变配电所内电缆防火阻燃设计要点

夏 超

在实际的工程设计工作中，设计师需要结合工程性质、火灾概率及其特点和经济合理性等因素，从电缆选型、实施防火封堵等方面开展电缆防火阻燃的设计工作。

1 电缆选型

1.1 阻燃电缆的选择

电缆的阻燃性能取决于其护套材料。根据《阻燃和耐火电线电缆或光缆通则》 （GB/T 19666-2019），采用《电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验》 （GB/T 18380.11～36-2008） 规定的试验条件，阻燃电缆分为A、B、C、D 四个类别。

A 类和B 类阻燃电缆是指体积分别为≥7 L/m和≥3.5 L/m 的成束电缆的非金属材料在供火温度≥815 ℃、供火时间40 min 的条件下，焦化高度≤2.5 m、自熄时间≤1 h 的电缆。C 类阻燃电缆是指体积为≥1.5 L/m 的成束电缆的非金属材料在供火温度≥815 ℃、供火时间20 min 的条件下，焦化高度≤2.5 m、自熄时间≤1 h 的电缆。D 类阻燃电缆是指体积为≥0.5 L/m 的成束电缆的非金属材料在供火温度≥815 ℃、供火时间20 min 的条件下，焦化高度≤2.5 m、自熄时间≤1 h 的电缆，D类标准适用于外径不大于Ø12 mm 的小电缆或光缆，以及导体标称截面积不大于35 mm2的电缆。

氧指数和发烟性是用来评定阻燃电缆性能的主要指标。

正常情况下，空气重氧气含量为21%，因此当某一材料的氧指数超过21 时，该材料在空气中会自熄。材料的氧指数越高，其阻燃性能也越好。

电缆的发烟性可由透光率表示，透光率越小，表示对应材料燃烧时的发烟量越大。因此，会产生大量含有害气体的烟雾，不仅会妨害火灾救援，也会损害人体健康和设备。

1.2 耐火电缆的选择

耐火电缆是指在供火温度为750 ℃、供火时间90 min、冷却时间15 min 的条件下，2 A 熔断器不熔断、指示灯不熄灭的电缆。

耐火电缆按照绝缘材料的材质可以分为有机型和无机型两种。

有机型耐火材料主要是采用能够耐受800 ℃高温的云母带，外部绝缘采用聚氯乙烯或者交联聚乙烯，如果对电缆有阻燃要求，选用阻燃型绝缘材料即可。

无机型耐火电缆一般为矿物绝缘电缆，国际上称之为MI 电缆（Mineral insulation cable），可以分为刚性和柔性两种。国内早期从业人员口中的“防火电缆”即刚性耐火电缆，但“防火电缆”这个译法的含义并不准确，不太符合现行标准的定义。

2 防火封堵及设计要点

防火封堵主要包含涂刷防火涂料、电缆或光缆防火封堵、电缆或光缆保护管防火封堵、封闭母线穿墙孔防火封堵、电缆桥架防火封堵、电缆沟阻火墙、电缆竖井防火封堵、电气盘柜底部防火封堵等。

2.1 防火封堵材料

（1） 电缆防火涂料 涂覆于绝缘电缆表面，能形成有阻燃保护作用的涂膜。一般分为水性电缆防火涂料和溶剂性电缆防火涂料。

（2） 钢结构防火涂料 涂覆于钢结构（一般指钢管、钢制线槽和钢制桥架） 表面，能形成具有提高钢结构耐火极限作用的耐火隔热保护层。按照使用场所可分为室内型和室外型，按照干涂层厚度可分为超薄型、薄型和厚型。

（3） 无机防火堵料 主要成分为无机材料的固体粉末，与外加剂调和使用，具备适当和易性。根据物理特性不同，有速固型无机防火堵料和耐水型无机防火堵料。

（4） 有机防火堵料 主要成分为有机材料。根据物理特性不同，有柔性有机防火堵料和轻质膨胀型有机防火堵料。柔性有机防火堵料具备一定的可塑性和柔韧性，轻质膨胀型有机防火堵料具备可膨胀发泡的特性。

（5） 阻火包（也称作防火包或耐火包） 包状物体，内含阻火材料。适用于电缆桥架的防火分隔或较大孔洞的防火封堵。

（6） 板材 板状材料，具备防火、隔热性能，便于切割和钻孔。根据硬度不同，有硬质不燃防火板材和半硬质防火喷涂矿棉板。

（7） 阻火圈或阻火带 阻火圈为金属材料外壳，内填充阻燃膨胀芯材，套在保护管外壁，固定在楼板或墙体部位，遇火后芯材受热迅速膨胀，挤压保护管，在较短时间内封堵孔洞，阻止火势沿洞口蔓延。阻火带是用防火材料制成的可卷曲缠绕的柔性带状产品，缠绕在保护管外表面，采用钢带包覆或其他适当方式固定，遇火后膨胀挤压保护管，封堵局部孔洞，阻止火势蔓延。

