值。
關于總的視在計算負荷S30和總的計算電流I30仍按式(5-3)和式(5-4)計算。計算過程間例5-226
供電系統(tǒng)各點負荷計算圖5.1負荷計算
5.1.4暫載率換算
暫載率也叫負載持續(xù)率,是指此設備能夠滿載工作時間的比率。工業(yè)企業(yè)的用電設備的工作制可分為連續(xù)工作制、短時工作制和斷續(xù)周期工作制三類。(1)連續(xù)工作制
是指用電設備使用時間較長、連續(xù)工作,如各種泵類、通風機、壓縮機、輸送帶、機床、電弧爐、電阻爐、電解設備、照明裝置等,用電設備的負荷穩(wěn)定,即30min出現(xiàn)的最大平均負荷與最大負荷的平均負荷相差不大,故計算符合為:P30=Kx∑Pe。(2)短時工作制是指用電設備在恒定負荷下工作的時間甚短,短于達到熱平衡所需要的時間,停歇時間相當長,長到足以使設備溫度冷卻到周圍介質的溫度,如金屬切削機床用的輔助機械(橫梁升降、刀架快速移動裝置等),又如水閘用電動機。它們的利用系數(shù)低,耗電量少,占整個用電設備的數(shù)量也少。5.1負荷計算
5.1.4暫載率換算
(3)斷續(xù)周期工作制是指用電設備周期性地時而工作,時而停歇,如此反復運行,無論工作還是運行都不足以使設備達到熱平衡,如起重機用電動機及電焊用變壓器等。為表征其斷續(xù)周期工作制的特點,可用暫載率JC來表示。
JC==t/T×100%=t/t+t0×100%(5-19)式中T——工作周期,小于10min;
t——工作周期內的工作時間;
t0——工作周期內的停歇時間。根據(jù)我國國家技術標準規(guī)定,工作周期以10min為計算依據(jù)。起重機暫載率有15%、25%、40%、60%四種;電焊設備的標準暫載率有50%、65%、75%及100%四種,其中100%為自動電焊機暫載率。5.1負荷計算
5.1.4暫載率換算斷續(xù)周期工作制設備的額定容量(銘牌功率)PN,是對應于某一標稱暫載率JCN的。在實際運行的暫載率JC往往和設備銘牌標注的暫載率JC不同,則實際容量應按同一周期內等效發(fā)熱條件進行換算。如果設備在JCN下的容量為PN,則換算到JC下的設備容量P30為:P30=PN×(5-20)例:某車間有吊車為20Kw,銘牌暫載率為40%,求換算到JC為25%時的容量是多少?P30=20×5.1負荷計算
5.1.5等效三相負荷的計算
在實際工程中,既有單相設備,也有三相設備。單相設備(220V或380V)接在三相線路中,應盡可能均衡分配,使三相盡可能平衡。當單相負荷的總計算容量小于計算范圍內三相對稱負荷總計算容量的15%時,可全部按三相對稱負荷計算;當超過15%時,宜將單相負荷換算為等效三相負荷,再與三相負荷相加。(1)單相設備(220V)接于相電壓時的等效三相負荷計算其等效三相設備容量P30應盡量平均分配在三相中,如無法平均分配時按最大負荷相所接單相設備容量Pmax的3倍計算,即:
P30=3Pmax(5-21)其等效三相計算負荷則按前述需要系數(shù)法計算。5.1負荷計算
5.1.5等效三相負荷的計算
在實際工程中,既有單相設備,也有三相設備。單相設備(220V或380V)接在三相線路中,應盡可能均衡分配,使三相盡可能平衡。當單相負荷的總計算容量小于計算范圍內三相對稱負荷總計算容量的15%時,可全部按三相對稱負荷計算;當超過15%時,宜將單相負荷換算為等效三相負荷,再與三相負荷相加。(1)單相設備(220V)接于相電壓時的等效三相負荷計算
其等效三相設備容量P30應盡量平均分配在三相中,如無法平均分配時按最大負荷相所接單相設備容量Pmax的3倍計算,即:P30=3Pmax(5-21)其等效三相計算負荷則按前述需要系數(shù)法計算。
(2)單相設備(380V)接于同一線電壓時的三相負荷計算由于容量為Peφ的單相設備在線電壓上產(chǎn)生的電流I=Peφ/Ucosφ,此電流應與等效三相設備容量P30產(chǎn)生的電流I’=Pe/Ucosφ相等,
因此其等效三相設備容量為:P30=Peφ(5-22)(3)單相設備(380V)平均接于三相線電壓時的三相負荷計算P30=3PUAB(5-23)(4)單相設備(380V)接于不同線電壓且功率不等的三相負荷計算設:P1>P2>P3,且cosφ1>cosφ2>cosφ3,P1接于UAB,P2接于UBC,P3接于UCA。按等效發(fā)熱原理可得出:1)UAB、UBC、UCA間各接相同容量(如P3)時,其等效三相容量為3P3;2)UAB、UBC間各接P2、P3時,其等效三相容量為3(P2—P3);3)UAB、UBC、UCA間分別接P1、P2、P3)時,其等效三相容量為:P30=P1+(3-)P2
Q30=P1tanφ1+(3-)P2tanφ2
(5-24)
其等效三相計算負荷同樣按前述需要系數(shù)法計算。對于單相380V的設備計算還同樣要平均分配在三相后按式(5-19)計算,如無法平均分配時且符合式(5-20)的情況時按式(5-20)計算。5.2導線電纜截面積的計算
在建筑配電線路中,使用的導線主要有電線和電纜,正確地選用這些電線和電纜,對供配電系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟、合理地運行有著十分重要的意義,對于節(jié)約有色金屬也很重要,因此在導線和電纜選擇中應遵循以下原則:(1)導體的載流量不應小于預期負荷的最大計算電流和按保護條件所確定的電流,并應按敷設方式和環(huán)境條件進行修正;(2)線路電壓損失不應超過規(guī)定的允許值;并應滿足動穩(wěn)定與熱穩(wěn)定的要求;
(3)導體最小截面積應滿足機械強度的要求。為此我們要根據(jù)以上原則,確定所相應的計算方法。5.2導線電纜截面積的計算
5.2.1按滿足安全載流量要求選擇導線
每一種導線截面按其允許的發(fā)熱條件都對應著一個允許的載流量,因此在選擇導線截面時,必須使其允許的載流量大于或等于線路的計算電流值。
IaL≥I30(5-24)在按發(fā)熱條件選擇截面積時,只要導線電纜允許載流量IaL大于計算負荷電流I30就可以。因此,我們依據(jù)公式(5-4)計算得出的計算電流按照表5-2選擇導線截面積即可。5.2導線電纜截面積的計算
5.2.1按滿足安全載流量要求選擇導線截面積/mm2BLV鋁芯BR、BVR銅芯25℃30℃35℃40℃25℃30℃35℃40℃1.0
