电缆夹层 电缆防火设计与施工
2019-04-23 8:57:05 点击：
1、概述
电缆夹层是发电厂、变电所电缆最密集的地方之一，一旦发生火灾，后果则不堪设想。因此，电缆夹层是电缆防火的重点部位之一。
在SDJ278-90《水利水电工程设计规范》第7.0.1条规定：电缆室动力电缆上下电缆层之间，应装设耐火隔板。第7.0.7条规定：大型电缆室宜装设固定式水喷雾等灭火系统。
在GB50229-96《火力发电厂与变电所设计防火规范》第9.3.3条规定：变电所电缆夹层宜设置悬挂式气体自动灭火装置。
2 设计与施工的类型
目前，我区电缆夹层电缆防火设计和施工有各式各样，归纳起来有下述三种类型。
2.1 第一种类型
除对电缆穿越楼板和墙壁孔洞进行阻火封堵外，夹层中的电缆全部涂刷防火涂料。如广西北海沙湾110 kV变电所、桂林雉山220 kV变电所……等就属于这种类型。这种类型既考虑了电缆沿水平走向的防火阻燃问题，又考虑了电缆层间垂直方向阻火分隔问题。其特点是：工程造价低，但施工工作量大，对施工工艺要求较高。最大的缺点是防火材料耐火性能分为三类：不燃性、难燃性、耐延燃性。我区普遍使用的是二级防火涂料，其耐燃时间≥10 min，属于耐火性能最差的耐延燃性这一类；因防火涂料的使用寿命较短，仅为2～3年，因此，每隔2～3年又要涂刷一次防火涂料。
2.2 第二种类型
除对电缆穿越楼板和墙壁孔洞进行阻火封堵外，夹层中的电缆在水平方向上每一直线段两端安装一套2 m长防火槽盒，防火槽盒的两端用耐火柔性堵料严密封堵，作为阻火区段，以实施电缆沿水平走向的阻火延燃。对自盘柜贯穿过楼板下来的竖向电缆涂刷防火涂料，以增加该处阻火区段的长度，减少火灾发生时对主控室盘柜电缆和电器热量的辐射，如柳州月山220 kV变电所……等就属于这种类型。这种类型只考虑了电缆水平走向的防火阻燃问题，其特点是：工程造价较第一种类型高，但施工工作量较小，对施工工艺要求不是很高，防火槽盒寿命长(大于10年)。其最大缺点是没有考虑电缆夹层垂直方向阻火分隔问题。
2.3 第三种类型
除对电缆穿越楼板和墙壁孔洞进行阻火封堵外，夹层中电缆支架上的每一层电缆都装入耐火托盘上。同时，每层电缆在水平方向上每一直线段两端安装一套2 m长防火槽盒(防火槽盒的两端用耐火柔性堵料严密封堵)，以增加电缆水平走向阻火延燃的效果。对自盘柜贯穿过楼板下来的竖向电缆涂刷防火涂料，以增强该处阻火区段的长度，减少火灾发生时对主控室盘柜电缆和电器热量的辐射，如恶滩水力发电厂……等，就属于这种类型。这种类型全面地考虑了电缆沿水平走向的着火延燃问题和电缆层间垂直方向阻火分隔问题。其特点是：工程造价较高，施工工作量较大，使用寿命长(大于10年)。
3 设计与施工方案
根据现行的电缆防火规程规范和广西区内电缆夹层电缆防火设计和施工的几种类型以及总结笔者几年来参与电缆防火工程设计、防火材料的生产和现场实际施工的经验，提出以下电缆夹层电缆防火设计和施工的方案。
3.1 在电缆夹层内，对所有电缆穿越楼板和墙壁孔洞进行严密的阴火封堵。阻火封堵由防火隔板、耐火柔性堵料和速固堵料构成，柔性堵料包在电缆周围厚度不得小于3 cm，以便将来维修更换电缆方便。在楼板竖井阻火封堵处，应能承受巡视人员的荷载。
3.2 对自盘柜穿过楼板下来的竖向电缆涂刷防火涂料，以增加该处阻火区段的长度，减少火灾发生时对主控室盘柜电缆和电器热量的辐射。这部分的电缆也设想过装入防火槽盒，但由于自盘柜穿过楼板下来的电缆较为凌乱，不易装入防火槽盒内，并且，即使有的勉强装入防火槽盒，防火槽盒自身也无法固定。因此否定了这种设想。
