一、民用建筑的配變電系統(tǒng)
由發(fā)電廠、不同電壓等級(jí)的電力網(wǎng)、電能用戶組成的統(tǒng)一整體稱為電力系統(tǒng)。而由降壓站供給的10KV-380/220V配電線路,是將電能分配到各類用戶。民用建筑的用戶是各類電能用戶之一。
民用建筑外部的10KV配電系統(tǒng)是指降壓變電所引出的10KV各回電源線。該線路是由民用建筑建設(shè)單位投資建設(shè),而產(chǎn)權(quán)移交給當(dāng)?shù)毓╇姴块T,由供電部門負(fù)責(zé)動(dòng)行、維護(hù)和治理。民用建筑或民用建筑群內(nèi)部的配電系統(tǒng),是指民用建筑或民用建筑群圍內(nèi)生活小區(qū)的降壓變電所、配變電民;高層和超高層建筑采用的自啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組;中、低壓配電線路;照明、空調(diào)、電力,電熱等配電系統(tǒng)。
二、中、低壓配電及配電方式
民用建筑用配電負(fù)荷一般分為三級(jí),重要的交通樞紐、重要的通信樞紐、大型體育館、國(guó)際活動(dòng)的公共場(chǎng)所、重要電力負(fù)荷、高層建筑和超高層建筑的賓館、大廈、寫字樓等用電負(fù)荷為一級(jí)負(fù)荷。高層民用建筑的火災(zāi)自動(dòng)警系統(tǒng)和消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)、信息高速公路,實(shí)時(shí)處理計(jì)算機(jī)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)列入一級(jí)負(fù)荷的非凡重要負(fù)荷。
國(guó)內(nèi)大型民用建筑較大負(fù)荷的用電單位配電方式都是由中壓10KV配電。對(duì)小型民用建筑較小負(fù)荷的用電單位宜接入地區(qū)低壓380/220V電網(wǎng),其配電半徑不宜超過250米。根據(jù)配變電系統(tǒng)的配電及配電方式,用電負(fù)荷的等級(jí)和環(huán)境特征等,正確選擇電氣線路的絕緣導(dǎo)體及其電氣保護(hù),對(duì)防止和減輕電氣線路火災(zāi)能起到積極作用。
三、正確選擇電纜、電線、母線槽及電纜橋架
高層、超高層建筑要根據(jù)地區(qū)條件、工程特點(diǎn),應(yīng)重點(diǎn)考慮地震和水的二次災(zāi)難、防雷及防火等方面的因素。就防火而言,從國(guó)內(nèi)外很多可證實(shí)的火災(zāi)案例,可證實(shí)高層民用建筑物內(nèi)各部位裝修材料燃燒性能等級(jí),不可超過民用高層建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范和建筑物內(nèi)部裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范的規(guī)定。然而目前國(guó)內(nèi)外還沒有超高層民用建筑防火規(guī)范和超高層民用建筑物內(nèi)部裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范可遵循。任何民用建筑物和內(nèi)部裝修本身的不燃化是有局限性的,而電能分布在民用建筑物內(nèi)、外各個(gè)部分,任何完善的防火治理使電能發(fā)生火災(zāi)的幾率為零都是不可能的。盡管消防部門年年都強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)防火治理,但由于種種原因也常意外地隱藏著電氣線路火災(zāi)的危險(xiǎn)。電氣火災(zāi)的危害案例最多的還是線路,如電纜、電線等配電線路。高層、超高層民用建筑,從防火的角度出發(fā),除認(rèn)真考慮建筑物及裝修材料的不燃化外,電氣設(shè)備、配電線路所采用的各類電纜、電線、母線槽更需要采取阻燃化、難燃化和不燃化的措施。高層、超高層民用建筑的電氣設(shè)備使用的材料多數(shù)為有機(jī)化合物,通常以電氣絕緣材料的方式使用,非凡是塑料多數(shù)為易燃、可燃性的物質(zhì),設(shè)計(jì)和使用時(shí)必須充分注重,應(yīng)嚴(yán)格按照消防法規(guī)的要求設(shè)計(jì)、選型及安裝敷設(shè)。
近些年來,由于電纜、電線、母線槽著火延燃釀成重大火災(zāi),國(guó)內(nèi)外時(shí)有發(fā)生,損失慘重,已引起人們的深切關(guān)注。并使人們清楚地熟悉到在民用建筑物內(nèi)使用的各類電氣產(chǎn)品中,一部分電氣的配電線路必須根據(jù)不同用途選用阻燃、難燃和不燃的纜線和母線槽。