191716151.518161514242220182.52523211932292725432292725423936336423936335551474310595551467570645916807469631059890832510598908313812911910935130121112102170158147134501651541421302152011851707020519117716226524722920995250233216197325303281257120285266246225375350324296150325303281257430402371340185380355328300190458423387表5-2聚氯乙烯絕緣導線明敷的載流量(θ2=65℃)(單位:A)5.2導線電纜截面積的計算
5.2.1按滿足安全載流量要求選擇導線導體的允許載流量,應根據(jù)敷設處的環(huán)境溫度進行校正,校正系數(shù)按下表選擇。埋地電纜敷設環(huán)境溫度與實際溫度不符是也需要校正,校正系數(shù)見相關設計手冊。環(huán)境溫度℃絕緣PVC聚錄乙烯XLPE/或EPR交聯(lián)聚乙烯或乙丙橡膠礦物絕緣PVC外護層和易于接觸的裸護套70℃不允許接觸的裸護套105℃101.221.151.261.14151.171.121.201.11201.121.081.141.07251.061.041.071.04301.001.001.001.00350.940.960.930.96400.870.910.850.92450.790.870.770.88500.710.820.670.84550.610.760.570.80600.500.710.450.755.2導線電纜截面積的計算
5.2.2按電壓損失選擇截面積電流通過導線、電纜時,在線路的電阻和電抗上,除電能消耗外,還有電壓損失。這樣,用電設備的端電壓就可能出現(xiàn)小于額定電壓的現(xiàn)象,從而影響用電設備的正常運行,甚至發(fā)生火災。根據(jù)式(5-34)可得:導線截面積的計算公式為:(5-35)式中Σ——總負荷矩為P×L(kW·m); S——導線截面積(mm2); C——系數(shù),由電壓和材料決定,C=10γU2e,銅線的γu=53m/(Ω·mm2),鋁線的γAl=32m/(Ω·mm2);C值可以從表5-4中查得。5.2導線電纜截面積的計算
5.2.2按電壓損失選擇截面積
表5-4系數(shù)C值按電壓損失?U一般按5%計算,即?U%=5,特殊要求時按實計算。線路額定電壓/V線路系統(tǒng)系數(shù)C公式C值銅鋁380/220三相四線10γU2e7746.3220單相5γU2e12.87.755.2導線電纜截面積的計算
5.2.3按滿足機械強度選擇導線導線在使用中承受一定的拉應力,由于風、雨、冰、雪等原因造成導線本身的重量增加,如果導線過細,就容易折斷,將引起停電事故,因此在選擇導線時必需滿足最低機械強度要求。導體最小截面積應滿足機械強度的要求,配電線路每一相導體截面積不應小于表5-5的規(guī)定。布線系統(tǒng)與型式線路用途導體最小截面積(mm2)銅鋁/鋁合金固定敷設的電纜和絕緣電線電力和照明線路1.510信號和控制線路0.5-固定敷設的裸導體電力(供電)線路1016信號和控制線路1-軟導體與電纜的連接任何用途0.75-特殊用途的特低壓電路0.75-5.2導線電纜截面積的計算
5.2.4按經(jīng)濟電流密度選擇截面積導線的經(jīng)濟截面積與經(jīng)濟電流密度的關系為
Sj=Ijs/γj(5-36)式中Sj——導線的經(jīng)濟截面積(m2);
Ijs——線路的計算電流(A);
γj——線經(jīng)濟電流密度(A/mm2)。導線經(jīng)濟電流密度由年最大負荷利用的小時數(shù)確定,我國目前規(guī)定采用的經(jīng)濟電流密度見表5-6。線路類別導線類型年最大負荷利用小時數(shù)/h≤30003000~5000>5000架空線路裸鋁、鋼芯鋁絞線裸銅導線1.653.001.152.250.901.75電纜線路鋁芯電纜銅芯電纜1.922.501.732.251.542.005.2導線電纜截面積的計算
5.2.5中性導體和保護接地導體(PE)截面積的選擇
1)在單相兩線制電路和三相四線電路中、相導體截面積不大于16mm2(銅)或25mm2(鋁/鋁合金)時,中性導體至少應和相導體具有相同截面積。
2)三相四線制電路中,相導體截面積大于16mm2(銅)或35mm2時,中性導體截面積可小于相導體截面積,但不得小于16mm2。3)三相四線制電路中,相導體截面積大于35mm2(銅)時,中性導體截面積不得小于相導體截面積的二分之一。當計算結果在導線兩檔之間時,選擇上檔截面積。
4)對TT或TN系統(tǒng),在中性導體截面積小于相導體截面積的地方,中性導體上應裝設過電流保護,該保護應使相導體斷電但不必斷開中性導體。
5)單獨敷設的保護接地導體的截面積,當有防機械損傷保護時,銅導體不應小于2.5mm2;鋁導體不應小于16mm2。無防機械損傷保護時,銅導體不應小于4mm2;鋁導體不應小于16mm2。5.2導線電纜截面積的計算
5.2.5中性導體和保護接地導體(PE)截面積的選擇6)盡量每個回路使用一個保護接地體,當兩個或更多個回路共用一根保護接地導體時,其截面積應按規(guī)范要求另行計算并滿足回路中遭受最嚴重的預期故障電流和動作時間確定截面積的要求;
7)TN-C與TN-C-S系統(tǒng)中的保護接地中性導體應按相導體額定電壓加以絕緣;
8)TN-C-S系統(tǒng)中的保護接地中性導體從某點分為中性導體和保護接地導體后,不得再將這些導體互相連接。9)電氣裝置外可導電部分,嚴禁用作保護接地導體(PEN)。5.3導線、電纜的選擇根據(jù)使用場所的溫度、化學腐蝕性、溫度等環(huán)境因素及額定電壓要求,選擇適宜的電線電纜。5.3.1導線的選擇(1)按導線材料的選擇電線、電纜及母線的材質有銅、鋁或鋁合金兩大類。除特殊環(huán)境外,其他工業(yè)與市政工程、民用建筑與公共建筑中的固定敷設的供電線路和消防工程的電源線路及控制線路均應采用銅芯電線、電纜。(2)電線電纜截面面積的選擇
1)通過負載電流時,線芯溫度不超過電線電纜絕緣所允許的長期工作溫度。2)通過短路電流時,不超過所允許的短路強度,高壓電纜要校驗熱穩(wěn)定性,母線要校驗動、熱穩(wěn)定性。3)電壓損失在允許范圍內。
