變配電所內電纜防火阻燃設計要點

夏 超

在實際的工程設計工作中，設計師需要結合工程性質、火災概率及其特點和經濟合理性等因素，從電纜選型、實施防火封堵等方面開展電纜防火阻燃的設計工作。

1 電纜選型

1.1 阻燃電纜的選擇

電纜的阻燃性能取決于其護套材料。根據《阻燃和耐火電線電纜或光纜通則》 （GB/T 19666-2019），采用《電纜和光纜在火焰條件下的燃燒試驗》 （GB/T 18380.11～36-2008） 規定的試驗條件，阻燃電纜分為A、B、C、D 四個類別。

A 類和B 類阻燃電纜是指體積分別為≥7 L/m和≥3.5 L/m 的成束電纜的非金屬材料在供火溫度≥815 ℃、供火時間40 min 的條件下，焦化高度≤2.5 m、自熄時間≤1 h 的電纜。C 類阻燃電纜是指體積為≥1.5 L/m 的成束電纜的非金屬材料在供火溫度≥815 ℃、供火時間20 min 的條件下，焦化高度≤2.5 m、自熄時間≤1 h 的電纜。D 類阻燃電纜是指體積為≥0.5 L/m 的成束電纜的非金屬材料在供火溫度≥815 ℃、供火時間20 min 的條件下，焦化高度≤2.5 m、自熄時間≤1 h 的電纜，D類標準適用于外徑不大于?12 mm 的小電纜或光纜，以及導體標稱截面積不大于35 mm2的電纜。

氧指數和發煙性是用來評定阻燃電纜性能的主要指標。

正常情況下，空氣重氧氣含量為21%，因此當某一材料的氧指數超過21 時，該材料在空氣中會自熄。材料的氧指數越高，其阻燃性能也越好。

電纜的發煙性可由透光率表示，透光率越小，表示對應材料燃燒時的發煙量越大。因此，會產生大量含有害氣體的煙霧，不僅會妨害火災救援，也會損害人體健康和設備。

1.2 耐火電纜的選擇

耐火電纜是指在供火溫度為750 ℃、供火時間90 min、冷卻時間15 min 的條件下，2 A 熔斷器不熔斷、指示燈不熄滅的電纜。

耐火電纜按照絕緣材料的材質可以分為有機型和無機型兩種。

有機型耐火材料主要是采用能夠耐受800 ℃高溫的云母帶，外部絕緣采用聚氯乙烯或者交聯聚乙烯，如果對電纜有阻燃要求，選用阻燃型絕緣材料即可。

無機型耐火電纜一般為礦物絕緣電纜，國際上稱之為MI 電纜（Mineral insulation cable），可以分為剛性和柔性兩種。國內早期從業人員口中的“防火電纜”即剛性耐火電纜，但“防火電纜”這個譯法的含義并不準確，不太符合現行標準的定義。

2 防火封堵及設計要點

防火封堵主要包含涂刷防火涂料、電纜或光纜防火封堵、電纜或光纜保護管防火封堵、封閉母線穿墻孔防火封堵、電纜橋架防火封堵、電纜溝阻火墻、電纜豎井防火封堵、電氣盤柜底部防火封堵等。

2.1 防火封堵材料

（1） 電纜防火涂料 涂覆于絕緣電纜表面，能形成有阻燃保護作用的涂膜。一般分為水性電纜防火涂料和溶劑性電纜防火涂料。

（2） 鋼結構防火涂料 涂覆于鋼結構（一般指鋼管、鋼制線槽和鋼制橋架） 表面，能形成具有提高鋼結構耐火極限作用的耐火隔熱保護層。按照使用場所可分為室內型和室外型，按照干涂層厚度可分為超薄型、薄型和厚型。

（3） 無機防火堵料 主要成分為無機材料的固體粉末，與外加劑調和使用，具備適當和易性。根據物理特性不同，有速固型無機防火堵料和耐水型無機防火堵料。

（4） 有機防火堵料 主要成分為有機材料。根據物理特性不同，有柔性有機防火堵料和輕質膨脹型有機防火堵料。柔性有機防火堵料具備一定的可塑性和柔韌性，輕質膨脹型有機防火堵料具備可膨脹發泡的特性。

（5） 阻火包（也稱作防火包或耐火包） 包狀物體，內含阻火材料。適用于電纜橋架的防火分隔或較大孔洞的防火封堵。

（6） 板材 板狀材料，具備防火、隔熱性能，便于切割和鉆孔。根據硬度不同，有硬質不燃防火板材和半硬質防火噴涂礦棉板。

（7） 阻火圈或阻火帶 阻火圈為金屬材料外殼，內填充阻燃膨脹芯材，套在保護管外壁，固定在樓板或墻體部位，遇火后芯材受熱迅速膨脹，擠壓保護管，在較短時間內封堵孔洞，阻止火勢沿洞口蔓延。阻火帶是用防火材料制成的可卷曲纏繞的柔性帶狀產品，纏繞在保護管外表面，采用鋼帶包覆或其他適當方式固定，遇火后膨脹擠壓保護管，封堵局部孔洞，阻止火勢蔓延。

