眾所周知，民用建筑中的供配電系統(tǒng)是整個(gè)電力系統(tǒng)的末端，從用戶配變電所經(jīng)過變電及1 ~ 3級的配電向各用電設(shè)備供電，使得建筑物中各類用電設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保障建筑物滿足用戶的需求。在這個(gè)過程中電力電纜承擔(dān)著電流輸送的作用，好似建筑物的血管，如果電纜選擇不當(dāng)，不僅會(huì)影響到用電設(shè)備的正常使用，還有可能因觸電而造成人員傷亡事故，甚至釀成火災(zāi)。根據(jù)《中國消防年鑒》數(shù)據(jù)，改革開放以來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，各類火災(zāi)事故也逐年增加，因電氣原因造成的火災(zāi)事故高居整個(gè)火災(zāi)事故之首，并且電氣火災(zāi)所占比例呈逐年上升的趨勢，由十年前約20 % 的占比增加到超過30 % 的比例。其中因電線電纜原因?qū)е碌幕馂?zāi)是電氣火災(zāi)的主要原因。

改革開放以來，為了滿足實(shí)際工程需要，研發(fā)了阻燃電纜并推向市場，現(xiàn)在其應(yīng)用比較普及，發(fā)揮著重要和積極的作用。根據(jù)GB / T 19666 - 2005《阻燃和耐火電線電纜通則》，阻燃電纜是指在規(guī)定試驗(yàn)條件下，試樣被燃燒，在撤去試驗(yàn)火源后，火焰在試樣上的蔓延僅在限定范圍內(nèi)并且自行熄滅的特性，即具有阻止或延緩火焰發(fā)生或蔓延的能力。阻燃電纜與耐火電纜有本質(zhì)上的區(qū)別，前者表明電纜阻止或延緩火焰蔓延的能力，在火災(zāi)時(shí)阻燃電纜有可能被燒壞，但電纜燃燒必須限定在一定范圍內(nèi)；后者表明電纜在規(guī)定的火源和時(shí)間下燃燒時(shí)能持續(xù)地在指定狀態(tài)下運(yùn)行的能力，即保持線路完整性的能力，也就是說，火災(zāi)時(shí)耐火電纜不能被燒壞，且需要持續(xù)工作一段時(shí)間。耐火電纜執(zhí)行GA 306. 2 - 2007《阻燃及耐火電纜 塑料絕緣阻燃及耐火電纜分級和要求 第2部分：耐火電纜》標(biāo)準(zhǔn)。

1 低壓阻燃電力電纜的通流能力

1. 1 阻燃電纜的分級

電纜的阻燃性能由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)給出具體要求，最新標(biāo)準(zhǔn)是GB 31247-2014《電纜及光纜燃燒性能分級》，將于2015年9月1日實(shí)施，該標(biāo)準(zhǔn)吸取了歐盟標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)驗(yàn)，以參數(shù)指標(biāo)為分級判據(jù)，忽略了產(chǎn)品所用的材料和生產(chǎn)工藝，參見表1。

根據(jù)權(quán)威部門檢測，目前市面上流行的ZC - YJV、WDZA - YJY電纜尚不能滿足B₁級的要求，而隔離型阻燃電纜ZG - A可以達(dá)到B₁級電纜的要求。

1. 2 電力電纜的通流特性

電纜的基本作用是用來通過電流，電纜這種能力最為重要。相同的導(dǎo)體采用不同的絕緣材料、護(hù)套、填充物，采用不同的生產(chǎn)工藝，其載流能力有所不同，有的差別較大。即使是同型號、同規(guī)格的電纜，由于生產(chǎn)、質(zhì)量控制等原因，載流能力也會(huì)有所差別。

1. 2. 1 不同類型電纜的通流能力

不同絕緣材料的電纜將會(huì)影響電纜的通流能力，即它們有著不同的載流量。表2列出了環(huán)境溫度為40 ℃、敷設(shè)在空氣中的三芯銅導(dǎo)體的VV、YJV、WDZ - YJ（F）E、BTTZ和四芯銅導(dǎo)體的ZG - A相關(guān)技術(shù)參數(shù)，并進(jìn)行比較。