4)滿足機械強度的要求。5)低壓電線電纜應符合負載保護的要求,TN系統(tǒng)中還應保證在接地故障時保護電器能斷開電路。5.3導線、電纜的選擇
5.3.1導線的選擇(3)按電線電纜絕緣材料及護套的選擇1)普通電線電纜。普通聚氯乙烯電線電纜的適用溫度范罔為-15-60℃,使用場所的環(huán)境溫度超出該范圍時,應采用特種聚氯乙烯電線電纜。2)阻燃電線電纜。阻燃電線電纜是指在規(guī)定試驗條件下燃燒,能使火焰僅在限定范圍內蔓延,撤去火源后,殘焰和殘灼能在限定時間內自行熄滅的電纜。3)耐火電線電纜。耐火電線電纜是指規(guī)定試驗條件下,在火焰中燃燒一定時間內能保持正常運行特性的電纜。耐火電纜按絕緣材質可分為有機型和無機型兩種。耐火電線電纜主要適用于在發(fā)生火災時仍需要保持正常運行的線路,如工業(yè)及民用建筑的消防系統(tǒng)、應急照明系統(tǒng)、救生系統(tǒng)、報警及重要的監(jiān)測回路等。耐火電線電纜的耐火等級應根據(jù)發(fā)生火災時可能達到的火焰溫度確定。5.3導線、電纜的選擇
5.3.1導線的選擇阻火電線(ZR、NH、ZAN類)的優(yōu)點在于阻燃性能優(yōu)異,當發(fā)生火災時,能保證電線和電器的安全性,能有效避免火勢的蔓延,以免造成更大的經(jīng)濟損失。聚氯乙烯(聚乙烯)絕緣電線的種類見表5-7。名稱型號名稱型號銅芯導線BV阻燃軟電線BV-ZR、ZR-IA-BV銅芯軟導線BVR阻燃平電線BVV-ZR銅芯護套線BVV、BVVB耐熱電線AV-ZR-105℃銅芯絞型軟線BVS耐火軟電線NH-BV安裝軟線RV阻火耐火電線ZAN銅芯軟護套線RVV、RVVB銅芯護套電力電纜VV鋁芯導線BLV鋁芯護套電力電纜VLV鋁芯護套線BLVV、BLVVB銅芯控制電纜KVV聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套軟線;RYV銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶護套電力電纜。YJV、YJV225.3導線、電纜的選擇
5.3.1導線的選擇(4)按使用環(huán)境選擇在實際生產(chǎn)、生活中,電氣設備所處的環(huán)境各異。不同環(huán)境要求使用的導線、電纜類型也不同,表5-8列出了按環(huán)境選擇的導線、電纜及其敷設方式。環(huán)境特征線路敷設方式常見電線、電纜型號正常干燥環(huán)境1.絕緣線瓷珠、瓷夾板或鋁皮卡子明配線2.絕緣線、裸線瓷瓶明配線3.絕緣線穿管明敷或暗敷4.電纜明敷或放在溝中BBLX、BLXF、BLV、BLVA、BLXBBLX、BLXF、BLV、BLX、BVBBLX、BLXF、BLX、BVZLL、ZLL11、VLV、VJV、XLV、ZLQ潮濕和特別潮濕的環(huán)境1.絕緣線瓷瓶明配線(敷設高度>3.5m)2.絕緣線穿塑料管明敷或暗敷3.電纜明敷BBLX、BLXF、BLV、BLXBBLX、BLXF、BLV、BLXZLL11、VLV、VJV、XLV多塵環(huán)境1.塑料瓷珠、瓷瓶明配線2.絕緣線穿塑料管明敷或暗敷3.電纜明敷BLV、BLVVBBLX、BLXF、BLV、BV、BLVVLV、VJV、ZLL11、BXLV有火災危險的環(huán)境1.絕緣線瓷瓶明配線2.絕緣線穿管明敷或暗敷3.電纜明敷或放在溝中BBLX、BLV、BLX、NH-BVBBLX、BLV、BLX、BVV-ZRZLL11、ZLQ、VLV、YJV有爆炸危險的環(huán)境1.絕緣線穿鋼管明敷或暗敷2.電纜明敷BBX、BV、BXZL120、ZQ20、VV20高溫場所1.絕緣線穿鋼管明敷或暗敷2.電纜明敷BV-1055.3導線、電纜的選擇
5.3.2電纜的結構組成與用途(1)電纜主要由纜芯、絕緣層和保護包皮三大部分組成,如圖5-6所示。5.3導線、電纜的選擇
5.3.2電纜的結構組成與用途電纜按纜芯、絕緣層和保護包皮材料的不同可分為多種型號。聚氯乙烯絕緣及護套電力電纜[如VLV(VV)]和交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜[如YJLV(YJV)],具有抗酸堿、抗腐蝕、重量輕、不延燃等優(yōu)點,適用于高差大的場所,可以取代油浸紙絕緣電力電纜。油浸紙絕緣電力電纜一般用ZLQ(ZLL)來表示。油浸紙絕緣具有良好的耐熱性和較低的介質損耗,也不易受電暈影響而氧化,且價格低廉,使用壽命長。它的缺點是絕緣易老化變脆,可彎曲性差,絕緣油易在絕緣層內流動,不宜傾斜和垂直安裝。況且?guī)ж摵蛇\行后,絕緣油會受熱膨脹,從電纜頭或中間接頭外滲漏出,久而久之,使電纜頭絕緣性能降低,發(fā)生相間短路,釀成火災事故。5.3導線、電纜的選擇
5.3.2電纜的結構組成與用途(2)常用電纜的用途。銅芯銅套氧化鎂絕緣電纜(簡稱礦物絕緣電纜),纜芯為銅芯,絕緣物為氧化鎂,護套為無縫銅管。由于銅熔點為1083℃,氧化鎂熔點為2300℃,故能經(jīng)受1000℃內火災(火焰或輻射)熱的作用,具有良好的防火性能。同時,銅套和氧化鎂均無老化、延燃性,又不產(chǎn)生煙霧和毒性氣體,是目前我國市場中的一種性能較好的防火電纜。礦物絕緣電纜價格較貴,主要應用在具有爆炸和火災危險的場所、高溫車間和高層建筑物中(要求對消防用電設備供電線路采用耐火耐熱配線的地方)。常用電力電纜的型號和主要用途見表5-9。型號名稱主要用途銅芯YJVYJLV(鋁)交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電纜敷設于室內,隧道、電纜溝及管道中,也可埋在松散的土壤中,電纜能承受一定的敷設牽引,單芯電纜不允許在磁性管道中敷設。YJV22YJV23YJLV22(鋁)YJLV23(鋁)交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝氯乙烯護套電纜適用于室內、隧道、電纜溝及地下直埋敷設,電纜能承受機械外力作用,但不能承受大的拉力。YJV32、YJV33YJLV32(鋁)YJLV33(鋁)交聯(lián)聚乙烯絕緣細鋼絲鎧裝聚氯乙烯護套電纜適用于高落差區(qū),電纜能承受機械外力和相當?shù)睦JV62、YJV63YJLV62(鋁)YJLV63(鋁)交聯(lián)聚乙烯絕緣細鋼絲鎧裝聚氯乙烯護套電纜用于交流回路的單芯電纜,應采用非磁性材料鎧裝。