2.2 防火涂料

當電纜、保護管、線槽和橋架等被保護物水平穿越防火分隔時，防火分隔兩側的被保護物表面都應涂刷防火涂料。當電纜、保護管、線槽和橋架等被保護物垂直穿越防火分隔時，防火分隔兩側的被保護物表面應涂刷防火涂料。

電纜表面應使用電纜防火涂料，金屬保護管、金屬線槽和金屬橋架等被保護物的表面一般使用超薄型鋼結構加涂防火涂料。

電纜防火涂料可以刷涂或者噴涂，涂料能夠在自然環境下干燥、固化，成膜后涂層表面無明顯凹凸。表干時間≤5 h，實干時間≤24 h。電纜防火涂料的干涂層厚度應為1 mm±0.1 mm，涂刷長度＞1 m。涂料需要分3～5 次涂刷，每次涂膜表面干燥后再進行下一次涂刷。一般情況下，兩次涂刷的時間間隔為4～24 h。當所購產品有具體的涂刷施工說明時，應根據施工要求執行。涂料的設計工程量一般可按照2～3 kg/m2（電纜表面積） 涂料考慮。

鋼結構的防火涂料一般采用刷涂的方式，也可以選擇機械噴涂或輥涂。單次涂刷的厚度以0.2～0.3 mm 為宜，兩次涂刷的時間間隔為8～12 h，每次涂刷之后要等待涂層基本干燥后再進行下一次涂刷，直到涂刷至規定厚度，涂刷標準需要參考具體產品的說明書。涂料的設計工程量一般可按照0.2～0.3 kg/m2涂料來考慮。

2.3 電纜或光纜的防火封堵

電纜或光纜防火封堵的部位一般為穿墻孔或穿樓板孔，封堵處的電纜應不容易受到外力作用。

（1） 穿墻孔封堵

穿墻孔處的封堵主材可選擇柔性有機堵料、輕質膨脹型有機堵料、阻火包或速固型無機堵料。

主材為柔性有機堵料的封堵適合于孔洞較小的情況，孔壁與電纜間應緊密填入不燃纖維（玻璃纖維或礦棉），兩側填塞厚度＞15 mm 的柔性有機防火堵料。

主材為輕質膨脹型有機堵料或速固型無機堵料時，封堵主材和電纜之間要填塞柔性有機防火堵料。

主材為阻火包時，阻火包和電纜之間要填塞柔性有機防火堵料。可以在墻洞兩側覆蓋防火板以增加封堵的穩固性。

（2） 穿樓板孔封堵

穿樓板孔處的封堵主材可選擇柔性有機堵料、輕質膨脹型有機堵料或防火板。

主材為柔性有機堵料的封堵適合于孔洞較小的情況，孔壁與電纜間應緊密填入不燃纖維（玻璃纖維或礦棉），上側填塞厚度＞15 mm 的柔性有機防火堵料。

主材為輕質膨脹型有機堵料時，封堵主材和電纜之間要填塞柔性有機防火堵料。如果孔洞過大，應用鋼絲網在樓板下側做支撐。

主材為防火板時，上下兩側的防火板用膨脹螺栓固定在樓板上（如果僅能從上側施工，則樓板下側要先固定好扁鋼支架，下側防火板放在支架上），中空部分填塞阻火包或者速固型無機防火堵料。當中空部分填塞速固型無機防火堵料時，可取消上側防火板。

2.4 電纜或光纜保護管防火封堵

電纜或光纜保護管防火封堵的部位一般為穿墻孔或穿樓板孔，封堵主材可選擇柔性有機防火堵料或阻火圈。

主材為柔性有機防火堵料時，孔壁與保護管之間的縫隙采用柔性有機防火堵料密封，保護管兩端電纜與保護管之間的縫隙內要填塞厚度＞50 mm 的柔性有機防火堵料。

主材為阻火圈時，孔壁與保護管之間的縫隙兩側采用柔性有機防火堵料密封，厚度＞15 mm；保護管兩端電纜與保護管之間的縫隙內要填塞厚度＞50 mm 的柔性有機防火堵料；保護管的兩側均要安裝阻火圈。

2.5 封閉母線穿墻孔防火封堵

封閉母線穿墻孔防火封堵的封堵主材可選擇柔性有機防火堵料、防火板或阻火包。

主材為柔性有機堵料的封堵適合于孔洞較小的情況，封閉母線與洞壁之間應緊密填入不燃纖維（玻璃纖維或礦棉），兩側填塞厚度＞15 mm 的柔性有機防火堵料。也可以選擇在封閉母線與洞壁之間的縫隙直接填塞柔性有機防火堵料。

