电缆和电气设备防火

8.4电子器材及设备防火 8.4电子器材及设备防火
8.4.3 电子设备的易损性
当暴露在电气火灾所产生的烟气或酸性气体中时，许 多电子设备极易发生故障。空气中的烟尘颗粒易于在带电 表面积聚，并且能在继电器接点之间形成电桥，从而导致 继电器漏电和出现错误信号。 使用合适涂料涂覆电路板可以保护电路板免受烟气污 染。可使用的涂料包括丙烯酸树脂、环氧树脂、聚对二甲 苯树脂、聚亚酰胺树脂和硅酮树脂等，其中，效果最好的 是聚对二甲苯树脂和聚亚酰胺树脂。。
8.5变压器防火设计 8.5变压器防火设计
第八章
电缆和电气设备防火
8.2.4 电缆火灾灭火试验 8.2.4.1 气体灭火试验
在扑灭电气火灾时， 灭火系统的CO 在扑灭电气火灾时，CO2灭火系统的CO2浓度要保 持在50 50% 并且要持续20min以上 20min 以上。 持在 50% ， 并且要持续 20min 以上 。 有关电缆燃烧的 灭火试验大多趋向小规模化， 灭火试验大多趋向小规模化 ， 并使用以多氟代烃为 主的哈龙灭火剂替代品。 主的哈龙灭火剂替代品。
第八章
电缆和电气设备防火
8.2电缆燃烧性能试验
欧盟委员会(CEC)率先为建（构）筑物中应用的电缆 制定使用标准，将电缆划分为六种不同燃烧性能类型(CEC， 2000)。其中一种为不燃电缆（比如MI，即矿物绝缘电 缆），其余五种类型的电缆则需要进行各种火焰传播及腐 蚀性试验，分级的指标包括火焰传播速率、热释放总量、 产烟速率、火焰增长速率以及火灾持续时间等 。 美国工厂联合会（FM）将电缆划分为三组类型，即 GP1、GP2、GP3。GP1电缆的FPI[电缆（单股）火灾传播指 数]＜10,该类电缆不能发生持续的火焰传播。 GP２电缆 的FPI值在10~20，该类电缆具有较慢的火焰传播速率。 GP3电缆的FPI值大于20，该类电缆具备快速火焰传播速率。
8.4电子器材及设备防火 8.4电子器材及设备防火
8.4.1 电子元件的可燃性
有文献据统计表明，发生在欧美核电厂的电 气火灾中，由电气元件故障引发火灾的情况是： 开关和保险盒占26%；变压器占26%；电气结点占 18%；电线电缆占10%。最常见的引起火灾的可燃 物是：变压器油占28%；电线电缆绝缘护套占21%； 开关／保险盒塑料占10%。发生故障的开关和保 险盒会引发短路和电火花，从而引燃电缆的绝缘 护套和安装在印刷电路中具有可燃成分的电子元 件。
第八章
电缆和电气设备防火
8.1电缆的构造、 8.1电缆的构造、类型及使用 电缆的构造 按输电功能， 按输电功能，电缆可分为电力电缆与通信电 缆两大类。常见的电力电缆从内向外依次由线芯、 缆两大类。常见的电力电缆从内向外依次由线芯、 绝缘层、塑料薄膜和护套构成。 绝缘层、塑料薄膜和护套构成。 按照燃烧性能，电力电缆可分为普通电缆， 按照燃烧性能，电力电缆可分为普通电缆， 阻燃电缆、耐火电缆及矿物绝缘电缆。 阻燃电缆、耐火电缆及矿物绝缘电缆。
第八章
电缆和电气设备防火
8.1电缆的构造、 8.1电缆的构造、类型及使用 电缆的构造 工业场所及设备中使用的大量电缆通常安 装在专用的电缆桥架或电缆管道之中， 装在专用的电缆桥架或电缆管道之中，建筑内的 电缆则主要敷设在建筑各种隐蔽的空间内， 电缆则主要敷设在建筑各种隐蔽的空间内，即夹 层内，如图8 所示。 层内，如图8-1所示。这些隐蔽的空间包括吊顶 上部的空隙、 上部的空隙、通道和升降地板下的空隙以及竖井 内的空隙， 内的空隙，安装在这些隐蔽空隙内电缆的类型则 应满足相应的燃烧性能等级。 应满足相应的燃烧性能等级。
第八章
电缆和电气设备防火
8.2.2 电缆垂直桥架火灾试验 实验目的： 说明其火灾特征、火焰蔓延范围、热释放速 率、烟气释放速率以及含卤电缆卤酸气体(主要 为HCl)的生成量。 研究表明在UL1685/1581试验中电缆的火焰 传播距离与最大热释放速率大体上呈线性关系， 火焰传播高度不超过2.44m，对应的最大热释放 率低于90kW。