NAYJVNB-YJV交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電纜A(B)類耐火電力電纜可敷設在對耐火有要求的室內、隧道及管道中。NA-YJV22NB-YJV22交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電纜A(B)類耐火電力電纜適宜對耐火有要求時埋地敷設,不適宜管道內敷設。WDNA-YJYWDNB-YJY交聯(lián)聚乙烯絕緣聚烯烴護套電纜A(B)類無鹵低煙耐火電力電纜可敷設在對無鹵低煙且耐火有要求的室內、隧道及管道中。WDN(Z)A-YJY23WDN(Z)B-YJY23交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚烯烴護套電纜A(B)類無鹵低煙耐(阻)火電力電纜,適宜對無鹵低煙且耐火有要求時埋地敷設,不適宜管道內敷設。DDN(Z)A-YJY23DDN(Z)B-YJY23交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚烯烴護套電纜A(B)類低鹵低煙耐(阻)火電力電纜,適宜對低鹵低煙且耐火有要求時埋地敷設,不適宜管道內敷設。5.4電氣線路的防火
5.4.1電氣線路的火災原因電氣線路火災除了由外部的火源或火種直接引燃外,引發(fā)電氣火災的電氣故障主要原因包括配電線路的短路、過負荷和接觸不良以及電氣(改)設備自身的故障,在運行中產(chǎn)生電弧、電火花或電線、電纜過熱,引燃電線、電纜及其周圍的可燃物而引發(fā)的火災。(1)配電線路短路的故障特征配電線路中發(fā)生短路的表象特征為線路內電流急劇增大,使帶電導體溫度急劇升高,引燃電線電纜的絕緣外皮及周邊可燃物,進而引發(fā)火災。(2)配電電線路過負荷的故障特征
配電線路中發(fā)生過負荷的表象特征與線路中發(fā)生短路故障的特征相似,也表現(xiàn)為線路內電流增大,造成帶電導體溫度升高,導致電線電纜的絕緣性能下降,引發(fā)線路的短路或產(chǎn)生電弧放電,線路短路或電弧產(chǎn)生的高溫引燃電線電纜的絕緣外皮及周邊可燃物,進而引發(fā)火災。(3)配電線路接觸不良的故障特征配電線路的帶電導體之間、帶電導體與連接端子之間連接不可靠,導致接觸電阻增加,在接頭處產(chǎn)生高溫,引燃周圍可燃物而引發(fā)火災;連接處的接觸不良也可能產(chǎn)生電弧放電,電弧產(chǎn)生的高溫引燃周邊可燃物而引發(fā)火災。5.4電氣線路的防火
5.4.2架空線路敷設的防火要求架空線有高壓和低壓兩種,由電桿、橫擔、絕緣子和導線組成。它能支撐導線對地的安全距離,保持相間導線規(guī)定線距,起到導線對地以及導線之間的絕緣作用,保證人身安全,防止春夏秋冬四季氣溫變化,導線熱脹冷縮或風吹擺動,形成對地或相間短路。1.對架空線路路徑的防火要求架空線路不得跨越以易燃材料為屋頂?shù)慕ㄖ锖鸵钥扇疾牧洗罱ǖ穆短旒Z囤、棉花堆垛等可燃材料堆垛,為的是防止架空線路發(fā)生松弛、受風吹搖擺相碰產(chǎn)生電弧熔融高溫金屬顆粒,散落到可燃易燃物上而著火燃燒。2.對架空線路垂直、水平及共線間距離的要求為確保架空線路的安全運行,防止與車體、樹木、建筑物相碰短路,必須使其與各種設施之間,保持一定的安全距離。(1)垂直距離。1)380/220V和1~10kV架空線路,對地面(含居民區(qū)、交通困難區(qū))、水面(指不通航的河、湖)以及跨越物(含鐵路)的最小允許間隔距離應符合有關規(guī)定。5.4電氣線路的防火
5.4.2架空線路敷設的防火要求2)為了防止導線與樹木頂部相碰發(fā)生對地短路,發(fā)生火災甚至危及人身安全,導線至樹木頂部的垂直距離見表5-10。線路電壓/kV1以下1~1035~1102203305007501000垂直距離/m1.01.53.03.54.578.5165.4電氣線路的防火
5.4.2架空線路敷設的防火要求(2)水平距離。1)架空電力線與甲、乙類廠房(倉庫),可燃材料堆垛,甲、乙、丙類液體儲罐,液化石油氣儲罐,可燃、助燃氣體儲罐的最近水平距離應符合表5-11的規(guī)定。名稱架空電力線路甲、乙類廠房(倉庫),可燃材料堆垛,甲、乙類液體儲罐,液化石油氣儲罐,可燃、助燃氣體儲罐電桿(塔)高度的1.5倍丙類液體儲罐電桿(塔)高度的1.2倍直埋地下的甲、乙類液體儲罐和可燃氣體儲罐電桿(塔)高度的0.75倍直埋地下的丙類液體儲罐電桿(塔)高度的0.6倍2)35kV及以上架空電力線與單罐容積大于200m3
或總容積大于1000m3液化石油氣儲罐(區(qū))的最近水平距離不應小于40m。5.4電氣線路的防火
5.4.2架空線路敷設的防火要求3)架空電力線路與建筑物之間的水平距離、與水平距離相對應處導線與屋頂?shù)淖钚〈怪本嚯x、線路經(jīng)過居民區(qū)的導線與地面最小垂直距離,不應小于表5-12中的規(guī)定數(shù)值。
表5-12架空電力線路邊導線與建筑物之間的最小距離線路電壓/kV1以下1~10351102203305007501000導線與墻面水平距離/m1.21.52.02.02.53.05.06.07.0對應水平處與屋頂垂直距離/m2.534567911.515.5導線與地面居民區(qū)垂直距離/m66.57.57.57.58.51419.527導線與地面非居民區(qū)垂直距離/m55666.57.51115.522導線與交通困難地區(qū)垂直距離/m44.5555.56.58.51119在沒有風的情況下,導線與不在規(guī)劃范圍內的城市建筑之間的水平距離,即邊導線與城市中現(xiàn)有建筑物之間的凈空距離,不應小于表5-7中所示數(shù)據(jù)的一半。5.4電氣線路的防火
5.4.2架空線路敷設的防火要求(3)線間距離。架空配電線路導線與導線之間的距離不應小于表5-13所示的數(shù)值。
表5-13導線的線間最小距離(單位:m)(4)架空線路相互跨越交叉距離。電力線路在相互跨越交叉時,在跨越交叉檔距內,導線不應有接頭,且較低壓線路在下,較高壓線路應在上方,并規(guī)定保持一定的允許跨越距離,防止高壓線斷線,掉落在低壓線上,或因間距不夠而放電,擴大事故范圍。其中允許跨越距離見表5-14。
表5-14電力線相互交叉時的允許跨越距離線路電壓/kV檔距/(m)40及以下50607080901001101201以下0.30.40.450.5—————1~100.60.650.70.750.850.971.051.151.28跨越(上方)線路的額定電壓/kV6~1035~110154~220330跨越距離/m2.03.04.05.05.4電氣線路的防火
