城市軌道交通電氣消防設(shè)計之礦物絕緣電纜的若干設(shè)計問題分析

譚明偉

礦物絕緣電纜因其具有很好的耐火性能從而在城市軌道交通、高層（超高層）建筑、人員密集場所等重要公共建筑的項目中得到了廣泛的應(yīng)用。但在設(shè)計和使用階段存在諸多爭議。

一、選用礦物絕緣電纜的適用原則

1. 相關(guān)國家規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定

礦物絕緣電纜選用的設(shè)計依據(jù)在《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB 50016-2014（2018年版）第10.1.10.3條已明確，為此在民用建筑、軌道交通站房等建筑規(guī)模受限，房間布置緊張且無法做到分井設(shè)置的項目中，該條規(guī)定就成為了設(shè)計選用礦物絕緣電纜的重要設(shè)計依據(jù)及圖審機(jī)構(gòu)的審查依據(jù)。另外，依據(jù)《商店建筑電氣設(shè)計規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定，作為軌道交通大型商業(yè)配套工程選用礦物絕緣電纜的推薦依據(jù)。

在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中以《地鐵設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)》GB 51298-2018、《交通建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ243-2011的相關(guān)條文規(guī)定為依據(jù)，作為軌道交通項目選用礦物絕緣電纜的推薦依據(jù)。

2. 相關(guān)消防設(shè)備及場所持續(xù)供電時間的需求

表1 消防用電設(shè)備持續(xù)供電時間表

從上述列表中可以看出，工程設(shè)計中選用礦物絕緣電纜的核心在是否能滿足火災(zāi)情況下所需的最少持續(xù)供電時間。常規(guī)有機(jī)絕緣阻燃耐火電纜的承受溫度約為750℃，耐火極限約為90min。因此當(dāng)溫度進(jìn)一步升高時，將無法保證持續(xù)供電時間的需求，需采取金屬管或耐火金屬線槽的保護(hù)，并應(yīng)涂加防火涂料加以雙重保護(hù)的方案才有可能保證所需的消防用電持續(xù)供電時間的需求。

綜合以上論述，普通耐火電纜在線路敷設(shè)路徑中的綜合耐火性能由電纜本體耐火極限、金屬導(dǎo)管耐火極限（金屬線槽）、防火涂料耐火極限共同構(gòu)建，而礦物絕緣電纜不僅能達(dá)到產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的950°C和180 min的耐火時間要求，而且敷設(shè)方式不受限制，可以直接明敷。

二、礦物絕緣電纜的選型

1. 礦物絕緣電纜的定義

（1）《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB 50016-2014（2018年版），明確了該類電纜的組成應(yīng)由銅芯、礦物質(zhì)絕緣材料、銅等金屬護(hù)套組成，還應(yīng)具有良好的導(dǎo)電性能、機(jī)械物理性能、耐火性能。

（2）《礦物絕緣電纜敷設(shè)技術(shù)規(guī)程》JGJ232-2011術(shù)語解釋到礦物絕緣電纜為“用普通退火銅作為導(dǎo)體，氧化鎂作為絕緣材料，普通退火銅或銅合金材料作為護(hù)套的電纜”。

2. 產(chǎn)品型號、構(gòu)成及相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的定義

表2 不同規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的款物絕緣電纜

現(xiàn)行國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的礦物絕緣電纜產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)僅為上述三種，上述標(biāo)準(zhǔn)中在城市軌道交通所引用的為前2種較多，但筆者認(rèn)為最貼切《建筑設(shè)計防火分規(guī)范》的電纜為BTTZ系列，從《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》第四版中我們也不難發(fā)現(xiàn)，礦物絕緣電纜設(shè)計選型中也僅列了BTTZ系列作為設(shè)計選型參考。根據(jù)工程實際反饋發(fā)現(xiàn)目前市面上能夠通過中國質(zhì)量認(rèn)證中心（CQC）認(rèn)證的礦物絕緣電纜也主要集中于BTTZ系列。

三、礦物絕緣電纜的標(biāo)注方式

在工程設(shè)計中礦物絕緣電纜的標(biāo)注方式?jīng)]有一個明確規(guī)范規(guī)定，設(shè)計往往會根據(jù)常規(guī)電纜的標(biāo)注習(xí)慣來標(biāo)注礦物絕緣電纜，這會對電纜采購、工程概（預(yù)）算造成困擾。尤其是大截面的礦物纜，芯數(shù)的表達(dá)就顯得尤為重要。根據(jù)設(shè)計習(xí)慣，一般城市軌道交通在電纜的選擇上都會優(yōu)先采用多芯電纜，包括礦物絕緣電纜，但礦物絕緣電纜跟普通電纜比其不完全是多芯電纜。

表3 電力電纜規(guī)格標(biāo)注方式（電力電纜）

綜上所述，如果設(shè)計根據(jù)常規(guī)電纜的習(xí)慣標(biāo)注，均按多芯電纜標(biāo)準(zhǔn)，工程造價人員按多芯考慮概（預(yù)）算，這將對整個電氣工程造價上帶來很大的影響。

四、礦物絕緣電纜的銅護(hù)套能否做PE線

在城市軌道交通建設(shè)過程中部強審單位及工程驗收專家組對GB50169-2016第4.1.8條強制性條文有著不同的理解，不認(rèn)同BTTZ系列電纜的銅護(hù)套可作為PE線的設(shè)計方案。筆者則不認(rèn)同此類看法，下面筆者將從以下幾個方面來闡述個人觀點：

1. 專業(yè)術(shù)語的名詞解釋

（1）保護(hù)導(dǎo)體（PE）：“為了安全目的，如電擊防護(hù)中設(shè)置的導(dǎo)體。”

（2）接地導(dǎo)體（接地線）：“在系統(tǒng)、裝置或設(shè)備的給定點與接地網(wǎng)之間提供導(dǎo)電通路或部分導(dǎo)電通路的導(dǎo)體。”

綜上所述：兩者的名詞解釋均源自《電氣術(shù)語 電氣裝置》規(guī)范定義，可見接地線（接地導(dǎo)體）與保護(hù)導(dǎo)體（PE線）是兩個不同的概念，因此，GB50169-2016 第4.1.8條不能被用來判定礦物絕緣電纜的金屬護(hù)套能不能作為PE線的依據(jù)。

2. 規(guī)范條文分析

《建筑物電氣裝置 第5-54部分 電氣設(shè)備的選擇和安裝 接地配置、保護(hù)導(dǎo)體和保護(hù)聯(lián)結(jié)導(dǎo)體》GB 16895.3-2017中強調(diào)：

綜上分析可知：

（1）符合543.2.1、543.2.2條件之規(guī)定的金屬電纜護(hù)套可作為PE線。

（2）考慮到礦物絕緣電纜銅護(hù)套承受故障能力強，其截面積都可不必計算。

表4 物絕緣電纜選用接地線截面表

綜上所述：以TN-S接地系統(tǒng)中，礦物絕緣電纜將三根相線的銅護(hù)套通過接地銅片連接后成為共同的保護(hù)導(dǎo)體（PE），則其實際截面積＞單芯銅護(hù)套截面（且＞S/2），因此完全可以省一根保護(hù)性導(dǎo)體，以免增加工程成本。

五、結(jié)束語

在城市軌道交通及其他民用項目工程中選用礦物絕緣電纜應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，同時還應(yīng)參照國標(biāo)圖集、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及實驗標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行全面分析后作出合理的設(shè)計選型。