蘇丹丹

摘 要：地鐵通常是城市最大的基礎(chǔ)設(shè)施之一，同時(shí)也是城市客運(yùn)交通的大動(dòng)脈以及城市生命線。作為容量比較大的公共交通工具，其安全性直接關(guān)系到廣大乘客的生命安全。根據(jù)地鐵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，地鐵對(duì)來(lái)自其外部的災(zāi)害防御能力好，而對(duì)來(lái)自其內(nèi)部的災(zāi)害抵御能力差。在地下狹小空間內(nèi)，人員和設(shè)備高度密集，一旦發(fā)生災(zāi)害，疏散救援十分困難。所以文章基于地鐵用電纜的不同敷設(shè)環(huán)境對(duì)無(wú)鹵低煙的阻燃要求，提出地鐵用電纜各部分結(jié)構(gòu)的選材原則。

關(guān)鍵詞：地鐵用電纜；阻燃要求；阻燃技術(shù)

1 地鐵電纜對(duì)無(wú)鹵低煙阻燃要求的考慮

作為供電系統(tǒng)的環(huán)網(wǎng)35kV電纜的使用環(huán)境條件目前有隧道內(nèi)、變電所內(nèi)電纜夾層和高架橋上、電纜排管及地面電纜溝幾種情況。

對(duì)于在地鐵隧道內(nèi)、變電所內(nèi)使用的電纜，由于處在相對(duì)密閉的環(huán)境下，一旦因各種因素造成電纜線路起火時(shí)，不允許火焰沿電纜長(zhǎng)度方向蔓延導(dǎo)致火災(zāi)擴(kuò)大，同時(shí)也不允許發(fā)生燃燒的電纜產(chǎn)生大量濃煙和鹵酸氣體。這是為便于人員逃生，同時(shí)防止鹵酸氣體對(duì)封閉環(huán)境內(nèi)的物質(zhì)、尤其是電器設(shè)備中的金屬產(chǎn)生腐蝕作用，從而導(dǎo)致二次災(zāi)害的發(fā)生。

基于這種情況要求，敷設(shè)于隧道內(nèi)、變電所內(nèi)電纜夾層的電纜必須滿足無(wú)鹵低煙阻燃的要求，這類電纜的絕緣、護(hù)層等各種材料適合選用無(wú)鹵低煙阻燃的材料，同樣這類電纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也一定要滿足良好的無(wú)鹵低煙阻燃能力的性能要求。

對(duì)于敷設(shè)于高架橋上、電纜排管及地面電纜溝的電纜。由于處在開放的環(huán)境條件下、有的電纜（比如高架橋上）要承受強(qiáng)烈的日照和環(huán)境老化的作用，有的電纜要承受長(zhǎng)期的積水浸泡（比如地面電纜溝內(nèi)的電纜）。這類電纜處在開放的環(huán)境下，可以不要求具備無(wú)鹵低煙的阻燃能力，但要求擁有較強(qiáng)的耐受日光老化和具有相應(yīng)防水功能。

在這種使用條件下，電纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不必考慮無(wú)鹵低煙阻燃的性能。這類電纜的護(hù)層材料適合選用聚乙烯塑料或聚氯乙稀塑料。作為電纜護(hù)層，這類材料比無(wú)鹵低煙阻燃的材料有著更好的耐受日光老化和更好的防水滲透性能。

基于這種情況，可以看出敷設(shè)于高架橋上、電纜排管及地面電纜溝的電纜可以不要求具備無(wú)鹵低煙的阻燃能力，但要擁有較強(qiáng)的耐受日光老化和具有較好的防水滲透功能。

所以，在地鐵環(huán)網(wǎng)電纜的選型時(shí)，如果根據(jù)不同的使用條件選用不同類型的電纜比較好。由于無(wú)鹵低煙阻燃的護(hù)層材料的常規(guī)性能（如抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等）要低于、而價(jià)格要高于聚乙烯或聚氯乙稀護(hù)層材料；因此在不要求具備無(wú)鹵低煙的阻燃要求條件的區(qū)段，可選用普通或有鹵阻燃的防水電纜。這樣的設(shè)計(jì)選型方案不僅可以減少了電纜的采購(gòu)成本，而且對(duì)減少電纜的敷設(shè)問題發(fā)生、提高電纜運(yùn)行的可靠性也是非常有好處的。