5.4.3接戶線與進戶線敷設的防火要求
從架空線路的電桿到用戶屋外第一個支持點之間的引線叫接戶線。對電壓小于1kV的接戶線的檔距,不宜超過25m。對于大于電壓1~10kV電源,進入變電所或建筑物前,從距建筑物50m外改由電纜引入,末端電桿上應設置低壓避雷器,以防感應雷電波沿進戶線侵入建筑物內。低壓進戶線應采用絕緣線穿管進戶。進戶鋼管應設防水彎頭,為的是防止電線磨損,雨水倒流,造成短路或產(chǎn)生漏電而引起火災。嚴禁將電線從腰窗、天窗、老虎窗或從草、木屋頂直接引入建筑內。爆炸物品庫的進戶線,宜用鎧裝電纜埋地引入,進戶處宜穿管,并將電纜外皮接地。從電桿引入電纜的長度要大于50m,電桿上應設置低壓避雷器,以防感應雷電波沿進戶線侵入庫內引起爆炸事故。5.4電氣線路的防火
5.3.4室內、外線路敷設的防火要求室內線路是指安裝在房屋內的線路。室外線路是指安裝在遮檐下,或沿建筑物外墻,或外墻之間的配線。室內、外線路應采用絕緣線。在敷設時要防止導線機械受損,以避免絕緣性能降低。導線連接同時也要避免造成局部過熱。(1)對室內、外線路敷設距離的要求為防止導線絕緣損壞后引起火災,敷設線路時,要注意線間、導線固定點間以及線路與建筑物、地面之間必須保持一定的距離。1)導線固定點間的最大允許距離。導線固定點間的距離,隨著敷設方式、敷設場所和導線截面積的不同而不同,見表5-15。5.4電氣線路的防火
5.3.4室內、外線路敷設的防火要求2)配線與建筑物、地面及導線間的最小距離。為了保證人身安全和配線的安全運行,1KV以下的配電絕緣線路與室內外管道、建筑物、地面及導線相互間應保持一定的最小距離,分別見表5-16~表5-19的規(guī)定。5.4電氣線路的防火
5.4.4室內、外線路敷設的防火要求(2)室內導線明(直)敷設的防火要求1)采用明敷的方式時,所用的塑料導管、槽盒、接線盒、分線盒應采用阻燃性能分級為B1級的難燃制品。布線系統(tǒng)選擇與敷設,應避免因環(huán)境溫度、外部熱源以及非電氣管道等因素對布線系統(tǒng)帶來的損害,并應防止在敷設過程中因受撞擊、振動、電線或電纜自重和建筑物變形等各種機械應力帶來的損害。2)室內場所采用直敷布線時,應采用不低于B2級阻燃護套絕緣電線,其截面積不宜大于6mm2。3)布線用各種電纜、導管、電纜橋架及母線槽在穿越防火分區(qū)樓板、隔墻及防火卷簾上方的防火隔板時,其空隙應采用相當于建筑構件耐火極限的不燃燒材料填塞密實。4)剛性塑料導管(槽)配線的防火要求。槽板敷設在明處時,不得直接穿過樓板或墻壁,穿越時可采用用鋼管保護。在有塵?;蛴腥紵ǖ奈kU場所,不得使用槽板配線。5)暗敷于墻內或混凝土內的剛性塑料導管應采用燃燒性能等級B2級、壁厚1.8mm及以上的導管。明敷時應采用燃燒性能等級B1級、壁厚1.6mm及以上的導管。5.4電氣線路的防火
5.4.5電氣線路的的防火措施電氣線路的防火措施主要應從電線電纜的選擇、線路的敷設及連接、在線路上采取保護措施等方面入手。(1)規(guī)范要求導線的材質、截面、絕緣應符合規(guī)范要求。(2)電線的選型必須符合市場準入制度的要求,額定電壓和電壓降數(shù)值符合規(guī)范允許值要求,導線的安全載流量符合所選擇線徑的規(guī)定要求。(3)防火性能電線在托盤、線槽、梯架、堅井、電纜溝、電纜隧道等成束敷設時,應采用阻燃電線電纜。5.4電氣線路的防火
5.4.5電氣線路的的防火措施(4)敷設方式:1)同一回路的所有相線和中性線,未穿于應穿在同一根導管、槽盒內;2)各種內穿線時,絕緣電線(兩根除外)總截面積(包括外護層)不應超過導管、槽盒內截而積的40%。槽盒布線時電纜根數(shù)不宜超過30根??刂坪托盘柧€路的總截面積不應超過槽盒內截面積的50%。3)配電線路敷設在有可燃物體悶頂場所,應采用金屬管或封閉式金屬槽盒布線;也可采用B1級以上剛性塑料管布線。4)電線絕緣層不得有機械損傷痕跡、變色、脆裂、炭化現(xiàn)象。5)可燃裝飾層內,應采用金屬管、可彎曲金屬導管布線;建筑物頂棚內、墻體及頂棚的抹灰層保溫層及裝飾面板或在易受機械損傷的場所,不得采用護套線直敷布線;6)在腐蝕的場所,應采用耐腐蝕性剛塑料管配線,接頭應密封;采用金屬管配線時應采取防腐措施。5.4電氣線路的防火
5.4.5電氣線路的的防火措施(5)導線與設備的連接與導線接頭1)截面積大于10mm2的單股銅芯線直接與設備、器具的端子連接;2)截面積大于2.5mm2的多股銅芯線,應將芯線端部擰緊燙錫壓接端子后再與設備或器具的端子連接;3)截面積在2.5mm2及以下的多股銅芯線,應先將導線擰緊搪錫或壓接端子后再與設備、器具的端子連接;4)設備和器具的端子上,壓接導線不得多于兩根;導線在管、槽內不得有接頭;5)導線與接線端子連接的根部絕緣不得破損,對裸露線芯應采用絕緣帶嚴密包纏;6)導線接頭應采用導線連接器或纏繞涮錫,接頭應設在盒(箱)或器具內,盒(箱)配件齊全,固定牢固;在多塵和潮溫場所,應采用密封式盒(箱)。7)銅、鋁導線連接處應采取銅鋁過渡接續(xù)措施。8)低壓電器與外部連接的接線端子的允許溫升值見表5-20。導線、接線端子材料周圍空氣溫度不超過40°c的允許溫升裸銅60裸黃銅65銅(或黃銅)鍍錫65銅(或黃銅)鍍銀鍍錫70注:接線端子與絕緣導線連接以導線線芯長期工作最高允許溫度為準。5.4電氣線路的防火
5.4.5電氣線路的的防火措施(6)電氣線路的保護措施為有效預防電氣線路故障引發(fā)的火災,應按照相關國家標準要求對電氣線路設置短路保護、過載保護和接地故障保護措施。1)短路保護。短路保護裝置應保證短路電流在導體和連接件中產(chǎn)生的熱效應和機械力造成危害之前分斷該短路電流。其分斷能力不應小于保護電器安裝處的預期短路電流,但在上級已裝有所需分斷能力的保護電器時,下級保護電器的分斷能力允許小于預期短路電流。此時,該上、下級保護電器的動作特性必須配合,使得通過下級保護電器的能量不超過其能夠承受的能量,在短路電流使導體達到允許的極限溫度之前分斷該短路電流。5.4電氣線路的防火
5.4.5電氣線路的的防火措施2)過載保護保護電器應在過載電流引起導體升溫
,對導體的絕緣
、接頭
