阻燃電纜非金屬含量材料的實(shí)例計(jì)算

馬遠(yuǎn)

摘要：在工程設(shè)計(jì)的電線電纜選擇中，電氣工程師往往忽略阻燃的選擇和校驗(yàn)。本文搜集了現(xiàn)階段的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于阻燃電纜級(jí)別和劃分依據(jù)以及使用要求。通過一所學(xué)校的教學(xué)樓的實(shí)際情況來討論對(duì)電線電纜阻燃級(jí)別的選擇和成束的情況。

關(guān)鍵詞：阻燃電纜;燃燒性能等級(jí);非金屬含量;

前言：在工程設(shè)計(jì)的電線電纜選擇中：電氣工程師對(duì)于電纜、電線的選擇往往只注意載流量、電壓損失、機(jī)械強(qiáng)度、導(dǎo)體材質(zhì)、動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定參數(shù)等;但是對(duì)于其非金屬含量的阻燃考慮卻較少。目前，國內(nèi)雖然已有相關(guān)規(guī)范，但在電線電纜的防火設(shè)計(jì)方面卻未作具體規(guī)定，因此，筆者結(jié)合多年設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)探討如何選擇電纜、電線滿足阻燃的一般計(jì)算要求。

一、阻燃電纜的等級(jí)劃分與燃燒計(jì)算

（一）目前國內(nèi)阻燃電纜、電線的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：

（1）《阻燃和耐火電線電纜通則》GB/T19666-2005對(duì)成束電線電纜的阻燃要求提出4個(gè)類別，，即A、B、C、D。

（2）《電纜和光纜在火焰條件下的燃燒試驗(yàn)》（GB/T 18380.31 ～ 36）對(duì)成束電線電纜火焰垂直蔓延試驗(yàn)分為AF/R、A、B、C、D幾個(gè)類別，由于AF/R類用于特殊電纜，一般常用的是4個(gè)類別，即A、B、C、D。

（3）《電纜及光纜燃燒性能分級(jí)》（GB31247-2014）將阻燃電纜分為A、B、B2、B3 4個(gè)等級(jí)。

（4）阻燃電纜設(shè)計(jì)時(shí)按照《垂直安放的成束電線或電纜的火焰垂直傳播測(cè)試》（GB/T 18380.31～18380.36-2008）的計(jì)算方法確定同一環(huán)境中敷設(shè)的每米成束電纜所含非金屬材料的總體積，以求得阻燃級(jí)別。

單根電纜（電線）每米所含非金屬含量材料的容積可近似按下列公式計(jì)算：

其中：

V——電纜（電線）所含非金屬材料容量之和，L/m;

S1——電纜（電線）總截面積，mm2;

S2——電纜（電線）金屬截面積之和，mm2。

不同阻燃級(jí)別相對(duì)應(yīng)的電纜（電線）根數(shù)，可按下列近似公式計(jì)算：

其中：

N——不同阻燃級(jí)別相應(yīng)的電纜（電線）根數(shù);

VS——不同阻燃級(jí)別規(guī)定每米電纜（電線）所含非金屬材料容量，L/m;

V——每米電纜（電線）所含非金屬材料容量之和，L/m;

二、阻燃電纜選用依據(jù)

1、阻燃電線電纜阻燃的要求

一般情況下是根據(jù)非金屬含量來確定阻燃等級(jí)。只在規(guī)范中規(guī)定了其是否要使用阻燃電纜。如：

2、對(duì)阻燃級(jí)別的選擇

有特殊建筑無些論非金屬含量多少對(duì)阻燃級(jí)別有著最低要求。除《交通建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ 243-2011）、《體育建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ 354-2014）對(duì)電線電纜的阻燃級(jí)別有要求以外[3]。還有《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50229-2006）的第6.7.1條、第10.7.2.1條、第11.3.3條。《金融建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ 284-2012）的第8.2.4條、第8.2.5條、第8.2.6條規(guī)定了電纜的阻燃級(jí)別。

三、工程中對(duì)于阻燃電纜的選擇和使用

例子：本工程是建筑功能為高層教學(xué)辦公樓，建筑面積約為13628.49m2。建筑高度約為49.9m。本工程耐火等級(jí)為一級(jí).地上11層，地下1層。變電所設(shè)在地下負(fù)一層。經(jīng)計(jì)算可知使用電纜滿足其使用要求。電井內(nèi)電纜數(shù)量如下：

非消防二級(jí)以上負(fù)荷電纜：

WDZ-YJY-5x6 電纜 主用1根，備用1根;

WDZ-YJY-5x16電纜 主用1根，備用1根;

WDZ-YJY-3x35+2x16電纜 主用1根，備用1根;

WDZ-YJY-4x150+1x70電纜 主用2根，備用2根;

WDZ-YJY-4x185+1x95電纜 主用1根，備用1根;

三級(jí)負(fù)荷電纜：

WDZ-YJY-0.6/1kV-4x16+1x16電纜 1根

WDZ-YJY-0.6/1kV-4x35+1x16電纜 7根

WDZ-YJY-0.6/1kV-4x50+1x25電纜 2根

WDZ-YJY-0.6/1kV-4x70+1x35電纜 5根

WDZ-YJY-0.6/1kV-4x185+1x95電纜 2根

取0.6/1kV非鎧裝不等截面電纜電纜的數(shù)據(jù)，驗(yàn)算其在電井如何布置滿足阻燃的要求。

單根電纜所含非金屬材料的容積：

6mm2：

同上可計(jì)算得16mm2：0.3139L/m;35mm2：0.4951L/m;50mm2：0.651L/m;70mm2：0.867L/m;150mm2：1.628L/m;185mm2：2.0353L/m。

二級(jí)負(fù)荷阻燃電纜放在一起每米的所含非金屬材料容量：

選擇B級(jí)阻燃電纜成1束即可滿足阻燃條件。

三級(jí)負(fù)荷阻燃電纜放在一起每米的所含非金屬材料容量：

則：7L/m

選擇B級(jí)阻燃電纜：3.5L/m

則電纜至少成束份數(shù)：n≥VS/VB≥13.492/7=1.92736取n=2;

故至少要用2個(gè)金屬槽盒敷設(shè)于電井內(nèi)。

若選擇A級(jí)阻燃電纜成1束即可滿足阻燃條件。

四、結(jié)論與展望

過去我國電線電纜的阻燃技術(shù)同國外的發(fā)達(dá)國家相比較依然是具有明顯差距的。近些年我國電線電纜的阻燃技術(shù)已取得長足的進(jìn)步。將來針對(duì)一些人員密集和高層建筑場(chǎng)所在工程建設(shè)對(duì)電纜的阻燃要求會(huì)逐步明確和提高。

相信在不久的將來由于電線電纜的阻燃技術(shù)的進(jìn)步提高。成束電纜的阻燃性能也將大大提升。從而更好的保護(hù)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，為社會(huì)主義國家的建設(shè)保駕護(hù)航。

參考文獻(xiàn)：

[1]上海電纜研究所，等.GB/T 18380.31-2008電纜和光纜在火焰條件下的燃燒試驗(yàn) 第31部分：垂直安裝的成束電線電纜火焰垂直蔓延試驗(yàn) 試驗(yàn)裝置 [S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[2]上海電纜研究所.GB/T 18380.32～36-2008電纜和光纜在火焰下的燃燒試驗(yàn) 第33～35部分：垂直安裝的成束電線電纜火焰垂直蔓延試驗(yàn)AF/R類、A類、B類、C類、D類[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[3]李燕.如何正確選擇阻燃電纜級(jí)別[J]. 上海 電纜電線，2018年.