８.３电缆防火保护 ３
8.3.1 电缆的耐火保护
早期使用的隔热保护方法在一定程度上提高了电缆 及桥架的阻燃及耐火性能，但它们的缺点是明显降低了电 力电缆的载流量。 正常运行中，陶瓷隔热层将减少电缆热量向外传递而 使电缆运行温度升高，有可能使电缆中的绝缘护套材料发 生降解，这样就不得不降低电缆的载流量。当电缆涂料的 涂抹厚度达到制造商所规定的使用要求时，则不需要降低 电缆载流量，其中，涂料厚度一般要求在1～3 mm，具体 厚度由产品特性决定。
８.３电缆防火保护 ３
8.3.2 电缆防火保护指南及工程应用
美国FM 工业损失防护措施指南中为电缆及桥 美国 FM工业损失防护措施指南中为电缆及桥 FM 架的防火保护提供了可供选择的方法（ 架的防火保护提供了可供选择的方法（表8—6）。 这些选择取决于电缆火灾燃烧性能， 这些选择取决于电缆火灾燃烧性能，而且在某些 情况下，要考虑火灾探测器的布置以及电缆桥架 情况下， 的最小间距等因素。如果使用的是FM分类中的Gl FM分类中的 的最小间距等因素。如果使用的是FM分类中的Gl 组电缆， 或者是安装了探测器夹层电缆（ 组电缆 ， 或者是安装了探测器夹层电缆 （ 满足 UL910 标准） 910标准 组电缆， UL910 标准 ） 的 G2 组电缆 ， 则不需要再安装自动 灭火系统或对电缆／桥架进行防火保护处理。 灭火系统或对电缆／桥架进行防火保护处理。而 通过UL1686（竖井）和UL1685（通用）试验的电 通过UL1686（ 竖井） UL1685（通用） UL1686 1685 缆则不允许未经防火保护直接使用。 缆则不允许未经防火保护直接使用。
第八章
电缆和电气设备防火
电线电缆火灾安全问题主要源于电线电缆绝缘及护套 材料，绝大部分电线电缆绝缘及护套材料采用的是各种高 聚物材料，如聚氯乙烯( PVC)， 聚乙烯(PE)， 聚丙烯 (PP)、乙烯一醋酸乙烯共聚物(EVA)等，这些材料具有不 同程度的可燃性，有的甚至是易燃的。 在实际工程中，由于电气施工造成的隐患、电线电缆 材料老化、电气负荷增加、线缆使用维护不当等原因，易 造成电线电缆绝缘材料或护套材料电气性能和机械性能下 降，从而造成火灾隐患甚至引发电气火灾。
第八章
电缆和电气设备防火
8.2电缆燃烧性能试验
世界主要工业国家和国际标准化组织采用小尺度、 世界主要工业国家和国际标准化组织采用小尺度、 大尺度以及全尺度火灾试验方法， 大尺度以及全尺度火灾试验方法 ， 对电缆的燃烧性能及 相关分级进行了系列研究， 制定了很多试验标准。 相关分级进行了系列研究 ， 制定了很多试验标准 。 我国 近些年在等效采用国际标准的同时， 已开展了相关研究。 近些年在等效采用国际标准的同时 ， 已开展了相关研究 。 NEC列出的四种可燃性要求依次降低的电缆类型分别 NEC列出的四种可燃性要求依次降低的电缆类型分别 是通风夹层和隧道电缆、 竖井电缆、 是通风夹层和隧道电缆 、 竖井电缆 、 通用电缆以及特殊 用途电缆。 消防控制线路电缆是第五种类型， 用途电缆 。 消防控制线路电缆是第五种类型 ， 它的耐火 极限应为2小时，以保证火灾时消防电气线路的正常工作。 极限应为2小时，以保证火灾时消防电气线路的正常工作。
8.1电缆的构造、类型及使用 8.1电缆的构造、 电缆的构造
8.1电缆的构造、 8.1电缆的构造、类型及使用 电缆的构造
在NEC（美国国家电气标准委员会）的标准中明确规 NEC（美国国家电气标准委员会） 级电缆、安装在具有1 定：I级电缆、安装在具有1类危险部位的电缆以及未安 装在电缆桥架内的高压(>600V)电缆，需要穿金属管保护。 (>600V)电缆 装在电缆桥架内的高压(>600V)电缆，需要穿金属管保护。 尽管金属套管可以防止电缆直接暴露于火灾之中，但是， 尽管金属套管可以防止电缆直接暴露于火灾之中，但是， 如果电缆直接与管道壁接触， 如果电缆直接与管道壁接触，热传导将加速电缆受热升 温速率。 温速率。 