隨著我國經濟的快速發展，現代化的建設對電力輸送幹線的安全要求越來越高。
簡介,相關標準,試驗方法,後記,
簡介
如何正確合理選擇耐火電力輸送幹線，成為設計人員及用戶的難題。但是，目前部分技術人員分不清耐火和防火的定義，甚至把防火母線槽當做耐火母線槽在工程上使用。本文從JGJ 16-2008《民用建築電氣設計規範》、GB 7251.2-2006/IEC60439.2：2000《低壓成套開關設備和控制設備 第2部分：對母線幹線系統（母線槽）的特殊要求》、公安部標準GA/T 537-2005《母線幹線系統（母線槽）阻燃、防火、耐火母線槽的試驗方法》、GB/T19216.21-2003/ IEC 60331.21-1999《在火焰條件下電纜或光纜的線路完整性試驗第21部分：試驗步驟和要求—— 額定電壓0.6/1.0 kV及以下電纜 》、GB/T 9978.1-2008（代替GB/T 9978—1999）《建築構件耐火試驗方法 第1部分：通用要要求》（ISO 834-1：1999 MOD）五個標準來分析標準和耐火母線槽的市場現行情況，以幫助用戶和設計人員走出誤區，以供大家參考。
相關標準
1.1 JGJ 16-2008《民用建築電氣設計規範》摘錄
13.9.13 各類消防用電設備在火災發生期間，最少持續供電時間應符合表13.9.13的規定。
表13.9.13 消防用電設備在火災發生期間的最少持續供電時間
消防用電設備名稱 | 持續供電時間(min) |
消火栓、消防泵及水幕泵 | >180 |
自動噴水系統 | >60 |
防、排煙設備 | >180 |
火災時繼續工作的備用照明 | ≥180 |
避難層備用照明 | >60 |
消防電梯 | >180 |
試驗方法
1.2 GB 7251.2-2006/IEC 60439.2：2000《低壓成套開關設備和控制設備第2部分：對母線幹線系統（母線槽）的特殊要求》明確規定了阻燃、防火和耐火三種不同性能母線槽的設計要求和試驗方法（對照表）：
性能要求 | 設計要求 | 試驗方法 |
阻燃性能 | 7.1.1.5 耐受火焰蔓延 當燃燒源移開後，母線幹線系統應無火焰蔓延或點燃後不再繼續燃燒。 根據8.2.14用火焰蔓延試驗進行檢驗。 | 8.2.14 防止火焰蔓延的驗證 試驗適用於所有型號和尺寸的母線幹線單元，以表征其滿足了實際安裝和組裝時無火焰蔓延性能。按照GB/T 18380.3-2001進行此試驗，火焰燃燒時間為40min。 試驗安排： 此試驗在一個至少3m長並帶有一個接點的標準直線形母線幹線單元上進行。 用下列要求進行驗證。 將同樣型號的三個母線幹線單元，他們的接點朝向底端，按規則的間隔置於火焰試驗裝置中一個垂直的梯架上，每個母線幹線應將不同的面朝向燃燒器進行火焰衝擊（見圖M.1）。 對於大寬度母線幹線，被試的直線單元的數量可以減少，但在這種情況下，應按三種試驗安排形式重複進行（考慮外殼側的方向）。 對於帶有分接裝置的母線幹線，試驗安排應將裝有分接裝置的出口端朝向燃燒器，而且要把同正常使用時一樣安裝（例如：帶有覆板）的分接裝置放在正好對著火焰的地方。 試驗結果： 燃燒停止後，應將母線幹線外殼擦乾淨，清除掉所有的煙垢，原表面完好無損。非金屬材料的軟化和變形應忽略不計。破壞的最大範圍的測量以米為單位從燃燒器的底邊至開始燒焦的部位。 如果系統滿足了下述條件，則認為通過了試驗。 ——無燃燒 註：不影響母線完整性的小部件的燃燒可以忽略。 ——或者如果母線幹線的燒焦部位（內部或外部）的最大範圍不高於燃燒器底邊2.5m。 |
防火性能 | 7.1.1.6 母線幹線防火板單元 如果母線幹線系統水平或垂直通過建築隔斷（例如:牆或地板），母線幹線防火板單元的設計應在著火時防止火焰蔓延。 根據8.2.15用耐火試驗試驗進行檢驗。 | 8.2.15 建築結構中防火性能的驗證 該試驗適用於為防止火焰蔓延設計的穿越建築物的母線幹線。試驗按照ISO 834-1:1999進行，耐火時間為60min,120min,180min或240min。 試驗安排： 該試驗在直線型母線幹線單元樣品上進行。 用下列要求進行檢驗。 一段有代表性的母線幹線防火單元樣品象實際用於建築物中一樣被安置在用混凝土製成的試驗台上，其厚度按照耐火時間的要求進行確定。應按製造商的說明書和建築物安全防火的要求（如果有的話）在穿過試驗台開孔的母線幹線外殼周圍填充防火密封層。 如果母線幹線裝有防火單元，該防火單元應放在試驗台的中間（見圖M.3）  M.3a、b——試驗台開口的寬度和長度； c——試驗台的厚度； d——防火部件的長度； e——熱電偶在外殼的非裸露面的位置； h——母線幹線樣品裸露面的長度； H——母線幹線樣品的長度。 根據ISO 834-1:1999，進行試驗時，應將一組熱電偶放置在樣品的非裸露面上，用來記錄母線幹線外殼的表面溫度。 試驗結果： 見ISO 834-1:1999中所給的執行判據。 |
