城市軌道交通電氣消防設計之礦物絕緣電纜的若干設計問題分析

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用。但在設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. 相關國家規范、行業標準的規定

礦物絕緣電纜選用的設計依據在《建筑設計防火規范》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模受限，房間布置緊張且無法做到分井設置的項目中，該條規定就成為了設計選用礦物絕緣電纜的重要設計依據及圖審機構的審查依據。另外，依據《商店建筑電氣設計規范》的相關規定，作為軌道交通大型商業配套工程選用礦物絕緣電纜的推薦依據。

在行業標準中以《地鐵設計防火標準》GB 51298-2018、《交通建筑電氣設計規范》JGJ243-2011的相關條文規定為依據，作為軌道交通項目選用礦物絕緣電纜的推薦依據。

2. 相關消防設備及場所持續供電時間的需求

表1 消防用電設備持續供電時間表

從上述列表中可以看出，工程設計中選用礦物絕緣電纜的核心在是否能滿足火災情況下所需的最少持續供電時間。常規有機絕緣阻燃耐火電纜的承受溫度約為750℃，耐火極限約為90min。因此當溫度進一步升高時，將無法保證持續供電時間的需求，需采取金屬管或耐火金屬線槽的保護，并應涂加防火涂料加以雙重保護的方案才有可能保證所需的消防用電持續供電時間的需求。

綜合以上論述，普通耐火電纜在線路敷設路徑中的綜合耐火性能由電纜本體耐火極限、金屬導管耐火極限（金屬線槽）、防火涂料耐火極限共同構建，而礦物絕緣電纜不僅能達到產品標準規定的950°C和180 min的耐火時間要求，而且敷設方式不受限制，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）《建筑設計防火規范》GB 50016-2014（2018年版），明確了該類電纜的組成應由銅芯、礦物質絕緣材料、銅等金屬護套組成，還應具有良好的導電性能、機械物理性能、耐火性能。

（2）《礦物絕緣電纜敷設技術規程》JGJ232-2011術語解釋到礦物絕緣電纜為“用普通退火銅作為導體，氧化鎂作為絕緣材料，普通退火銅或銅合金材料作為護套的電纜”。

2. 產品型號、構成及相關規范標準的定義

表2 不同規范標準的款物絕緣電纜

現行國家及行業標準規定的礦物絕緣電纜產品標準僅為上述三種，上述標準中在城市軌道交通所引用的為前2種較多，但筆者認為最貼切《建筑設計防火分規范》的電纜為BTTZ系列，從《工業與民用配電設計手冊》第四版中我們也不難發現，礦物絕緣電纜設計選型中也僅列了BTTZ系列作為設計選型參考。根據工程實際反饋發現目前市面上能夠通過中國質量認證中心（CQC）認證的礦物絕緣電纜也主要集中于BTTZ系列。

三、礦物絕緣電纜的標注方式

在工程設計中礦物絕緣電纜的標注方式沒有一個明確規范規定，設計往往會根據常規電纜的標注習慣來標注礦物絕緣電纜，這會對電纜采購、工程概（預）算造成困擾。尤其是大截面的礦物纜，芯數的表達就顯得尤為重要。根據設計習慣，一般城市軌道交通在電纜的選擇上都會優先采用多芯電纜，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 電力電纜規格標注方式（電力電纜）

綜上所述，如果設計根據常規電纜的習慣標注，均按多芯電纜標準，工程造價人員按多芯考慮概（預）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套能否做PE線

在城市軌道交通建設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，不認同BTTZ系列電纜的銅護套可作為PE線的設計方案。筆者則不認同此類看法，下面筆者將從以下幾個方面來闡述個人觀點：

1. 專業術語的名詞解釋

（1）保護導體（PE）：“為了安全目的，如電擊防護中設置的導體。”

（2）接地導體（接地線）：“在系統、裝置或設備的給定點與接地網之間提供導電通路或部分導電通路的導體。”

綜上所述：兩者的名詞解釋均源自《電氣術語 電氣裝置》規范定義，可見接地線（接地導體）與保護導體（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套能不能作為PE線的依據。

2. 規范條文分析

《建筑物電氣裝置 第5-54部分 電氣設備的選擇和安裝 接地配置、保護導體和保護聯結導體》GB 16895.3-2017中強調：

綜上分析可知：

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

（2）考慮到礦物絕緣電纜銅護套承受故障能力強，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接地系統中，礦物絕緣電纜將三根相線的銅護套通過接地銅片連接后成為共同的保護導體（PE），則其實際截面積＞單芯銅護套截面（且＞S/2），因此完全可以省一根保護性導體，以免增加工程成本。

五、結束語

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嚴格執行國家標準及行業標準，同時還應參照國標圖集、產品標準及實驗標準等進行全面分析后作出合理的設計選型。