、端子或導體周圍的物質造成損害之前分斷過載電流。對于突然斷電比過載造成的損失更大的線路,其過載保護應作為報警信號,不應作為直接切斷電路的觸發(fā)信號,如消防水泵之類的負荷。各類導線、電纜導體的長期允許最高工作溫度見表5-21。電線電纜種類允許最高工作溫度℃電線電纜種類允許最高工作溫度℃塑料絕緣線70銅、鋁母線槽110橡皮絕緣線65銅、鋁滑接式母線槽70耐熱聚乙烯導線105裸銅、鋁母和絞線70交聯(lián)聚烯經(jīng)絕緣電線90剛性礦物絕緣電力電纜70/105聚氧乙烯絕緣電線、電纜70柔性礦物絕緣電力電纜125乙丙橡膠電力電纜90交聯(lián)聚氧乙烯絕緣電纜(1-10KV)90通用橡套軟電纜60交聯(lián)聚氧乙烯絕緣電纜(35KV)80過載保護電器的動作特性應同時滿足以下兩個條件:a線路計算電流小于或等于熔斷器熔體的額定電流,后者應小于或等于導體允許持續(xù)載流量。b保證保護電器可靠動作的電流小于或等于1.45倍熔斷器熔體額定
電流。當保護電器為斷路器時,保證保護電器可靠動作的電流為約定時間內的約定動作電流;當保護電器為熔斷器時,保證保護電器可靠動作的電流為約定時間內的熔斷電流。3)接地故障保護當發(fā)生帶電導體與外露可導電部分、裝置外可導電部分、PE線、PEN線、大地等之間的接地故障時,保護電器必須切斷該故障電路。接地故障保護電器的選擇應根據(jù)配電系統(tǒng)的接地形式、電氣設備使用特點及導體截面面積等確定。TN系統(tǒng)的接地保護方式具體有以下幾種:a當靈敏性符合要求時,采用短路保護兼作接地故障保護。b零序電流保護模式適用于TN-C、TN-C-S、TN-S系統(tǒng),不適用于諧波電流大的配電系統(tǒng)。c剩余電流保護模式適用于TN-S系統(tǒng),不適用于TN-C系統(tǒng)。5.5電纜線路的防火
5.5.1電纜火災原因電纜的敷設方式有:電纜隧道、電纜溝、排管、壕溝(直埋)、豎井、橋架、吊架、夾層等,常見的電纜火災原因有兩個:一是由于本身故障引起的;二是由于外界原因引起的,即火源或火種來自外部。據(jù)統(tǒng)計,外因引起的電纜火災較多,只有少數(shù)是電纜本身故障引起的。具體的原因,可歸納如下:(1)電纜絕緣損壞。如在運輸、施工過程中受到機械損傷;過負荷運行、接觸不良加速絕緣老化;電力電纜安裝時排列過于密集,通風散執(zhí)效果不好,或電纜靠近其他執(zhí)源太近,影響了電纜的正常散熱造成電纜在運行中產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象;鎧裝電力電纜局部護套破損,進水后對絕緣性能造成緩慢破壞作用,造成絕緣電阻逐步降低,也會造成電纜運行中產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象;電力電纜選擇型不當,造成使用的電纜的導體截面過小,運行中產(chǎn)生過載現(xiàn)象,長時間使用后,電纜的發(fā)熱和散熱不平衡造成產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象等原因造成電纜絕緣破壞引發(fā)短路故障。5.5電纜線路的防火
5.5.1電纜火災原因(2)電纜頭故障使絕緣物自燃。如施工質量差、壓接不緊密造成接頭處接觸電阻過大引起電纜發(fā)熱,電纜頭不清潔降低了線間絕緣強度。(3)堆積在電纜上的粉塵自燃起火。如電纜過負荷時,其表面高溫使堆積其上的煤粉自燃起火。(4)電焊火花引燃。這類事故與對電纜溝的管理不嚴格有關。當蓋板不嚴密時,使溝內混入了油泥、木板等易燃物品。在地面上進行電焊或氣焊時,焊渣和火星落入溝內而引起火災。(5)充油電氣設備發(fā)生故障時噴油起火。如火焰經(jīng)電纜孔洞、電纜夾層蔓延并造成火災。(6)電纜遇高溫起火并蔓延。如發(fā)電廠汽輪機油管路系統(tǒng),因漏油遇到高溫管道起火,火焰沿電纜延燃。此外,鍋爐防爆門爆破,或鍋爐焦塊也可引燃電纜。5.5電纜線路的防火
5.5.2
電纜的防火要求(1)電纜敷設路徑的選擇
電纜線路的路徑要短,避免與其他管線交叉、避開規(guī)劃中的建設用地或施工場地;遠離易燃易爆物,不應在熱力管道的隧道或溝道內敷設。(2)電纜敷設1)電纜在室內吊頂、電纜溝、電纜隧道和電氣豎井內明敷時,應采用難燃的外護層。電纜在進戶、接頭、電纜終端頭等處留有一定裕量。避開熱源,不要使電纜受到各種損壞,如機械損傷、化學腐蝕、地下流散電流腐蝕、水土銹蝕、蟻鼠害等。2)電力電纜不應和輸送甲、乙、丙類液體管道、可燃氣體管道、熱力管道敷設在同一管溝內。3)不同用途的電纜,如工作電纜與備用電纜、動力與控制電纜等,宜分開敷設,并將其進行防火分隔。4)交流回路中的單芯電纜應采用無鋼帶鎧裝電纜或非磁性材料護套的電纜。單芯電纜要注意的是,防止引起附近金屬部件發(fā)熱。5)電纜敷設:當電纜在電纜溝內、隧道內及明敷時,應將麻包外皮剝去,并采取防火措施。5.5電纜線路的防火
5.5.3電纜的防火措施電纜敷設常用的方式有直埋(壕溝)、(改)、電纜溝、電纜隧道、排管、豎井、橋架、吊架、夾層等,因敷設方式的不同,故施工方法和防火要求也不相同。電纜布線的敷設方式應根據(jù)工程條件、環(huán)境特點、電纜類型和數(shù)量等因素,按滿足運行可靠、便于維護和技術、經(jīng)濟合理等原則綜合確定。電纜著火延燃的同時,往往伴生有大量的有毒煙霧,這會使撲救困難,導致事故擴大,損失嚴重。目前國內外電纜防火措施可歸納為三種:采取技術措施防止電纜使用中發(fā)生事故、沿電纜路徑或或易燃區(qū)段采取防堵措施避免火災殃及電纜、電纜本身采用難燃材料材料。防止電纜發(fā)生火災的基本對策如下:5.5電纜線路的防火
5.5.3電纜的防火措施(1)防止機械損傷1)電纜路徑的選擇應避免電纜遭受機械性外力、過熱、腐蝕等危害;應避開場地規(guī)劃中的建設用地或施工場地;2)在流沙層、回填土地帶等可能發(fā)生位移的土壤中,應采用鋼絲鎧裝電纜。3)在有化學腐蝕的土壤中,不得采用直接埋地敷設電纜。
4)直埋電纜外皮埋深不應小于0.7m,并應在電纜上下分別均勻鋪設100mm厚的細砂或軟土,并覆蓋混凝土保護板或類似的保護層。5)在寒冷地區(qū),電纜宜埋設于凍土層以下。當無法深埋時,應采取措施,防止電纜受到損傷。6)電纜引入和引出建筑物和構筑物的基礎、樓板和穿過墻體等處、電纜通過道路和可能受到機械損傷等地段、電纜引出地面1.8m至地下0.2m處的一段和人容易接觸使電纜可能受到機械損傷的線段應穿導管保護,保護管的內徑不應小于電纜外徑的1.5倍。電纜在室內穿導管保護穿越墻體、樓板敷設時,導管的管內徑不應小于電纜外徑的1.5倍。5.5電纜線路的防火
