消防安全技术实务思考题答案之建筑电气防火（1）

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第七章 建筑电气防火

1.电气线路有哪些消防保护措施？（见《技术实务》P102-104）

答：电气线路的防火措施主要应从电线电缆的选择、线路的敷设及连接、在线路上采取保护措施等方面入手。

一、电线电缆的选择

1）电线电缆选择的一般要求

根据使用场所的潮湿、化学腐蚀、高温等环境因素及额定电压要求，选择适宜的电线电缆。同时根据系统的载荷情况，合理地选择导线截面，在经计算所需导线截面基础上留出适当增加负荷的余量。

2）电线电缆导体材料的选择

固定敷设的供电线路宜选用铜芯线缆。

重要电源、重要的操作回路及二次回路、电机的励磁回路等需要确保长期运行在连接可靠的回路；移动设备的线路及振动场所的线路；对铝有腐蚀的环境；高温环境、潮湿环境、爆炸及火灾危险环境；工业及市政工程等场所不应选用铝芯线缆。

非熟练人员容易接触的线路，如公共建筑与居住建筑；线芯截面为6mm2及以下的线缆不宜选用铝芯线缆。

对铜有腐蚀而对铝腐蚀相对较轻的环境、氨压缩机房等场所应选用铝芯线缆。

3）电线电缆绝缘材料及护套的选择

3.1.普通电线电缆

普通聚氯乙烯电线电缆适用温度范围为-15℃～60℃，使用场所的环境温度超出该范围时，应采用特种聚氯乙烯电线电缆；普通聚氯乙烯电线电缆在燃烧时会散放有毒烟气，不适用于地下客运设施、地下商业区、高层建筑和重要公共设施等人员密集场所。

交联聚氯乙烯（XLPE）电线电缆不具备阻燃性能，但燃烧时不会产生大量有毒烟气，适用于有"清洁"要求的工业与民用建筑。

橡皮电线电缆弯曲性能较好，能够在严寒气候下敷设，适用于水平高差大和垂直敷设的场所；橡皮电线电缆适用于移动式电气设备的供电线路。

3.2.阻燃电线电缆

阻燃电缆是指在规定试验条件下被燃烧，能使火焰蔓延仅在限定范围内，撤去火源后，残焰和残灼能在限定时间内自行熄灭的电缆。

阻燃电缆的性能主要用氧指数和发烟性两指标来评定。由于空气中氧气占21%，因此氧指数超过21的材料在空气中会自熄，材料的氧指数愈高，则表示它的阻燃性愈好。

阻燃电缆燃烧时的烟气特性可分为一般阻燃电缆、低烟低卤阻燃、无卤阻燃电缆三大类。电线电缆成束敷设时，应采用阻燃型电线电缆。当电缆在桥架内敷设时，应考虑将来增加电缆时，也能符合阻燃等级，宜按近期敷设电缆的非金属材料体积预留20%余量。电线在槽盒内敷设时，也宜按此原则来选择阻燃等级。在同一通道中敷设的电缆，应选用同一阻燃等级的电缆。阻燃和非阻燃电缆也不宜在同一通道内敷设。非同一设备的电力与控制电缆若在同一通道时，宜互相隔离。

直埋地电缆、直埋入建筑孔洞或砌体的电缆及穿管敷设的电线电缆，可选用普通型电线电缆。敷设在有盖槽盒、有盖板的电缆沟中的电缆，若已采取封堵、阻水、隔离等防止延燃的措施，可降低一级阻燃要求。

3.3.耐火电线电缆

耐火电线电缆是指规定试验条件下，在火焰中被燃烧一定时间内能保持正常运行特性的电缆。

耐火电缆按绝缘材质可分为有机型和无机型两种。有机型主要是采用耐高温800℃的云母带以50%重叠搭盖率包覆两层作为耐火层。外部采用聚氯乙烯或交联聚乙烯为绝缘，若同时要求阻燃，只要绝缘材料选用阻燃型材料即可。加入隔氧层后，可以耐受950℃高温。无机型是矿物绝缘电缆。它是采用氧化镁作为绝缘材料，铜管作为护套的电缆，国际上称为MI电缆。