阻燃型電纜、電線具有阻燃性能的PVC絕緣和護(hù)套電纜、電線,耐溫有70℃、90℃、105℃,阻燃特性氧指數(shù)為32及以上。阻燃型電纜、電線其不易著火或是著火后不延燃,離開火源可以自熄。但阻燃材料作導(dǎo)體的絕緣是有一定的局限性,它僅適用于有阻燃要求的場(chǎng)所,耐溫105℃絕緣導(dǎo)線也稱作耐熱線,使用溫度較高的場(chǎng)所。
日本JISK7201標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了按測(cè)得的氧指數(shù)對(duì)材料難燃性進(jìn)行判定的等級(jí):難燃級(jí)別材料氧指數(shù):
一級(jí)大于30;二級(jí)27-30;三級(jí)24-27;四級(jí)21-24五級(jí);21以下
我國(guó)生產(chǎn)的阻燃電纜,經(jīng)過成束電纜燃燒通過了IEC-332-3標(biāo)準(zhǔn)中最嚴(yán)酷的A類燃燒試驗(yàn),達(dá)到了國(guó)際同類產(chǎn)品的要求,接近國(guó)際先進(jìn)水平。根據(jù)全國(guó)火災(zāi)事故的統(tǒng)計(jì)分析,因電力電纜著火造成火災(zāi)的事故占有很大的比例。從1986年到1991年全國(guó)電力系統(tǒng)因電力電纜著火釀成火災(zāi)案例有62起,燒毀電纜、電氣設(shè)備以及售電等直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)7億元以上。石化系統(tǒng)有214起,造成直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)拾億元。電纜故障引起火災(zāi)的過程如下:電纜局部著火后,火熱勢(shì)很猛,蔓延迅速,同時(shí)還產(chǎn)生大量的含有氯化氫有毒的煙氣,對(duì)人體構(gòu)成威脅,致使消防救火人員不能靠近火場(chǎng)及時(shí)撲救。與此同時(shí)氯化氫氣體與空氣中的水份相結(jié)合,化合成稀鹽酸附著在電氣設(shè)備、儀器儀表裝置上生成導(dǎo)電薄膜。嚴(yán)重降低了機(jī)電設(shè)備和一二次接線回路的絕緣性能,直接影響機(jī)電設(shè)備和發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行并縮短其壽命。為防止電纜引起火災(zāi)和盡量減少氯化氫有毒氣體,我國(guó)生產(chǎn)的電力電纜、控制電纜,適用不同場(chǎng)合要求的低煙低鹵阻燃和耐火電纜已在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)并達(dá)標(biāo)。法國(guó)阿爾卡特公司除生產(chǎn)電力電纜控制電纜外,弱電的結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)也都采用公司生產(chǎn)的低煙、低鹵阻燃的雙絞線。對(duì)于超高層民用建筑,由于建筑高度超過100m,火災(zāi)撲救難度大,采用低煙、低鹵的纜、線、母線槽是很有必要的。
銅護(hù)套、氧化鎂粉絕緣銅芯不燃電纜
一級(jí)負(fù)荷的非凡重要負(fù)荷中,如消防電梯、消防電梯、消防泵、應(yīng)急發(fā)電機(jī)等電源線,應(yīng)積極推廣銅護(hù)套銅芯氧化鎂絕緣防火電纜。MI電纜和耐火母線槽是預(yù)防和撲救高層、超高層民用建筑火災(zāi)的重要舉措之一。MI電纜價(jià)格比阻燃電纜價(jià)格要高,敷設(shè)方式均為明裝敷設(shè)。
MI電纜有如下特點(diǎn):1、防火、耐火、耐高溫。銅護(hù)套、銅芯線其熔點(diǎn)為1083℃,無機(jī)物氧化鎂粉絕緣材料在2200℃高溫不熔化,有很強(qiáng)的防火、耐火性能,且在250℃的高溫環(huán)境中長(zhǎng)期安全工作,用在應(yīng)急發(fā)電機(jī)、消防電梯和消防泵的低壓電線路上,可為消防人員火災(zāi)的撲救贏得時(shí)間和提拱保證。2、無煙、無毒有利于人們撤離火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng),更有利益于消防人員撲救。3、防火、防水、耐腐蝕性能高。氧化鎂絕緣材料被緊密地?cái)D壓在銅護(hù)套與銅芯之間,MI電纜的部件全部為絲扣連接,任何氣體、火焰都無法進(jìn)入設(shè)備和電纜內(nèi)。銅護(hù)套本身就具有良好的防腐性能,MI電纜在民用建筑中無需套塑料護(hù)套。