2.2 防火涂料

当电缆、保护管、线槽和桥架等被保护物水平穿越防火分隔时，防火分隔两侧的被保护物表面都应涂刷防火涂料。当电缆、保护管、线槽和桥架等被保护物垂直穿越防火分隔时，防火分隔两侧的被保护物表面应涂刷防火涂料。

电缆表面应使用电缆防火涂料，金属保护管、金属线槽和金属桥架等被保护物的表面一般使用超薄型钢结构加涂防火涂料。

电缆防火涂料可以刷涂或者喷涂，涂料能够在自然环境下干燥、固化，成膜后涂层表面无明显凹凸。表干时间≤5 h，实干时间≤24 h。电缆防火涂料的干涂层厚度应为1 mm±0.1 mm，涂刷长度＞1 m。涂料需要分3～5 次涂刷，每次涂膜表面干燥后再进行下一次涂刷。一般情况下，两次涂刷的时间间隔为4～24 h。当所购产品有具体的涂刷施工说明时，应根据施工要求执行。涂料的设计工程量一般可按照2～3 kg/m2（电缆表面积） 涂料考虑。

钢结构的防火涂料一般采用刷涂的方式，也可以选择机械喷涂或辊涂。单次涂刷的厚度以0.2～0.3 mm 为宜，两次涂刷的时间间隔为8～12 h，每次涂刷之后要等待涂层基本干燥后再进行下一次涂刷，直到涂刷至规定厚度，涂刷标准需要参考具体产品的说明书。涂料的设计工程量一般可按照0.2～0.3 kg/m2涂料来考虑。

2.3 电缆或光缆的防火封堵

电缆或光缆防火封堵的部位一般为穿墙孔或穿楼板孔，封堵处的电缆应不容易受到外力作用。

（1） 穿墙孔封堵

穿墙孔处的封堵主材可选择柔性有机堵料、轻质膨胀型有机堵料、阻火包或速固型无机堵料。

主材为柔性有机堵料的封堵适合于孔洞较小的情况，孔壁与电缆间应紧密填入不燃纤维（玻璃纤维或矿棉），两侧填塞厚度＞15 mm 的柔性有机防火堵料。

主材为轻质膨胀型有机堵料或速固型无机堵料时，封堵主材和电缆之间要填塞柔性有机防火堵料。

主材为阻火包时，阻火包和电缆之间要填塞柔性有机防火堵料。可以在墙洞两侧覆盖防火板以增加封堵的稳固性。

（2） 穿楼板孔封堵

穿楼板孔处的封堵主材可选择柔性有机堵料、轻质膨胀型有机堵料或防火板。

主材为柔性有机堵料的封堵适合于孔洞较小的情况，孔壁与电缆间应紧密填入不燃纤维（玻璃纤维或矿棉），上侧填塞厚度＞15 mm 的柔性有机防火堵料。

主材为轻质膨胀型有机堵料时，封堵主材和电缆之间要填塞柔性有机防火堵料。如果孔洞过大，应用钢丝网在楼板下侧做支撑。

主材为防火板时，上下两侧的防火板用膨胀螺栓固定在楼板上（如果仅能从上侧施工，则楼板下侧要先固定好扁钢支架，下侧防火板放在支架上），中空部分填塞阻火包或者速固型无机防火堵料。当中空部分填塞速固型无机防火堵料时，可取消上侧防火板。

2.4 电缆或光缆保护管防火封堵

电缆或光缆保护管防火封堵的部位一般为穿墙孔或穿楼板孔，封堵主材可选择柔性有机防火堵料或阻火圈。

主材为柔性有机防火堵料时，孔壁与保护管之间的缝隙采用柔性有机防火堵料密封，保护管两端电缆与保护管之间的缝隙内要填塞厚度＞50 mm 的柔性有机防火堵料。

主材为阻火圈时，孔壁与保护管之间的缝隙两侧采用柔性有机防火堵料密封，厚度＞15 mm；保护管两端电缆与保护管之间的缝隙内要填塞厚度＞50 mm 的柔性有机防火堵料；保护管的两侧均要安装阻火圈。

2.5 封闭母线穿墙孔防火封堵

封闭母线穿墙孔防火封堵的封堵主材可选择柔性有机防火堵料、防火板或阻火包。

主材为柔性有机堵料的封堵适合于孔洞较小的情况，封闭母线与洞壁之间应紧密填入不燃纤维（玻璃纤维或矿棉），两侧填塞厚度＞15 mm 的柔性有机防火堵料。也可以选择在封闭母线与洞壁之间的缝隙直接填塞柔性有机防火堵料。