5.5.3電纜的防火措施7)埋地敷設的電纜嚴禁平行敷設于地下管道的正上方或正下方。電纜與電纜及各種設施平行或交叉的凈距離,不應小于表5-22的規(guī)定。
表5-22電纜與電纜或其他設施相互間允許最小凈距(m)注:表中括號內尺寸為局部采取穿管、加隔板和隔熱層保護后的最小值。項目敷設條件平行交叉建筑物、構筑物基礎、灌木叢0.5
電桿0.6
喬木1.0
10kV及以下電力電纜之間。以及與控制電纜之間0.10.5(0.25)不同部門使用的電纜0.5(0.1)0.5(0.25)熱力管溝2.0(1.0)0.5(0.25)上、下水管道0.50.5(0.25)油管及可燃氣體管道1.00.5(0.25)公路1.5(與路邊)(1.0)(與路面)排水明溝1.0(與溝邊)(0.5)(與溝底)8)電纜溝和電纜隧道應采取防水措施,其底部應做不小于0.5%的坡度坡向集水坑(井),積水應及時排出。5.5電纜線路的防火
5.5.3電纜的防火措施9)當?shù)孛嫔暇己奢d超過100kN/m2時,應采取加固措施,防止電纜排管受到機械損傷。10)無鎧裝的電纜水平敷設至地面的距離不宜小于2.2m;除電氣專用房間外,垂直敷設時,1.8m以下應有防止機械損傷的措施;11)電纜與非熱力管道的凈距不宜小于0.5m;當其凈距小于0.5m時,應在與管道接近的電纜段上以及由接近段兩端向外延伸不小于0.5m以內的電纜段上,采取防止電纜受機械損傷的措施;
12)當室內有腐蝕性介質時,電纜宜采用塑料護套電纜;13)預制分支電纜布線,應防止在電纜敷設和使用過程中,因電纜自重和敷設過程中的附加外力等機械應力作用而帶來的損害。14)母線槽水平敷設時,底邊至地面的距離不應小于2.2m。除敷設在電氣專用房間外,垂直敷設時,距地面1.8m以下部分應采取防止機械損傷措施。15)吊頂內不易觀察和維護,易有鼠類出沒,無鎧裝型鋁合金電纜在吊頂內采用金屬電纜槽盒敷設,能防止機械損傷及鼠咬。16)電纜支持點之間的距離、電纜彎曲的半徑、電纜最高最低點間的高差等不得超過規(guī)定數(shù)值,以防止受到機械損傷。5.5電纜線路的防火
5.5.3電纜的防火措施(2)正確選擇電纜截面1)正確統(tǒng)計負荷量,選擇合適的電纜截面,并考慮負荷的長期發(fā)展需求嚴格按照電力電纜的選擇原則來選擇電纜,要滿足發(fā)熱原則、電壓損失原則、熱穩(wěn)定原則。2)加強運行監(jiān)測,防止過載運行,電纜帶負荷運行時,一般不得超過額定負荷。如果電纜超負荷運行,應嚴格控制電纜的超負荷運行時間,避免電纜因超負荷發(fā)熱而著火。3)在前期設計時,要準確統(tǒng)計負荷,考慮到長遠的發(fā)展,可以適當放大電纜,避免過負荷現(xiàn)象的發(fā)生,也可以通過提高負載側的功率因數(shù)和嚴格按照規(guī)定統(tǒng)計每個回路的負載,比如住宅中每一回路只能帶兩個壁掛式空調插座等來避免過負荷現(xiàn)象,從而將電氣火災防患于未然。4)電纜過流的預防措施。合理使用過流、漏電保護裝置,在電纜出現(xiàn)過流、短路或漏電等情況時,能夠及時動作,切斷故障源,預防事故發(fā)生。正確計算和設定過流保護裝置的整定值,定期維護保養(yǎng),根據(jù)井下電網(wǎng)的實際分布電容合理的安裝漏電保護裝置,可以預防電纜因漏電而引起相間短路故障;注意電纜敷設安裝質量和敷設環(huán)境的影響,電纜支、掛要合理,避免損傷電纜護套和絕緣;5.5電纜線路的防火
5.5.3電纜的防火措施(3)采用耐火電纜和阻燃電纜耐火電纜就是在火燃燒條件下仍能在規(guī)定時間(約4h)內保持通電的電纜。阻燃電纜主要特點就是不著火(或著火后延燃僅局限在一定范圍內),所以這類電纜適用于有高阻燃要求、防燃、防爆的場合。1)耐火電纜和礦物絕緣電纜布線可適用于民用建筑中有耐火要求的場所。應具有不低于B1級的難燃性能。2)耐火電纜和礦物絕緣電纜應根據(jù)敷設環(huán)境和使用要求,選擇采用電纜橋架、吊架和支架敷設,且在電纜橋架內不宜有接頭。3)耐火電纜和礦物絕緣電纜敷設時,其最小允許彎曲半徑應符合相應產(chǎn)品標準的要求。經(jīng)過建筑物變形縫時應預留電纜的裕量。在穿過墻、樓板時,應采取防止機械損傷措施和防火封堵措施。4)單芯耐火電纜和礦物絕緣電纜的鋼質保護導管、槽盒、固定卡具及進出鋼質配電柜(箱)處,應采取切斷磁路的措施。5)多根單芯電纜敷設時,應采用減少渦流影響的排列方式。6)電纜的金屬外套及金屬配件應可靠進行等電位聯(lián)結,金電纜的金屬外殼應與保護聯(lián)結導體可靠連接,且全長不應少于2處接地。5.5電纜線路的防火
5.5.3電纜的防火措施(4)遠離熱源及火源1)可燃氣體或可燃液體管溝內,不應敷設電纜。若敷設在熱力管溝中,應有隔熱措施。在具有爆炸和火災危險的場所不應架空明敷電纜。2)電纜橋架、母線槽不宜敷設在氣體管道和熱力管道的上方及液體管道的下方。當不能滿足上述要求時,應采取防水、隔熱措施。3)電纜橋架、母線槽與各種管道平行或交叉時,其最小凈距應符合表5-23的規(guī)定。管道類別平行凈距(m)交叉凈距(m)一般工藝管道0.40.3具有腐蝕性氣體管道0.50.5熱力管道有保溫層0.50.3無保溫層1.00.54)電纜溝在進入建筑物處應設防火墻。電纜隧道進入建筑物及配變電所處,應設帶門的防火墻,此門應為甲級防火門并應裝鎖。
5)電纜與熱力管道的凈距不宜小于1m;當不能滿足上述要求時,應采取隔熱措施。6)為保證電纜在運行中的熱量及時散發(fā),在托盤內敷設電纜時,電纜總截面積與托盤內橫斷面積的比值不應大于40%;槽盒內電纜的總截面積(包括外護層)不應超過槽盒內截面積的40%,且電纜根數(shù)不宜超過30根;控制和信號線路可視為非載流導體,其電纜或電線的總截面積不應超過槽盒內截面積的50%。7)不同電壓、不同用途的電纜,不宜敷設在同一層或同一個橋架內;當受條件限制需安裝在同一層橋架內時,宜采用不同的橋架敷設,當為同類負荷電纜時,可用隔板隔開。5.5電纜線路的防火
5.5.3電纜的防火措施8)當金屬導管與熱水管、蒸汽管同側敷設時,宜敷設在熱水管、蒸汽管的下方;當有困難時,可敷設在其上方。相互間的凈距宜符合下列規(guī)定:9)母線槽不宜敷設在腐蝕氣體管道和熱力管道的上方及腐蝕性液體管道下方。當不能滿足上述要求時,應采取防腐、隔熱措施。10)豎井的配電線路不應貼鄰有煙道、熱力管道及其他散熱量大或潮濕的設施。11)非消防負荷與消防負荷的配電線路共井敷設時,應提高消防負荷配電線路的耐火等級或非消防負荷的配電線路阻燃等級。12)強電和弱電線路,宜分別設置豎井。當受條件限制必須合用時,強電和弱電線路應分別布置在豎井兩側,弱電線路應敷設于金屬槽盒之內。管道類別平行敷設上方(m)平行敷設下方(m)交叉敷設(m)金屬導管與熱水管0.30.20.1電線管路與蒸汽管1.00.50.3金屬導管其他管道0.1