銅護(hù)套為無縫銅管制成,即使浸泡在水中也可長(zhǎng)期安全無故障通電運(yùn)行。4、無幅射、無渦流、過載能力強(qiáng)。銅護(hù)套有很高的防磁性能,能起到很好的屏蔽作用,還能防止輻射。單芯電纜無渦流效應(yīng),故銅護(hù)套不會(huì)發(fā)熱。與相同截面的其它阻燃、難燃型電纜相比較,MI電纜內(nèi)無機(jī)絕緣的氧化鎂材料,短路和過載時(shí)不存在絕緣軟化和損壞,也不會(huì)自燃。又由于過載能力很強(qiáng),根據(jù)負(fù)荷計(jì)算電流選用線芯截面沒必要放大1-3級(jí),這在性能價(jià)格比上是可取的。5、機(jī)械強(qiáng)度高,外經(jīng)小,使用壽命長(zhǎng)。MI電纜的銅護(hù)套,絕緣粉,銅護(hù)套三為一體的結(jié)構(gòu),在多機(jī)械撞外力敲打也不會(huì)損壞,確保電氣和絕緣性能指標(biāo)不變。由于非凡的結(jié)構(gòu)和機(jī)械強(qiáng)度高,銅護(hù)套外部直徑比其它阻燃、耐火電纜要小,因此占地面積就小。氧化鎂粉是無機(jī)材料,化學(xué)性能極為穩(wěn)定,也不存在老化的問題。銅護(hù)套在民用建筑中幾乎能達(dá)到永久性保護(hù)作用,而其它有機(jī)材料作絕緣的導(dǎo)體,在不過載的情況下其壽命為15-20年。阻燃電纜和難燃電纜只要火燃烤后,外部有機(jī)絕材料就會(huì)軟化,失去或降低電氣和絕緣性能?;馂?zāi)燃燒后,一般都要更換。而MI電纜在火烤后,氧化鎂無機(jī)絕緣材料不會(huì)降低電氣和絕緣性能,仍可繼續(xù)使用無需更換。安全可靠性高,MI電纜的銅護(hù)套本身就是很好的PE接地線,確保人身和設(shè)備安全運(yùn)行,不必另增設(shè)一根PE地線。使用靈活方便,在民用建筑中的配電線路,只要滿足敷設(shè)高度2.5m以上,MI電纜就不必要求機(jī)械保護(hù)。MI電纜可直接敷設(shè)在天棚內(nèi),無需金屬封閉線槽保護(hù)。
密集型插接式母線槽
由機(jī)械電子工業(yè)部天津傳動(dòng)研究所定型發(fā)證的CCX密集型插接式絕緣母線槽,是我國(guó)機(jī)械電子工業(yè)部定型的產(chǎn)品。由于民用建筑電氣用電負(fù)荷容量不斷增長(zhǎng),據(jù)國(guó)內(nèi)外不完全統(tǒng)計(jì),就住宅類民用建筑的用電負(fù)荷每年遞增1%的用電量。早在二戰(zhàn)期間蘇軍軍工廠為便于轉(zhuǎn)移,軍工機(jī)械廠的低壓配電母線槽就使用了空氣式絕緣母線槽。該母線槽除便于安裝、拆卸方便外,非凡適宜機(jī)加工車間的機(jī)床配電。在機(jī)加工車間架設(shè)的空氣式母線槽,幾乎不受以機(jī)床所在位置限制,通過母線槽插接孔引出電源的分支線供給各類機(jī)床用電,體積較大,造價(jià)相對(duì)較低。當(dāng)負(fù)荷密度達(dá)70瓦/平方米時(shí),20層及以上的高層與超高層民用建筑物,宜選用密集型母線槽,配電線路采用密集型母線槽與傳統(tǒng)的電力電纜配電方式相比較,有許多突出的優(yōu)點(diǎn)。如體積小,結(jié)構(gòu)緊湊,占用空間位置小,阻抗小,傳輸電流大,并能很方便地通過母線槽插接式開關(guān)箱引出電源分支線。由于選材優(yōu)良,設(shè)計(jì)精致,具有較高的電氣及機(jī)械性能,外殼接地好,安全可靠。因此在國(guó)內(nèi)外高層與超高層民用建筑的低壓配電干線廣泛采用。密集型母線槽,不如空氣式母線槽插接孔引出分支回路隨意性強(qiáng),但防水性能好。密集型母線槽的敷設(shè)必須現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè),安裝線槽的長(zhǎng)度精確度要求較高,母線槽的插接式開關(guān)箱高度也應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)確定。
密集型母線槽的分類如下:
1、普通密集型母線槽:采用國(guó)內(nèi)名牌熱縮套管,精細(xì)加工組裝,絕緣性能可靠,壽命可達(dá)20年免維護(hù)。但不阻燃,該母線槽可作為普通多層民用建筑的大負(fù)荷機(jī)電設(shè)備的配電干線。
2、阻燃型密集型母線槽:銅母排上采用聚四氟乙烯薄膜纏繞3層,工頻耐壓可達(dá)3750伏。母排纏繞后,采用進(jìn)口paychem或國(guó)產(chǎn)名牌熱收縮套管作為護(hù)套,在各相母線間采用阻燃絕緣薄板隔離,氧指數(shù)32以上,達(dá)到母線槽的電氣和阻燃性能。