一级消防工程师供配电

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消防行业知识：注意供配电线路消防设计上的几个问题

一、电线电缆选型错误

1、一类高层建筑未选用低烟无卤电线电缆聚氯乙烯在高温下的燃烧过程中，会释放出氯化氢、二恶英等大量有毒气体，同时产生大量的黑色烟雾。

发生火灾时，黑色烟雾阻挡视线，增加了被困人员疏散以及消防人员灭火和施救的难度，被困人员吸入上述有毒气体后，会严重损害身体健康，甚至导致窒息死亡。

为减少火灾情况下人员伤亡和财产损失，《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第条第2款规定：“对一类高层建筑以及重要的公共场所等防火要求高的建筑物，应采用阻燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电力电缆、电线或无烟无卤电力电缆、电线。”

然而，审图时常常发现有些设计人员未按上述要求选用电线电缆，违反了规范的上述规定，存在重大安全隐患。

还有些设计人员虽然对一类高层建筑以及重要的公共场所等防火要求高的建筑物按规范要求选用了阻燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电缆、电线或无烟无卤电缆、电线，却采用PVC电线管或PVC线槽作为穿线管材。

大家知道，PVC电线管或PVC线槽的主要成分为含卤的聚氯乙烯，在高温下的燃烧过程中照样会释放出氯化氢、二恶英等大量有毒气体并产生大量的黑色烟雾。

因此，若选用了阻燃低烟无卤或无烟无卤电缆、电线，再采用PVC管或PVC线槽敷设方式，则失去了选用了阻燃低烟无卤或无烟无卤电缆、电线的实际意义。这种做法与《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第条第2款规定的本意相矛盾，是非常不妥的，同样存在安全隐患。

当选用阻燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电力电缆、电线或无烟无卤电力电缆、电线时，不得采用PVC材质的电线管或线槽作为穿线管材，这一点应引起电气设计人员的重视。

此外，当供配电线路根据规范要求应当选用阻燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电力电缆、电线或无烟无卤电力电缆、电线时，同一建筑内的综合布线、火灾自动报警、安防等所有弱电系统配线，均应采用阻燃低烟无卤或无烟无卤线缆。

2、选用不存在的电线电缆型号在建筑施工图审查过程中，常常发现有些设计人员选用WDZ-BV电线、WDZ-VV电缆、WDZ-YJV电缆或WDZN-BV电线、WDZN-VV电缆、WDZN-YJV电缆。

众所周知，电线电缆型号中的“W”表示无卤，“D”表示低烟，“V”表示聚氯乙烯，如BV表示铜芯聚氯乙烯绝缘电线，VV表示铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆，YJV表示铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆。

上述电线电缆的绝缘或和护套由聚氯乙烯构成，而聚氯乙烯所含的氯是卤族元素。也就是说，只要电线电缆型号中有字母“V”，就一定含卤。因此，不存在WDZ-BV电线、WDZ-VV电缆、WDZ-YJV电缆或WDZN-BV电线、WDZN-VV电缆、WDZN-YJV电缆。

3、选用阻燃或耐火电线电缆未明确阻燃等级多数设计人员选用阻燃或耐火电线电缆时未标明其阻燃等级，即便标明了阻燃等级，也未考虑成束敷设的电线电缆单位长度内有机物的体积，则选用的电线电缆很可能不具备阻燃性能，无疑存在安全隐患。

电线电缆的阻燃性能从高到低分为A、B、C、D四级，电线电缆的阻燃性能不仅取决于绝缘和护套的材质，还与成束敷设的电线电缆单位长度内有机物的体积有关。同一阻燃等级的电缆，单根敷设时阻燃，多根成束敷设时未必阻燃。

因此，选用阻燃或耐火电线电缆时，应根据建筑物的重要性以及成束敷设的电线电缆单位长度内有机物的体积的大小标明其相应的阻燃等级。成束敷设的电线电缆单位长度内有机物的体积超过其限值时，应分开敷设或用防火隔板分隔。

