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地铁轨道交通用电缆到底有多重要?

时间:2021-03-21 05:16:27 点击次数:

  近年来我国地铁重点工程迅猛发展,针对地铁站人员密集、拥堵,一旦出现火灾不仅会造成国家财产的损失,而且更为严重的是会威胁众多人员的生命安全,住房和城乡建设部和国家市场监督管理总局在2018年5月14日联合发布了强制性国家标准GB51298—2018《地铁设计防火标准》,该标准于2018年12月1 日正式实施。

  首先从投入上来看,一公里地铁的建造成本大约7亿元人民币起步,正常情况下一条地铁的建设周期少则四五年,多则七八年。

  而在地下挖一条这么大的隧道,势必涉及到雨水、污水、自来水、燃气、热力、电力、通讯、路灯等众多市政管线的迁移问题。跨部门沟通协调,也是不小的工作量。

  另外,施工过程中还要克服环境多变、地势复杂等诸多问题。这么看来地铁还真是交通界的“团宠”呢。

  其次,从职能来看,一线城市的地铁开通运行后单日客流量最多可达六百多万人次,可极大的缓解城市交通压力。可以说地铁的安全稳定运行事关无数人的生命安全。

  扮演着为地铁输送动力的重要角色,轨道交通用电缆就好比是地铁安全稳定运行的“粮草官”。兵马未动粮草先行,电缆的可靠是地铁安全运行的基础。

  1 地铁用电缆标准要求

  标准 GB51298—2018对地铁用电线电缆的选择、敷设进行了明确规定:

  a.为确保消防用电设备在火灾时的持续供电,消防用电设备的电线电缆应采用铜导体。

  b.为防止电缆燃烧时危及其他系统线路的正常工作,车站及区间电缆应采用阻燃材质。地下车站及区间采用低烟无卤材质电缆,可以最大限度防止电缆燃烧时产生的有害气体危及人身健康和火灾时疏散逃生。地上车站及区间由于所处环境特点,可采用低烟、低卤型电缆。c.耐火电缆的选择应根据消防用电设备在火灾发生期间所需要的最少持续工作时间来确定。消防用电设备的供电矿物绝缘类电缆可参考国际上耐火电缆试验标准,宜选择能通过950 ℃、180min燃烧试验的电缆;消防用电设备的主干线和分支干线也可采用此类耐火电缆,有利于保证地铁线路火灾发生时设备供电的可靠性。目前,这类电缆可在国家权威机构按照相关标准进行燃烧测试取得测试报告。

  d.电缆的阻燃级别应根据敷设条件及电缆的非金属含量进行选择,考虑到在地铁工程中敷设电缆的空间狭小、条件较差以及电缆的整体延续性,要求敷设在同一建筑物内的电缆的阻燃级别尽量相同,且阻燃级别不应低于B级。

  2 地铁用B1级防火电缆结构设计

  根据上述地铁用电缆标准要求,目前同时符合具有低烟无卤、阻燃、防火、运行稳定及通过国际上耐火燃烧性能的电缆只有矿物绝缘类电缆。矿物绝缘类电缆的发展历程如表1 所示,可见 B1 级柔性矿物绝缘防火电缆成为地铁用电缆的首选。

  在地铁用 B1 级防火电缆的结构设计中,耐火与阻燃结构的设计是重中之重,为此进行了如下设计:

  a.导体采用高纯度电工用无氧铜。

  b.绝缘结构设计为双层复合绝缘,即多层矿物金云母带+交联聚乙烯或辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃绝缘组合而成。电缆导体上包覆的金云母带常温下体积电阻率≥1.0×1010 Ω·m,降解温度为 800 ℃ (参见标准GB/T19666—2005附录C)。双层复合绝缘结构可使电缆在标准BS6387:1994规定试验条件下(即火焰温度 950 ℃、3 h),电 缆内部温度仍在 500~600 ℃,低于云母带降解温度,确保电缆可在火焰燃烧情况下正常运行使用。c.缆芯填充是地铁用 B1级防火电缆耐火与阻燃结构设计的核心,采用无机矿物金属水合物(即无机矿物氢氧化镁(Mg(OH)2)混合物)进行缆芯填充,无机矿物金属水合物填充可在电缆燃烧过程中释放出游离水和结晶水,降低电缆温度,延缓内部传热速率,起到隔离、降温、隔热等作用。

  d.根据电缆的使用环境可不设或增设铠装层,铠装形式可选绕包型、联锁铠装型、氩弧焊接轧纹型等。

  e.外护套采用 B1 级低烟无卤阻燃聚烯烃护套料挤出,也可根据使用环境采用 B1 级防鼠蚁防紫外线低烟无卤阻燃聚烯烃护套料挤出。

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