著火時保持電路完整性 | 7.1.1.7 著火時保持電路完整性 耐火母線幹線單元的設計應在著火時，在規定時間內能維持配電電路的完整性。 著火時電路完整性試驗在考慮中（見附錄L）。 | 附錄L（資料性附錄） 燃燒時保持電路完整性和驗證 試驗在考慮中。 |
1.3 GA/T 537-2005《母線幹線系統（母線槽）阻燃、防火、耐火性能的試驗方法》，關於阻燃、防火、耐火性能的規定。
1.3.1 阻燃性能的試驗方法（見GA/T 537-2005之4.1）
根據GB 7251.2-2006中8.2.14的要求，所有型號和尺寸的母線槽都應進行防止火焰蔓延（阻燃性能）的驗證。GB 7251.2-2006中8.2.14防止火焰蔓延的試驗方法和GA/T 537-2005中4.1阻燃性能試驗方法，都是按照GB/T 18380.3-2001的相關要求進行，火焰燃燒時間均為40分鐘,判定條件均為2.5米，即試樣無燃燒或燒焦部位的最大範圍不高於燃燒器底邊2.5米（試樣未燃燒或炭化部分的最大高長不超過2.5米）時為合格，則母線槽滿足阻燃性能要求。
1.3.2 防火性能試驗方法（見GA/T 537-2005之4.2）
根據GB/7251.2-2006中7.1.1.6的規定，“如果母線幹線系統水平或垂直通過建築隔斷（例如：牆或地板），母線幹線防火板單元的設計應在著火時防止火焰蔓延。”這是母線幹線水平或垂直通過建築隔斷時，在防止火焰蔓延性能（阻燃性能）方面的更進一步的要求。
在GB/ 7251.2-2006中，建築結構中母線槽防火性能的驗證按ISO 843.1-1999進行，並給出了垂直通過建築隔斷時試件安裝方式（圖M.3），供火時間為60分鐘-240分鐘。判定條件檢測爐外2.5公分的溫度不超180℃，是防止火通過母線槽熱能傳遞到牆或樓板外的2.5公分，180℃容易引起牆或樓板外的易燃材料燃燒。
在GA/T 573—2005中，建築結構中母線槽防火性能的驗證按GB/T 9978—1999（已被GB/T9978.1—2008(ISO 834-1:1999)代替）進行，即在試驗原理上與GB/7251.2-2006無重大區別。GA/T 573—2005給出了試件的水平安裝圖（圖1）和垂直安裝圖（圖2），沒有規定具體的供火時間。一般僅進行“耐火隔熱性能”的判定，判定條件為：“試件背火面平均溫升超過140℃或/和背火面試件內部溫升超過180℃時，則認為試件失去耐火隔熱性。”
具有以上防止火焰蔓延性能（阻燃性能）或耐火隔熱性能的母線槽被稱為防火母線槽，適應人防工程、檔案館以及其他對防火要求的建築中母線槽穿越牆或樓板的場合。
1.3.3 耐火性能試驗（見GA/T 537-2005之4.3）
根據GB 7251.2-2006中7.1.1.7的規定，“耐火母線幹線單元的設計應在著火時，在規定的時間內能維持配電電路的完整性。”這是對耐火母線槽更進一步的要求。
在GB/ 7251.2-2006說明，著火時電路完整懷的試驗正在考慮中（見7.1.1.7及附錄L）
在GA/T 573—2005中規定，母線幹線系統（母線槽）耐火性能試驗，應同時進行噴淋試驗和耐火試驗，兩項試驗均合格時，才能判定其耐火性能合格。噴淋試驗合格的判定條件見A.6；耐火試驗合格的判定條件見4.3.2.5.3。
1.4 GB/T 19216.21-2003/ IEC 60331.21-1999《在火焰條件下電纜或光纜的線路完整性試驗 第21部分：試驗步驟和要求—— 額定電壓0.6/1.0kV及以下電纜 》的試驗方法：
6 試驗步驟
6.1應使用在GB/T 19216.11-2003試驗數量部分中詳細說明的試驗裝置完成本章規定的試驗步驟。
關於噴淋試驗，GA/T 537-2005，GB/T19216.21的基本電路圖是一樣的，但試驗時供火溫度和檢測溫度的方法不同：GB/T 537-2005檢測爐內平均溫度，爐內溫度按時間不同而上升；GB/T 19216.21 供火溫度750℃+50℃檢測火焰的溫度，因空氣流通溫度保護上限50℃。檢測火焰的溫度：該試驗方法是按照耐火電纜國內外標準試驗方法一樣（GB/T 19216.21-2003/IEC60331.21-1999）。