0.05金屬導管與蒸汽管0.2(蒸汽管采取隔熱措施后)5.5電纜線路的防火
5.5.3電纜的防火措施(5)隔離易燃易爆物。在火災易發(fā)或導致火勢蔓延的部位進行防火處理,在敷設電纜時要隔離易燃易爆物,在容易受到外界影響的電纜區(qū)段,要進行必要的防火處理。為有效地阻止火勢蔓延擴大,減少火災損失,可在電纜溝、電纜隧道等部位設置防火墻及阻火段,將火勢控制在一定的電纜區(qū)段,以縮小火災范圍,對于充油電氣設備附近的電纜溝要密封好,通向控制室的電纜夾層的孔洞及豎井的所有墻孔,樓板出的電纜穿孔等,都必須采用耐火材料嚴密封堵,耐火極限不應小于1h,以防止電纜火災向非火災區(qū)蔓延擴大。(6)防止電纜因故障自燃。電纜構筑物要避免積灰、積水。要確保電纜頭的工藝質量,集中的電纜頭要用耐火板隔開,并對電纜頭附近電纜刷防火涂料。高溫處應選用耐熱電纜,應對消防用電纜作耐火處理。加強電纜隧道通風,控制隧道溫度。明敷電纜不得帶麻被層。(7)設置自動報警及滅火裝置。在電纜夾層、電纜隧道、電纜豎井的適當位置,可以設置自動報警及滅火裝置及時發(fā)現(xiàn)火情,防止電纜著火。5.5電纜線路的防火
5.5.4電纜頭的防火要求電纜頭是影響電纜絕緣性能的關鍵部位,同時也最容易成為點火源,因電纜頭故障而導致的電纜火災、爆炸事故占電纜事故總量的70%左右。因此,確保電纜頭的施工質量是極為重要的,必須嚴格空式電纜頭制作材料和工藝質量。要求所制作的電纜頭的使用壽命,不能低于電纜的使用壽命。電纜線的端部接頭,稱為電纜終端頭,將兩根電纜連接起來的接頭,稱為電纜中間接頭。電纜的型號和使用環(huán)境不同決定了電纜頭的型式,一般有戶內型和戶外型兩種。油浸紙絕緣電纜多采用戶內型、有預制外殼的環(huán)氧樹脂終端頭、瀝青終端頭和干包頭等;戶外型有戶外瓷質盒、鑄鐵盒、環(huán)氧樹脂終端頭等。塑料電纜全部用干包電纜頭。5.5電纜線路的防火
5.5.4電纜頭的防火要求1)接頭的額定電壓等級及其絕緣水平,不得低于所連接電纜的額定電壓等級及其絕緣水平。絕緣頭兩側絕緣墊間的耐壓值,不得低于電纜保護層絕緣水平2倍。接頭形式應與所設置環(huán)境條件相適應,且不致影響電纜的流通能力。電纜頭兩側各2~3m的范圍內,應采取防火包帶作阻火延燒處理。2)電纜終端頭和接頭絕緣套管不得出現(xiàn)破損、漏油、有污物,絕緣膠不應有有塌陷、軟化現(xiàn)象,鉛包及封鉛有龜裂現(xiàn)象。終端電纜頭一定不要放在電纜溝、電纜隧道、電纜槽盒、電纜夾層內,電纜的中間接頭必須登記造冊,并使用多種檢測設備進行檢測。發(fā)現(xiàn)電纜頭有不正常溫升或氣味、煙霧時,應急早退出運行,避免電纜投在運行中著火。3)各中間電纜頭之間應保證足夠的安全長度距離,兩個以上的電纜頭部應放在同一位置,電纜頭同其他電纜之間應采取嚴密的封堵措施。5.5電纜線路的防火
5.5.4電纜頭的防火要求4)油浸絕緣電纜兩端壓差太大時,由于油壓的作用,低端將會漏油,電纜鉛包甚至會脹裂;為避免此類故障的發(fā)生,往往要將電纜油路分隔成幾段,這種隔斷油路的接頭,稱為電纜中間堵油接頭。5)電纜頭在投入運行前,要做耐壓試驗,測量出的絕緣電阻應與電纜頭制作前沒有大的差別,其絕緣電阻一般在50~100MΩ或更高。運行中要加強對電纜頭的監(jiān)視和管理,及時檢查電纜頭有無漏油、滲油現(xiàn)象,有無積聚灰塵、放電痕跡等故障。6)每根電力電纜應在進戶處、接頭、電纜終端頭等處留有一定裕量。電纜在槽盒內不宜設置接頭。當確需在槽盒內設置接頭時,應采用專用連接件。7)電纜橋架不得在穿過樓板或墻體等處進行連接。鋁合金電纜的分支連接可根據(jù)敷設環(huán)境及條件選擇預制分支、T接分支、接線箱分支等方式。鎧裝型電纜的分支及直通接頭處應避免鎧裝斷口的尖角損傷絕緣層。5.6電纜防火材料及應用采用防火材料作為各種防火阻燃措施,是國內外防止電纜著火延燃的主要方法。采用電纜防火材料可提高電纜絕緣材料的引燃溫度,降低引燃敏感性,降低火焰沿電纜表面的燃燒速率和蔓延長度,提高阻止火焰?zhèn)鞑サ哪芰Α?.6.1.常用電纜防火材料(1)膨脹型防火涂料這種防火涂料的阻燃機理是,涂覆于電纜表面的膨脹型防火涂層,在受到火星或火種作用時,很難被引燃;在受到高溫或明火作用時,涂層中的部分物質因熱分解,高速產(chǎn)生不燃氣體(如CO2和水蒸氣),使涂層薄膜發(fā)泡,形成致密的炭化泡沫。該泡沫具有排除氧氣和對電纜基材的隔熱作用,可以阻止熱量傳遞,防止火焰直接燒到電纜,延遲了電纜的著火時間,在一定條件下甚至還可將火阻熄。5.6電纜防火材料及應用
5.6.1.常用電纜防火材料在采用防火涂料涂覆于電纜時,一般可以采用全涂、局部涂覆、局部長距離大面積涂覆三種形式。為保證火災時消防電源及控制電路能夠正常供電和控制操作,可全涂,如消防水泵、火災應急照明線路、火災報警及聯(lián)動控制電路等。為增大隔火距離,防止竄燃,在阻火墻一側或兩側,根據(jù)電纜的數(shù)量和型號的不同,可局部涂覆0.5~1.5m長的涂料。對鄰近易著火部位,可采用長距離大面積涂覆。對成束控制和熱控電纜,可只涂電纜束的外層。膨脹型防火涂料的涂覆厚度,可根據(jù)不同場所、不同環(huán)境、電纜的數(shù)量及其重要性,適當增減,一般以1.0mm左右為宜,最少0.7mm,多則1.2mm。涂覆比為1~2kg/m2。涂覆方式可由具體施工環(huán)境及條件而定,可人工刷涂或噴槍噴涂。防火涂料不但對于電纜能起到防火保護作用,亦可用于一些重要場所,如配電間,控制室,計算機房的門、墻、窗,公用建筑的平面等,以達到防火與裝飾美化環(huán)境的雙重效應。建筑平面上涂刷防火涂料厚度以0.5~1.0mm為宜,其耗重為0.75~1.0kg/m2。(2)電纜用難燃槽盒難燃槽盒按盒體材料的不同,可分為鋼板型和FRP型兩種。FRP型槽盒是用4mm厚的玻璃纖維增強塑料粘結而成的,具有質輕、強度高、安裝方便、耐腐蝕、耐油、耐火、不燃、無毒
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