3.3 电缆夹层内电缆支架或桥架上的电缆，有关资料曾介绍过，在多次的电缆实体模氦燃烧实验中证实，当电缆绝缘层——即可燃体重量超过15 kg/m时，其着火燃烧发热量就可以产生热聚集而引起电缆沿走向延燃。由于电缆的规格型号不一样，电缆外径粗细也不一样，据统计，每根电缆每米的绝缘层可燃质在0.5 kg/m～0.7 kg/m之间。试验表明，在30根电缆(可燃体为20.5kg/m)的情况下，如发生电缆引燃事故，在4分钟以内即可形成500 ℃高温热聚集而导致电缆沿走向进行延燃。因此，电缆支架或桥架上的电缆，如相邻两层电缆根数超过30根时，则电缆层间要用防火隔板(即防火托盘或防火盖板)进行阻火分隔。如果认为这样做造价过高时，也可采用每隔两层电缆装设防火隔板(即防火托盘或防火盖板)。另外，夹层中的电缆在水平方向上每一直线段的两端装设一套2 m长防火槽盒(防火槽盒的两端用柔性堵料严密封堵)。作为防火区段，这种防火措施较全面地考虑了电缆沿水平走向的着火延燃问题和电缆层间垂直方向阻火分隔问题。必须说明一个问题：有些人，特别是初涉电缆防火的人认为，电缆层间设置防火隔板(即防火托盘或防火盖板)没有用，一旦电缆发生火灾时，裸露的电缆还是沿着水平走向延燃，这种观点是错误的，他们忽视了电缆沿水平走向延燃的必须条件是电缆的可燃体超过一定数量(如15 kg/m)时，才可能发生电缆延燃现象。用防火隔板(防火托盘或防火盖板)将电缆分隔，其目的就是分割电缆可燃体的重量，使在分隔空间的电缆可燃体重量达不到电缆沿水平走向延燃的重量，从而防止了电缆沿水平走向延燃。同时，还实现了电缆层间垂直方向阻火分隔，是一举两得的事情。
3.4 在条件许可时，也可以在电缆夹层设置固定式灭火系统或悬挂式气体自动灭火装置或火灾自动探测报警装置。但由于这些装置的可靠问题，担心设置时间长了，一旦发生火灾，这些装置拒绝动作。因此这些灭火装置仅能作为电缆夹层电缆防火的后备措施。
电缆夹层是发电厂、变电所电缆最密集的地方之一，一旦发生火灾，后果则不堪设想。因此，电缆夹层是电缆防火的重点部位之一。
在SDJ278-90《水利水电工程设计规范》第7.0.1条规定：电缆室动力电缆上下电缆层之间，应装设耐火隔板。第7.0.7条规定：大型电缆室宜装设固定式水喷雾等灭火系统。
在GB50229-96《火力发电厂与变电所设计防火规范》第9.3.3条规定：变电所电缆夹层宜设置悬挂式气体自动灭火装置。
2 设计与施工的类型
目前，我区电缆夹层电缆防火设计和施工有各式各样，归纳起来有下述三种类型。
2.1 第一种类型
除对电缆穿越楼板和墙壁孔洞进行阻火封堵外，夹层中的电缆全部涂刷防火涂料。如广西北海沙湾110 kV变电所、桂林雉山220 kV变电所……等就属于这种类型。这种类型既考虑了电缆沿水平走向的防火阻燃问题，又考虑了电缆层间垂直方向阻火分隔问题。其特点是：工程造价低，但施工工作量大，对施工工艺要求较高。最大的缺点是防火材料耐火性能分为三类：不燃性、难燃性、耐延燃性。我区普遍使用的是二级防火涂料，其耐燃时间≥10 min，属于耐火性能最差的耐延燃性这一类；因防火涂料的使用寿命较短，仅为2～3年，因此，每隔2～3年又要涂刷一次防火涂料。
2.2 第二种类型
除对电缆穿越楼板和墙壁孔洞进行阻火封堵外，夹层中的电缆在水平方向上每一直线段两端安装一套2 m长防火槽盒，防火槽盒的两端用耐火柔性堵料严密封堵，作为阻火区段，以实施电缆沿水平走向的阻火延燃。对自盘柜贯穿过楼板下来的竖向电缆涂刷防火涂料，以增加该处阻火区段的长度，减少火灾发生时对主控室盘柜电缆和电器热量的辐射，如柳州月山220 kV变电所……等就属于这种类型。这种类型只考虑了电缆水平走向的防火阻燃问题，其特点是：工程造价较第一种类型高，但施工工作量较小，对施工工艺要求不是很高，防火槽盒寿命长(大于10年)。其最大缺点是没有考虑电缆夹层垂直方向阻火分隔问题。