二、导体截面要求

导体截面太小电线电缆的导体截面除应满足配电线路电压损失和机械强度的要求外，还应满足短路条件下热稳定以及电线电缆的允许载流量不小于其保护装置的整定电流和该线路计算负荷电流的要求。

在建筑施工图审查过程中发现，有些设计人员计算电线电缆的载流量时，未按实际的环境条件和敷设方式进行校正，往往电线电缆的截面太小，致使电线电缆的载流量小于该回路保护电器过载保护的整定值，甚至小于该回路的计算电流，则违反了强制性规范条文的规定。轻者降低电线电缆的使用寿命，严重时将因电线电缆的绝缘损坏而导致短路故障，引发火灾事故，存在严重的安全隐患。

环境温度和敷设方均影响电线电缆的载流量。

电线或电缆载流量表中，只给出了数种环境温度下特定敷设方式时的载流量。

电线或电缆敷设时的实际情况与载流量表中给定的条件不一致时，必须针对实际情况按《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第节的有关规定对电线电缆的载流量进行矫校正。电线电缆在室内电缆槽盒中敷设时，一般情况下环境温度定为35℃，线芯允许长期工作温度PVC绝缘为70℃，XLPE或EPR绝缘为90℃。

备用回路、平时不工作的回路、预计实际负荷电流不大于其允许载流量30﹪的回路不计入回路总数。对于平战两用的人防工程，应分别统计平时和战时同时运行的电线电缆回路数，并分别对载流量进行矫正。

消防配电线路在火灾情况下还需继续运行一段时间，发生火灾时由于环境温度升高，导致配电线路的允许载流量降低、线路阻抗增加致使电压损失增大。

因此，选择消防配电线路的截面时，应在按上述规范规定对载流量校正后确定的导线截面基础上，再对导线截面放大一至二级，以确保火灾时消防设备能够可靠运行。此外，选择电线电缆的截面时，还应根据负载的性质，计入谐波电流的影响。

三、敷设方式

敷设方式不合理应根据配电线路的用途、建筑物的特点以及环境条件等因素并经技术经济分析后选择敷设方式，做到安全可靠、经济合理。在建筑施工图审查过程中常常发现，有些设计人员选择的室内配电线路的敷设方式不合理，存在安全隐患，或者增加投资，造成浪费。

1、电缆桥架结构形式不明确电缆桥架是统称，按结构形式分为电缆梯架、无孔电缆托盘、有孔电缆托盘和电缆槽盒，电缆槽盒又分为普通电缆槽盒和耐火电缆槽盒。

电缆桥架结构形式不同，散热效果各异，对敷设其中的电线电缆允许载流量的影响自然不同。因此，采用电缆桥架敷设方式时，应明确指明电缆桥架的具体结构形式。否则，不仅无法确定电线电缆的导体截面，而且施工单位也无法备货。

2、电缆桥架结构形式不合理在建筑施工图审查时常常发现有些设计人员采用电缆槽盒敷设普通配电回路电缆，这种做法是非常不妥的。

电缆槽盒为封闭结构，价格较高，散热不良。多个配电回路在电缆槽盒内敷设时，电线电缆的允许载流量降低很多，校正系数最低只有。

为满足允许载流量不小于其保护装置的长延时整定电流和该线路计算负荷电流的要求，只得加大电线电缆的导体截面，无疑会增加投资，造成浪费。

因此，普通配电线路采用电缆桥架敷设方式时，最好选用价格较低且对允许载流量影响较小的电缆梯架。若鼠害严重，可采用铠装电缆或防鼠电缆在电缆梯架中敷设。

还有些设计人员对敷设方式有防火要求的配电线路采用外壁涂覆防火涂料的电缆托盘敷设，则无法满足火灾时连续供电的要求。

电缆托盘无盖，只有连续底盘和侧边，即使电缆托盘外壁涂覆防火涂料，发生火灾时，热量也可通过对流和辐射损伤敷设在电缆托盘中的电线电缆。因此，不论采取何种措施，电缆托盘或电缆梯架均无防火能力。当配电线路的敷设方式有防火要求时，只能选用防火电缆槽盒或外壁涂覆有防火保护层的金属电缆槽盒。