主材为防火板时，需要用螺丝钉固定防火板，固定位置为四个角及四周每隔200 mm 处；封闭母线与洞壁间应紧密填入不燃纤维（玻璃纤维或矿棉），孔洞两侧的四周填塞宽度25 mm、厚度＞4 mm 的柔性有机防火堵料。

主材为阻火包时，阻火包的摆放厚度为240 mm，阻火包与封闭母线之间要留适当的空隙，并在空隙内填塞柔性有机防火堵料。

2.6 电缆桥架防火封堵

电缆桥架防火封堵部位一般为穿墙孔或穿楼板孔。

（1） 穿墙孔封堵

穿墙孔处的封堵主材可选择轻质膨胀型有机防火堵料、速固型无机防火堵料、防火板或阻火包。

主材为轻质膨胀型有机防火堵料时，桥架内电缆与轻质膨胀型堵料之间的缝隙要填塞柔性有机防火堵料。如果孔洞过大，为了保证封堵的稳固，要在墙洞两侧加钢丝网。

主材为速固型无机防火堵料时，需要在墙洞两侧用木板支模，内填速固型无机防火堵料，桥架内的空间填塞柔性有机防火堵料。

主材为防火板或阻火包时，封堵方法与封闭母线穿墙孔相同。

（2） 穿楼板孔封堵

穿楼板孔处的封堵主材可选择轻质膨胀型有机防火堵料、耐水型无机防火堵料、防火板或阻火包。

主材为轻质膨胀型有机防火堵料时，做法与穿墙孔类似，仅适用于楼板孔洞较小时。

主材为耐水型无机防火堵料时，做法与采用速固型无机防火堵料封堵穿墙孔类似，但宜在孔洞下侧加设永久支撑或植筋。

主材为防火板时，需要在孔洞下侧安装镀锌扁钢支架，支架上安装阻火网或防火板；孔洞上侧设置防火板并用带垫圈的螺丝钉固定，固定位置为四个角和四周每隔200 mm 处。

主材为阻火包时，也需要在孔洞下侧安装镀锌扁钢支架，并安装防火板；阻火包与楼板地面平齐，在其上方安装防火板。

2.7 电缆沟阻火墙

电缆沟阻火墙的主材可选择防火板、耐水型无机防火堵料或阻火包。

主材为防火板时，阻火墙由两块防火板夹不燃纤维组成。防火板间距100 mm，在两层防火板下方的沟底两侧安装两根排水钢管（DN800，长300 mm），其余空隙填塞柔性有机防火堵料。如有必要，可以在沟壁上垂直固定两行角钢用以支撑防火板。

主材为耐水型无机防火堵料时，要在安装处支71模板，也需在沟底两侧安装两根排水管；填充耐水型无机防火堵料时，还可在适当位置为电缆预留孔洞，孔洞处填充柔性有机防火堵料。

主材为阻火包时，阻火包与电缆间需填塞柔性有机防火堵料。此方案不适于存在积水的场所。

2.8 电缆竖井防火封堵

由于本文仅涉及变配电所内的防火封堵，故不讨论大型电缆竖井的防火封堵。电缆竖井的封堵主材可选择防火板、耐水型无机防火堵料或阻火包。

主材为防火板时，安装防火板处的竖井壁要先安装角钢，然后再把防火板安装在角钢上。防火板与竖井壁、角钢接触的部位要涂至少4 mm 厚的柔性有机防火堵料，防火板拼接处涂抹厚度为25 mm的柔性有机防火堵料。

主材为耐水型无机防火堵料时，安装处的竖井壁上要交错植钢筋，钢筋间距不大于200 mm，钢筋需避开电缆。钢筋下方30 mm 处支模，然后在孔洞内填入耐水型无机防火堵料。

主材为阻火包时，防火板与角钢的安装方式与主材为耐水型无机防火堵料时相同；防火板上填塞阻火包，并与楼板上表面平齐。

2.9 电气盘柜底部防火封堵

电气盘柜底部防火封主材可选择防火板、轻质膨胀型有机堵料或阻火包。

主材为防火板时，共需两层防火板，上层防火板紧贴柜底安装，两层防火板均安装在在沟壁角钢上；防火板边缘要涂抹柔性有机防火堵料，防火板拼接处、防火板与沟壁之间也要用柔性有机防火堵料粘结。本方案于楼板上、下方施工均可。

主材为轻质膨胀型有机堵料时，楼板下侧要用防火板做支撑。本方案仅适合于楼板下方施工。

主材为阻火包时，在楼板洞的下侧设置固定于角钢支架的防火板，防火板上填塞阻火包。本方案仅适合于楼板上方施工。

3 结 语

以上为进行变配电所内电缆的防火阻燃设计的要点，设计师在实际工作中除了要将通用做法表述清楚外，也应该提醒施工方根据实际采购材料的特点进行适当调整。