2 電纜結(jié)構(gòu)與選材對(duì)電纜無(wú)鹵低煙阻燃性能的影響

絕緣：地鐵及其它領(lǐng)域使用的無(wú)鹵低煙電纜，絕緣材料可采用乙丙橡膠（EPR）、交聯(lián)聚乙烯（XLPE）、聚乙烯（PE）或其他的無(wú)鹵阻燃聚烯烴等。因?yàn)閄LPE絕緣的電纜具有較高長(zhǎng)期工作溫度、優(yōu)良的電氣性能、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和老化穩(wěn)定性，優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性能及優(yōu)良的耐水性并且不含有鹵素，所以除有特殊場(chǎng)合外（如：因頻繁移動(dòng)有柔軟要求、低電壓且高阻燃要求等），多數(shù)情況下采用XLPE作為無(wú)鹵低煙系列電纜的絕緣材料。

包扎帶：無(wú)鹵低煙電纜所用包扎帶一般采用各種布狀物為基材，水合金屬氧化物如氫氧化鋁、氫氧化鎂等粉狀為阻燃材料，通過一定的工藝加工制成的無(wú)鹵低煙阻燃包帶，其在阻燃的同時(shí)可大大降低發(fā)煙量。

護(hù)套材料：無(wú)鹵低煙電纜的護(hù)套對(duì)電纜阻燃性能及燃燒時(shí)釋放出氣體的煙密度影響最大，這就要求護(hù)套材料接觸火焰時(shí)應(yīng)有成殼性。

材料的發(fā)煙，與燃燒、阻燃無(wú)必然聯(lián)系，只是作為電纜燃燒后的“二次災(zāi)害”而被用戶越來(lái)越多的予以關(guān)注。所謂“發(fā)煙”是指粒子在0.01～10μm之間的懸浮在空氣中的微塵物，多半為黑煙。發(fā)煙程度與分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，PVC發(fā)出一定的黑煙，PE幾乎不發(fā)黑煙。

目前多數(shù)選用無(wú)鹵低煙阻燃聚烯烴護(hù)套料，例如在不含鹵素的聚烯烴中加入了Al（OH）3或Mg（OH）2。由于燃燒時(shí)釋放水蒸氣氣體，帶走熱量、降低燃燒電纜的溫度，隔離或沖淡了電纜周圍的氧氣從而達(dá)到電纜阻燃的目的。國(guó)目前這種無(wú)鹵低煙電纜料的氧指數(shù)在30～42之間，同時(shí)也可以使燃燒時(shí)釋出氣體的煙密度和鹵酸氣體量達(dá)到IEC標(biāo)準(zhǔn)的要求。

結(jié)構(gòu)：關(guān)于無(wú)鹵低煙阻燃電纜的成束阻燃性能要求，即電纜的阻燃能力，針對(duì)的是電纜整體而言。護(hù)層材料的氧指數(shù)的高、低僅指的是單一材料時(shí)在特定試驗(yàn)條件下的測(cè)試結(jié)果，電纜整體成束阻燃性能水平還與電纜的結(jié)構(gòu)方式、其他所用材料、導(dǎo)體材質(zhì)與截面大小、有無(wú)金屬鎧裝等有關(guān)。因此不用、也不能通過限定護(hù)層材料的氧指數(shù)值來(lái)保證電纜整體成束阻燃性能的。

可以通過對(duì)電纜結(jié)構(gòu)的仔細(xì)設(shè)計(jì)，來(lái)達(dá)到整體電纜無(wú)鹵低煙阻燃性能水平的實(shí)現(xiàn)。比如設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)電纜平均氧指數(shù)的作為參考方向，通常C類阻燃電纜，一般設(shè)計(jì)電纜的平均氧指數(shù)在25以上；A類阻燃電纜應(yīng)有高氧指數(shù)的擠出襯層，建議電纜平均氧指數(shù)>32，且護(hù)套材料接觸火焰時(shí)應(yīng)有成殼性。但對(duì)電纜平均氧指數(shù)僅能作為參考，還有其他因素要綜合考慮，最終要以電纜成束燃燒試驗(yàn)的結(jié)果確定。

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