3、普通配电线路与消防配电线路在同一电缆槽盒内敷设消防配电线路有防火要求，当消防配电干线采用有机绝缘耐火电线电缆时，其敷设方式应有防火措施。

若采用电缆桥架敷设方式，应采用防火电缆槽盒，或采用普通金属电缆槽盒并在其外壁涂覆防火保护层。由于电缆槽盒对电线电缆允许载流量影响很大，普通配电线路与消防配电线路在同一电缆槽盒内敷设时，其导体截面积会增大很多。

此外，普通配电线路与消防配电线路以及同一负荷的2路电线电缆均须设隔板分开，电缆槽盒内至少要设2个防火隔板。这种做法不仅会增加投资，而且不便施工，是非常不妥的。

合理的做法是普通配电线路与消防配电线路分别在各自的桥架中敷设。普通配电线路可采用电缆梯架;消防配电干线敷设在中间设有防火隔板的防火电缆槽盒或外壁涂覆有防火保护层的普通金属电缆槽盒中，同一负荷的2路电线电缆分别敷设在隔板的两侧。

4、电源进线不满足防火要求发生火灾时，消防设备的供电及控制线路应有一定的耐火能力，以便确保建筑物内的消防设备火灾时能够可靠运行。

多数设计人员都能根据建筑物的特点，对于由低压总配电箱柜引出的消防设备配电线路及控制线路的线缆选型和敷设方式均采取了一定的防火措施。然而，不少设计人员对10kV电源进线或由总配变电所引至同一建筑内其它分配变电所的10kV线路未采取任何防火措施，这是非常不妥的。

需要注意的是，若电源进线不可靠，则配电系统的整体可靠性就会降低。

在施工图审查中常常发现，有些防火要求较高的建筑物，其消防设备供电及控制线路的选型和敷设方式均采取了防火措施，非常可靠。

然而，两路10kV电源进线或由总配变电所引至同一建筑内其他分配变电所的10kV线路却选用阻燃电缆或普通电缆在电缆梯架或电缆托盘内沿屋顶或沿墙长距离敷设，穿越地下车库或其它场所引至变配电所。

有些部位两路10kV电源进线电缆甚至在同一路径上并列敷设。由于10kV电缆中含有消防负荷，相当于消防干线。

试想，若电源进线电缆或开闭所10kV出线电缆路径上任何一处发生火灾，电源进线电缆或开闭所10kV出线电缆必定受到损坏，甚至两路电源电缆同时受到损坏，整座建筑就会停电，消防配电系统也将失去电源，建筑物内的全部消防设施都将瘫痪，无疑将造成重大的经济损失和人员伤亡。

因此，电源进线电缆或大型建筑中总变配电所引至本建筑其他分配电所的10kV线路电缆的选型与敷设方式等耐火要求应与本建筑内耐火要求最高的消防配电线路相同。

5、电线电缆在电缆槽盒内接头电线电缆接头处破坏了电线电缆的原有绝缘，是线路绝缘的薄弱环节。常常因接头不良、包扎绝缘受潮损坏而引起短路故障。

若电线电缆在电缆槽盒内接头，接头处的短路故障很可能波及其他配电线路，扩大故障范围。因此，电线电缆在电缆槽盒内不得有接头，确需接头或需分支接头时，应将接头设在接线箱内。

此外，当普通配电线路与消防配电线路在同一电气竖井内敷设时，应分别布置在电气竖井的两侧，且消防配电线路应采用矿物绝缘电缆。若共用电气竖井且消防配电线路采用有机耐火电缆时，消防配电线路应敷设在耐火电缆槽盒内。