主材為防火板時，需要用螺絲釘固定防火板，固定位置為四個角及四周每隔200 mm 處；封閉母線與洞壁間應緊密填入不燃纖維（玻璃纖維或礦棉），孔洞兩側的四周填塞寬度25 mm、厚度＞4 mm 的柔性有機防火堵料。

主材為阻火包時，阻火包的擺放厚度為240 mm，阻火包與封閉母線之間要留適當的空隙，并在空隙內填塞柔性有機防火堵料。

2.6 電纜橋架防火封堵

電纜橋架防火封堵部位一般為穿墻孔或穿樓板孔。

（1） 穿墻孔封堵

穿墻孔處的封堵主材可選擇輕質膨脹型有機防火堵料、速固型無機防火堵料、防火板或阻火包。

主材為輕質膨脹型有機防火堵料時，橋架內電纜與輕質膨脹型堵料之間的縫隙要填塞柔性有機防火堵料。如果孔洞過大，為了保證封堵的穩固，要在墻洞兩側加鋼絲網。

主材為速固型無機防火堵料時，需要在墻洞兩側用木板支模，內填速固型無機防火堵料，橋架內的空間填塞柔性有機防火堵料。

主材為防火板或阻火包時，封堵方法與封閉母線穿墻孔相同。

（2） 穿樓板孔封堵

穿樓板孔處的封堵主材可選擇輕質膨脹型有機防火堵料、耐水型無機防火堵料、防火板或阻火包。

主材為輕質膨脹型有機防火堵料時，做法與穿墻孔類似，僅適用于樓板孔洞較小時。

主材為耐水型無機防火堵料時，做法與采用速固型無機防火堵料封堵穿墻孔類似，但宜在孔洞下側加設永久支撐或植筋。

主材為防火板時，需要在孔洞下側安裝鍍鋅扁鋼支架，支架上安裝阻火網或防火板；孔洞上側設置防火板并用帶墊圈的螺絲釘固定，固定位置為四個角和四周每隔200 mm 處。

主材為阻火包時，也需要在孔洞下側安裝鍍鋅扁鋼支架，并安裝防火板；阻火包與樓板地面平齊，在其上方安裝防火板。

2.7 電纜溝阻火墻

電纜溝阻火墻的主材可選擇防火板、耐水型無機防火堵料或阻火包。

主材為防火板時，阻火墻由兩塊防火板夾不燃纖維組成。防火板間距100 mm，在兩層防火板下方的溝底兩側安裝兩根排水鋼管（DN800，長300 mm），其余空隙填塞柔性有機防火堵料。如有必要，可以在溝壁上垂直固定兩行角鋼用以支撐防火板。

主材為耐水型無機防火堵料時，要在安裝處支71模板，也需在溝底兩側安裝兩根排水管；填充耐水型無機防火堵料時，還可在適當位置為電纜預留孔洞，孔洞處填充柔性有機防火堵料。

主材為阻火包時，阻火包與電纜間需填塞柔性有機防火堵料。此方案不適于存在積水的場所。

2.8 電纜豎井防火封堵

由于本文僅涉及變配電所內的防火封堵，故不討論大型電纜豎井的防火封堵。電纜豎井的封堵主材可選擇防火板、耐水型無機防火堵料或阻火包。

主材為防火板時，安裝防火板處的豎井壁要先安裝角鋼，然后再把防火板安裝在角鋼上。防火板與豎井壁、角鋼接觸的部位要涂至少4 mm 厚的柔性有機防火堵料，防火板拼接處涂抹厚度為25 mm的柔性有機防火堵料。

主材為耐水型無機防火堵料時，安裝處的豎井壁上要交錯植鋼筋，鋼筋間距不大于200 mm，鋼筋需避開電纜。鋼筋下方30 mm 處支模，然后在孔洞內填入耐水型無機防火堵料。

主材為阻火包時，防火板與角鋼的安裝方式與主材為耐水型無機防火堵料時相同；防火板上填塞阻火包，并與樓板上表面平齊。

2.9 電氣盤柜底部防火封堵

電氣盤柜底部防火封主材可選擇防火板、輕質膨脹型有機堵料或阻火包。

主材為防火板時，共需兩層防火板，上層防火板緊貼柜底安裝，兩層防火板均安裝在在溝壁角鋼上；防火板邊緣要涂抹柔性有機防火堵料，防火板拼接處、防火板與溝壁之間也要用柔性有機防火堵料粘結。本方案于樓板上、下方施工均可。

主材為輕質膨脹型有機堵料時，樓板下側要用防火板做支撐。本方案僅適合于樓板下方施工。

主材為阻火包時，在樓板洞的下側設置固定于角鋼支架的防火板，防火板上填塞阻火包。本方案僅適合于樓板上方施工。

3 結 語

以上為進行變配電所內電纜的防火阻燃設計的要點，設計師在實際工作中除了要將通用做法表述清楚外，也應該提醒施工方根據實際采購材料的特點進行適當調整。