2.3 第三种类型
除对电缆穿越楼板和墙壁孔洞进行阻火封堵外，夹层中电缆支架上的每一层电缆都装入耐火托盘上。同时，每层电缆在水平方向上每一直线段两端安装一套2 m长防火槽盒(防火槽盒的两端用耐火柔性堵料严密封堵)，以增加电缆水平走向阻火延燃的效果。对自盘柜贯穿过楼板下来的竖向电缆涂刷防火涂料，以增强该处阻火区段的长度，减少火灾发生时对主控室盘柜电缆和电器热量的辐射，如恶滩水力发电厂……等，就属于这种类型。这种类型全面地考虑了电缆沿水平走向的着火延燃问题和电缆层间垂直方向阻火分隔问题。其特点是：工程造价较高，施工工作量较大，使用寿命长(大于10年)。
3 设计与施工方案
根据现行的电缆防火规程规范和广西区内电缆夹层电缆防火设计和施工的几种类型以及总结笔者几年来参与电缆防火工程设计、防火材料的生产和现场实际施工的经验，提出以下电缆夹层电缆防火设计和施工的方案。
3.1 在电缆夹层内，对所有电缆穿越楼板和墙壁孔洞进行严密的阴火封堵。阻火封堵由防火隔板、耐火柔性堵料和速固堵料构成，柔性堵料包在电缆周围厚度不得小于3 cm，以便将来维修更换电缆方便。在楼板竖井阻火封堵处，应能承受巡视人员的荷载。
3.2 对自盘柜穿过楼板下来的竖向电缆涂刷防火涂料，以增加该处阻火区段的长度，减少火灾发生时对主控室盘柜电缆和电器热量的辐射。这部分的电缆也设想过装入防火槽盒，但由于自盘柜穿过楼板下来的电缆较为凌乱，不易装入防火槽盒内，并且，即使有的勉强装入防火槽盒，防火槽盒自身也无法固定。因此否定了这种设想。
3.3 电缆夹层内电缆支架或桥架上的电缆，有关资料曾介绍过，在多次的电缆实体模氦燃烧实验中证实，当电缆绝缘层——即可燃体重量超过15 kg/m时，其着火燃烧发热量就可以产生热聚集而引起电缆沿走向延燃。由于电缆的规格型号不一样，电缆外径粗细也不一样，据统计，每根电缆每米的绝缘层可燃质在0.5 kg/m～0.7 kg/m之间。试验表明，在30根电缆(可燃体为20.5kg/m)的情况下，如发生电缆引燃事故，在4分钟以内即可形成500 ℃高温热聚集而导致电缆沿走向进行延燃。因此，电缆支架或桥架上的电缆，如相邻两层电缆根数超过30根时，则电缆层间要用防火隔板(即防火托盘或防火盖板)进行阻火分隔。如果认为这样做造价过高时，也可采用每隔两层电缆装设防火隔板(即防火托盘或防火盖板)。另外，夹层中的电缆在水平方向上每一直线段的两端装设一套2 m长防火槽盒(防火槽盒的两端用柔性堵料严密封堵)。作为防火区段，这种防火措施较全面地考虑了电缆沿水平走向的着火延燃问题和电缆层间垂直方向阻火分隔问题。必须说明一个问题：有些人，特别是初涉电缆防火的人认为，电缆层间设置防火隔板(即防火托盘或防火盖板)没有用，一旦电缆发生火灾时，裸露的电缆还是沿着水平走向延燃，这种观点是错误的，他们忽视了电缆沿水平走向延燃的必须条件是电缆的可燃体超过一定数量(如15 kg/m)时，才可能发生电缆延燃现象。用防火隔板(防火托盘或防火盖板)将电缆分隔，其目的就是分割电缆可燃体的重量，使在分隔空间的电缆可燃体重量达不到电缆沿水平走向延燃的重量，从而防止了电缆沿水平走向延燃。同时，还实现了电缆层间垂直方向阻火分隔，是一举两得的事情。
3.4 在条件许可时，也可以在电缆夹层设置固定式灭火系统或悬挂式气体自动灭火装置或火灾自动探测报警装置。但由于这些装置的可靠问题，担心设置时间长了，一旦发生火灾，这些装置拒绝动作。因此这些灭火装置仅能作为电缆夹层电缆防火的后备措施。
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