一级消防工程师资格考试设《消防安全技术实务》、《消防安全技术综合能力》和《消防安全案例分析》3个科目，实务和综合能力科目的考试题型为客观题，案例分析科目考试题型为综合案例分析题。

《消防安全技术实务》考查消防专业技术人员在消防安全技术工作中，依据现行消防法律法规及相关规定，熟练运用相关消防专业技术和标准规范，独立辨识、分析、判断和解决消防实际问题的能力。

考试内容有：

（1）燃烧与火灾：燃烧、火灾、爆炸、易燃易爆危险品；

（2）通用建筑防火：生产和储存物品的火灾危险性、建筑分类与耐火等级、总平面布局和平面布置、防火防烟分区与分隔、安全疏散、建筑电气防火、建筑防爆、建筑设备防火防爆、建筑装修、外墙保温材料防火、灭火救援设施；

（3）建筑消防设施：室内外消防给水系统、自动水灭火系统、气体灭火系统、泡沫灭火系统、干粉灭火系统、火灾自动报警系统、防烟排烟系统、消防应急照明和疏散指示标志、城市消防安全远程监控系统、建筑灭火器配置、消防供配电。

《消防安全技术综合能力》考查消防专业技术人员在消防安全技术工作中，掌握消防技术前沿发展动态，依据现行消防法律法规及相关规定，运用相关消防技术和标准规范，独立解决重大、复杂、疑难消防安全技术问题的综合能力。

考试内容有：

（1）消防法及相关法律法规与注册消防工程师职业道德：消防法及相关法律法规、注册消防工程师执业；

（2）建筑防火检查：总平面布局与平面布置检查、防火防烟分区检查、安全疏散设置检查、易燃易爆场所防爆检查、建筑装修和建筑外墙保湿检查；

（2）消防设施检测与维护管理：通用要求、消防给水设施、消火栓系统、自动水灭火系统、气体灭火系统、泡沫灭火系统、干粉灭火系统、建筑灭火器配置与维护管理、防烟排烟系统、消防用电设备的供配电与电气防火防爆、消防应急照明和疏散指示标志、火灾自动报警系统、城市消防安全远程监控系统。

《消防安全案例分析》考查消防专业技术人员根据消防法律法规和消防技术标准规范，运用《消防安全技术实务》和《消防安全技术综合能力》科目涉及的理论知识和专业技术，在实际应用时体现的综合分析能力和实际执业能力。

考试内容有：

本科目考试内容和要求参照《消防安全技术实务》和《消防安全技术综合能力》两个科目的考试大纲。

一级消防工程师技术实务考点：消防用电及其负荷等级

一、消防用电

正常条件下，消防用电设备依靠城市电网供给电能。一旦发生火灾，就会直接影响城市电网电能输出的可靠性和安全性，也就直接影响消防用电设备在火灾条件下工作的可靠性和安全性。因此在建筑电气防火设计的过程中，首要考虑的就是消防用电在火灾条件下的电能连续供给的可靠性及安全性。这种供给的安全性包括电能的限流和限压，以防止消防用电设备在发生故障起火时的安全，也包括电气线路的泄流引发触电，导致应急逃生人员及抢险救援人员的生命安全。

消防电源是指在火灾时能保证消防用电设备继续正常运行的独立电源。消防电源的基本要求包括以下几个方面：

(一)可靠性

在火灾条件下，若消防电源停止供电，会使消防用电设备直接失去作用，贻误了抢险救援的时机，给人民的生命财产带来严重的后果，因此必须确保消防电源及配电系统的可靠性。

(二)耐火性

在火灾条件下，许多消防用电设备是在火灾现场或附近工作，因此消防电源的配电系统应具有耐火、耐热及防爆性能，同时还可以采用耐火材料在建筑整体防火条件下提高不间断供电的能力和时间。