电缆在穿管保护时，特别是在穿越有堵塞物的管道时， 电缆在穿管保护时，特别是在穿越有堵塞物的管道时， 如果电缆的护套绝缘遭到破坏， 如果电缆的护套绝缘遭到破坏，那么电缆的导电性能及 防火性能都将受到损害。因此， 防火性能都将受到损害。因此，为了方便穿管施工而不 损伤电缆护套，通常在电缆表面使用润滑剂， 损伤电缆护套，通常在电缆表面使用润滑剂，但润滑剂 如石蜡、乳胶等） （如石蜡、乳胶等）残留物的存在将增大电缆的引燃性 和火焰沿管道、桥架和通道（包括电缆沟、电缆隧道等） 和火焰沿管道、桥架和通道（包括电缆沟、电缆隧道等） 的蔓延危险 。
第八章
电缆和电气设备防火
8.2.3 电缆水平桥架火灾试验
水平电缆桥架广泛用于各种建（构）筑物和 设施中，包括电缆（地下）室、电缆隧道、通风 夹层、通信控制室以及大型户外设备等。根据场 所用电性质的不同，电缆可选用电力电缆或各种 通信电缆，在有些情况下，也可能同时选用这两 类电缆。有时，垂直桥架上也会配置有水平桥架， 在许多实际工程中，水平桥架被设置成多层叠状 形式。单层桥架内的电缆负荷与集中敷设在一个 桥架内的电缆负荷明显小得多，这样有利于供电 安全。
8.4电子器材及设备防火 8.4电子器材及设备防火
8.4.1配电柜的可燃性 配电柜的可燃性
配电柜一般用在控制室、计算机室 动力控 制中心、无线电通信中心以及其他与电有关的场 所。大多数配电柜外壳由薄型金属制成，有些配 电柜是独立式的，有的安放在办公桌、控制台以 及专用台架等支撑物体上，有些配电柜装有排风 扇，有些则只有自然通风孔。
第八章
电缆和电气设备防火
8.2.4 电缆火灾灭火试验 8.2.4.1 水喷淋灭火试验
欧美的许多火灾试验项目中都使用水喷雾或水 喷淋来研究确定扑灭电缆桥架火灾的必要条件。 喷淋来研究确定扑灭电缆桥架火灾的必要条件。 不管是非易燃的电缆还是易燃的电缆，水喷雾、 不管是非易燃的电缆还是易燃的电缆，水喷雾、 水喷淋的早期启动已成为有效灭火的关键因素。
Biblioteka Baidu
8.5变压器防火设计 8.5变压器防火设计
油浸变压器火灾也是常见的电气火灾之一。 当油浸变压器内的高压线圈的绝缘体一旦被击穿 就会在线圈内形成高阻抗、低电流故障 随着线 圈故障的迅速增加，线圈阻抗不断减少，如果电 路故障保护装置不能迅速将变压器从高压输电线 路中隔离，那么故障电流就会不断增大并引起电 火花。电火花会导致变压器油分解并产生体积不 断增大的气泡，气泡体积增大使油箱压力随之增 大，从而使油箱发生变形并在结构屈服应力薄弱 赴（如边角、焊缝接口等）形成裂缝而发生泄漏。
8.4电子器材及设备防火 8.4电子器材及设备防火
8.4.4 电子设备火灾的探测与扑救
可靠的早期火灾自动报警系统对于对电子设各火灾的 扑救极为重要。对于大型机房（超过225m2），应采用极 早期火灾自动报警系统以保护无线通信设备；对小型机房 则应采用早期火灾报警探测系统。许多无线通信设施内使 用了采样式感烟探测系统，其目的是在火灾初起阶段就能 探测到浓度很低的高温分解产物，从而控制烟羽流的形成。 专用氯化氢探测器可以探测包含使用PVC绝缘在内的 电气火灾。PVC在高温解初期即可产生HC1，这时P V C温 度大约为2 5 0℃。 HC1探测器的核心部件由一种振荡石 英晶体并在外面包上一层特殊的锌合金制成。
第八章
电缆和电气设备防火
8.2.3 电缆水平桥架火灾试验
电缆水平桥架火灾试验验证了通风速率对火焰 传播速率的影响， 传播速率的影响，一般情况 下通风速率对火焰 传播速率没有影响，至少当通风速率在 m/S这个范围内时 上述结论是成立的。 这个范围内时， 0.5~1.6m/S这个范围内时， 上述结论是成立的 。 当通风速率达到1 m/S左右时 左右时， 当通风速率达到1.8m/S左右时，火焰传播速率最 当隧道内的通风速率达到１ m/S左右时 左右时， 大 。 当隧道内的通风速率达到 １ m/S 左右时 ， 火 焰传播速率达到最大。 焰传播速率达到最大。