耐火电线电缆主要适用于凡是在火灾时仍需要保持正常运行的线路，如工业及民用建筑的消防系统、应急照明系统、救生系统、报警及重要的监测回路等。

耐火等级应根据一旦火灾时可能达到的火焰温度确定。火灾时，由于环境温度剧烈升高，导致线芯电阻的增大，当火焰温度为800～1000℃时，导体电阻约增大3～4倍，此时仍应保证系统正常工作，需按此条件校验电压损失。耐火电缆亦应考虑自身在火灾时的机械强度，因此，明敷的耐火电缆截面积应不小于2.5mm?。应区分耐高温电缆与耐火电缆，前者只适用于调温环境。一般有机类的耐火电缆本身并不阻燃。若既需要耐火又要满足阻燃，应采用阻燃耐火型电缆或矿物绝缘电缆。普通电缆及阻燃电缆敷设在耐火电缆槽盒内，并不一定满足耐火的要求，设计选用时必须注意这一点。

4）电线电缆截面的选择

4.1.通过负载电流时，线芯温度不超过电线电缆绝缘所允许的长期工作温度；

4.2.通过短路电流时，不超过所允许的短路强度，高压电缆要校验热稳定性，母线要校验动、热稳定性；

4.3.电压损失在允许范围内；

4.4.满足机械强度的要求；

4.5.低压电线电缆应符合负载保护的要求，TNT系统中还应保证在接地故障时保护电器能断开电路。

二、电气线路的保护措施

为有效预防由于电气线路故障引发的火灾，除了合理地进行电线电缆的选型，还应根据现场的实际情况合理选择线路的敷设方式，并严格按照有关规定规范线路的敷设及连接环节，保证线路的施工质量。此外低压配电线路还应按照《低压配电设计规范》GB50054-1995及《漏电保护器安装和运行》GB139552-1992等相关标准要求设置短路保护、过负载保护和接地故障保护。

1）短路保护

短路保护装置应保证在短路电流导体和连接件产生的热效应和机械力造成危害之前分断该短路电流；分断能力不应小于保护电气安装的预期短路电流，但在上级已装有所需分断能力的保护电气时，下级保护电路的分断能力允许小于预期短路电流，此时该上下级保护电器的特性必须配合，使得通过下级保护电器的能量不超过其能够承受的能量。应在短路电流使导体达到允许的极限温度之前分断该短路电流。

2）过负载保护

保护电器应在过负载电流引起的导体升温对导体的绝缘、接头、端子或导体周围的物质造成损害之前分断过负载电流。对于突然断电比过负载造成的损失更大的线路，如消防水泵之类的负荷，其过负载保护应作为报警信号，不应作为直接切断电路的触发信号。

过负载保护电器的动作特性应同时满足以下两个条件：

1.线路计算电流小于等于熔断器熔体额定电流，后者应小于等于导体允许持续载流量；

2.保证保护电器可靠动作的电流小于等于1.45倍熔断器熔体额定电流。

注：当保护电器为断路器时，保证保护电器可靠动作的电流为约定时间内的约定动作电流；当保护电器为熔断器时，保证保护电器可靠动作的电流为约定时间内的熔断电流。

3）接地故障保护

当发生带点导体与外露可导电部分、装置外可导电部分、PE线、PEN线、大地等之间的接地故障时，保护电器必须切断该故障电路。接地故障保护电器的选择应根据配电系统的接地形式、电气设备使用特点及导体截面等确定。

TN系统接地保护方式：

1.当灵敏性符合要求时，采用短路保护兼做接地故障保护；

2.零序电流保护模式适用于TN-C、TN-C-S、TN-S系统，不适用于谐波电流大的配电系统；

3.剩余电流保护模式适用于TN-S 系统，不适用于TN-C系统