(三)有效性

消防用电设备在抢险救援过程中需要持续一定的工作时间，因此消防电源应能在火灾条件下保证持续供电时间，以确保消防用电设备的工作有效性。

(四)安全性

消防电源和配电系统在火灾条件下工作环境极为恶劣，必须采用相应的保护措施，防止过流、过压导致消防用电设备的故障起火，防止电气线路漏电引发的触电事故。

(五)科学性和经济性

在保证可靠性、耐火性、有效性和安全性的前提下，要考虑系统设计的科学性，考虑电源的节能效果和电源质量，考虑施工和操作的方便快捷，考虑投资、运行和维护保养的费用等等。

二、消防用电的负荷等级

在供配电系统中，用电设备被称为电力负荷，其大小以功率或电流表示。划分消防负荷等级并确定其供电方式的基本出发点是：建筑物的结构、使用性质、火灾危险性、人员疏散和扑救难度、事故造成的后果等因素。

(一)基本概念

消防负荷就是指消防用电设备，根据供电可靠性及中断供电所造成的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。

(二)一级负荷

1.一级负荷适用的场所

下列场所的消防用电应按一级负荷供电：

建筑高度大于50m的乙、丙类生产厂房和丙类物品库房，一类高层民用建筑，一级大型石油化工厂，大型钢铁联合企业，大型物资仓库等。(《建筑设计防火规范》GB50016-2014

下列建筑物的消防用电应按一级负荷供电：

1.建筑高度大于50m的乙、丙类厂房和丙类仓库;

2.一类高层民用建筑。)

2.一级负荷的电源供电方式

一级负荷应由两个电源供电，且两个电源要符合下列条件之一：

(1)两个电源之间无联系。

(2)两个电源有直接联系，但符合下列要求：

①任一电源发生故障时，两个电源的任何部分均不会同时损坏;

②发生任何一种故障且保护装置正常时，有一个电源不中断供电，并且在发生任何一种故障且主保护装置失灵以至两个电源均中断供电后，应能在有人员值班的处所完成各种必要操作，迅速恢复一个电源供电。

3.结合消防用电设备的特点，以下供电方式可视为一级负荷供电：

(1)电源一个来自区域变电站(电压在35KV及以上)，同时另设一台自备发电机组。

(2)电源来自两个区域变电站。

(3)电源来自两个不同的发电厂。

(三)二级负荷

1.二级负荷适用的场所。下列建筑物、储罐(区)和堆场的消防用电应按二级负荷供电：

室外消防用水量大于30Ls 的厂房(仓库)，室外消防用水量大于35Ls 的可燃材料堆场、可燃气体储罐(区)和甲、乙类液体储罐(区)，粮食仓库及粮食筒仓，二类高层民用建筑，座位数超过1500个的电影院、剧场，座位数超过3000个的体育馆，任一层建筑面积大于3000m2的商店和展览建筑，省(市)级及以上的广播电视、电信和财贸金融建筑，室外消防用水量大于25Ls 的其他公共建筑。

2.二级负荷的电源供电方式。二级负荷的电源供电方式可以根据负荷容量及重要性进行选择：

(1)二级负荷的供电系统要尽可能采用两回线路供电。

(2)负荷较小或地区供电条件较困难的条件下，允许有一回6KV以上专线架空线或电缆供电。

当采用架空线时，可为一回路架空线供电;当用电缆线路供电时，由于电缆发生故障恢复时间和故障点排查时间长，故应采用两个电缆组成的线路供电，并且每个电缆均应能承受100%的二级负荷。

(四)三级消防负荷

三级消防用电设备采用专用的单回路电源供电，并在其配电设备设有明显标志。其配电线路和控制回路应按照防火分区进行划分。

消防水泵、消防电梯、防排烟风机等消防设备，应急电源可采用第二路电源、带自起动的应急发电机组或由二者组成的系统供电方式。

消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟风机等的供电，要在最末一级配电箱处设置自动切换装置。切换部位是指各自的最末一级配电箱，如消防水泵应在消防水泵房的配电箱处切换;消防电梯应在电梯机房配电箱处切换。