表中的數(shù)據(jù)來源于《04DX101-1 建筑電氣常用數(shù)據(jù)》和《14D801 超高層建筑電氣設(shè)計(jì)與安裝》，其中ZG - A是一種新型的隔離型阻燃電纜，滿足新的國家標(biāo)準(zhǔn)GB 31247 - 2014《電纜及光纜燃燒性能分級》 B₁級阻燃電纜燃燒性能要求。將表2數(shù)據(jù)用曲線表示，如圖1所示。

從表2和圖1中得知，VV系列電纜和BTTZ系列礦物絕緣類電纜在相同條件下載流量相對較低，輻照交聯(lián)的YJF（E）系列電纜具有較強(qiáng)的載流能力，YJV系列電纜載流能力居中，ZG - A為四芯電纜，折合到三芯電纜，其載流能力與YJF（E）相當(dāng)。小截面的電纜載流量差別不大，隨著電纜截面的增大載流量的差別更為顯著，例如240 mm²截面的電纜，BTTZ的載流量最小，僅為368 A；最大為輻照交聯(lián)阻燃電纜，達(dá)540 A，最大值與最小值相差高達(dá)172 A。

1. 2. 2 相同類型電纜的通流能力

如圖2所示，筆者對目前國際、國內(nèi)知名的6家電纜廠生產(chǎn)的WDZA - YJY 0. 6 / 1 kV 5 × 10 mm2（或等同型號）電纜進(jìn)行載流能力試驗(yàn)，通過試驗(yàn)對比同型號、同規(guī)格不同品牌電纜在相同試驗(yàn)條件下的通流能力。該電纜的載流量在25 ℃ 時(shí)約為80 A。將6家電纜廠的電纜分別編號為1、2、3、4、5、6號，按此序號依次串聯(lián)連接，并連接到電流發(fā)射器上。試驗(yàn)步驟如下：① 將電流調(diào)到100 A，通電5 min，觀察電纜是否有冒煙現(xiàn)象；② 如果電纜完好，將電流增加到150 A，再通電5 min，觀察電纜是否冒煙；③ 如果電纜完好，繼續(xù)將電流再增加50 A，再通電5 min，直到有電纜冒煙，記下電纜編號；④ 重復(fù) ③ 過程，直到最后一根電纜冒煙，結(jié)束試驗(yàn)。

同樣型號、規(guī)格的電纜在相同環(huán)境、相同電流的作用下，電纜后冒煙表明電纜的絕緣后被燒壞，電纜的通流能力相對較強(qiáng)。這種試驗(yàn)屬于破壞性試驗(yàn)，但可從另一個(gè)側(cè)面說明電纜的載流能力存在差異。試驗(yàn)結(jié)果如表3和圖3所示。

表3中I_z為電纜的載流量，約為80 A。當(dāng)電流增加到500A，即電流達(dá)到電纜載流量的6. 25倍時(shí)，2、1、3、5號電纜相繼冒煙。當(dāng)電流繼續(xù)增加到550 A時(shí)，4和6號電纜相繼冒煙。從表中可以看出，4號和6號電纜承受的能量高達(dá)378 750 000 A²_s，是其他電纜的1. 32倍，通流能力明顯高出一籌。

2 結(jié)論

綜上所述，民用建筑中經(jīng)常使用的低壓阻燃電力電纜的通流能力是該類電纜最重要特性之一，不能因?yàn)樽枞夹阅芏档屯髂芰?。?jīng)過本文的分析可以歸納出如下結(jié)論：① 電纜的故障最終會(huì)引起絕緣水平的降低或絕緣損壞，是建筑物火災(zāi)的主要起因。② 不同類型的電纜載流量差別較大，規(guī)格越大載流量差別也越大。輻照交聯(lián)的YJF（E）系列電纜和ZG - A隔離型阻燃電纜具有較強(qiáng)的載流能力，明顯優(yōu)于YJV、VV等系列電纜。③ 相同型號、相同規(guī)格、不同廠家的阻燃電力電纜通流能力有區(qū)別，極限通流能力相差達(dá)30 %。

作者信息：

李炳華，悉地（北京）國際建筑設(shè)計(jì)顧問有限公司，教授級高級工程師，設(shè)計(jì)副總裁，電氣總工程師。