1.5 GB/T 9978.1-2008《建築構件耐火試驗方法 第1部分：通用要要求》摘錄”：
GB 9978-1999《建築構件耐火試驗方法》已由GB/T 9978.1-2008《建築構件耐火試驗方法第1部分：通用要要求》代替。相關內容的對照如下表：
GB 9978-1999 | GB/T 9978.1-2008 | ||
條款 | 內容 | 條款 | 內容 |
4 | 試驗裝置 | 5 | 試驗裝置 |
5.1 | 溫度條件 | 6.1 | 爐內溫度 |
5.2 | 壓力條件 | 6.2 | 爐內壓差 |
7.3.1 | 爐內溫度測量 | 8.1 | 溫度測量 |
7.3.2 | 爐內壓力測量 | 8.2 | 壓力測量 |
7.3.7 | 試件完整性測量 | 8.4 | 完整性觀測 |
7.3.8 | 試驗現象觀察 | 9.4 | 測量和觀測 |
8 | 耐火極限判定條件 | 10 | 判定準則 |
耐火性能試驗加上噴淋試驗是耐火母線槽著火時線路完整性的試驗，符合GB 7251.2-2006/IEC 60439.2：2000中7.1.1.7的要求。雖然在GB 7251.2-2006未對著火時電路完整性試驗方法作出具體的規定，但是他的術語與標準GB/T 19216.21-2003/ IEC 60331.21-1999《在火焰條件下電纜或光纜的線路完整性試驗第21部分：試驗步驟和要求—— 額定電壓0.6/1.0kV及以下電纜 》基本相同。
噴淋試驗的目的主要是驗證母線槽在著火時，救火需噴水的情況下母線槽耐火能力的驗證；與GA/T 537-2005中4.3.1和GB/T 19216.11-2003試驗方法是一樣的。
耐火性能試驗，接電前端配置熔斷保險，末端接燈，判定依據以燈滅為準，燈滅了說明進水短路或著火時絕緣材料未能承受高溫而發生短路，GA/T 537-2005中4.3.2的試驗方法與GB/T 19216.21-2003中6 試驗步驟是相同的，但是溫度測量的方法、試驗裝置不同：GA/T 537—2005加熱爐密封，爐內溫度隨供火時間增長而上升，供火180分鐘時爐內平均溫度為1150℃；GB/T1926.21-2003中6三測供火溫度，因試驗爐要求通風，爐內溫度不上升，供火溫度為750℃+50℃。目前我國耐火電纜的試驗方法，是按GB/T 19216.21-2003第6章規定的試驗方法。建議TC/226標準化技術委員會和各位專家考慮耐火母線槽的耐火性能試驗改用GB/T 19216.21-2003.6試驗方法進行試驗。
在停火後運行15分鐘的目的是驗證熱脹冷縮能力。當著火發熱、噴水滅火、溫度下降、母線受冷卻後可能發生收縮時，母線槽能否保證絕緣性能的驗證。
在停火後運行15分鐘的目的是驗證熱脹冷縮能力。當著火發熱、噴水滅火、溫度下降、母線受冷卻後可能發生收縮時，母線槽能否保證絕緣性能的驗證。停火後通電15分鐘燈是否正常運行，證明母線是否能正常運行，所以著火時線路完整的試驗應該是耐火性能試驗加噴淋試驗，才能稱之為耐火母線槽。
耐火母線槽適用於發電機、消防電梯、火災時持續工作備用照明、防排煙風機、消防栓、消防泵及水泵、避難層照明、自動噴淋系統等場所使用。
引用標準：
JGJ 16-2008 《民用建築電氣設計規範》
GB 7251.2-2006/IEC 60439.2：2000《低壓成套開關設備和控制設備 第2部分：對母線幹線系統（母線槽）的特殊要求》
GA/T 537-2005《母線幹線系統（母線槽）阻燃、防火、耐火母線槽的試驗方法》
GB/T 19216.21-2003/ IEC 60331.21-1999《在火焰條件下電纜或光纜的線路完整性試驗第21部分：試驗步驟和要求—— 額定電壓0.6/1.0 kV及以下電纜 》
GB/T 9978.1-2008（代替GB/T 9978—1999）《建築構件耐火試驗方法 第1部分：通用要要求》
GB/T 18380.3-2001 GB/T 18380.3-2001 《電纜在火焰條件下的燃燒試驗 第3部分：成束電線或電纜的燃燒試驗方法》
後記
目前市場不合理選用耐火電力輸送幹線情況分析
1 以防火母線槽的試驗方法驗證的母線槽當做耐火母線槽在全國眾多工程上使用。從2009年起，筆者去全國各地發現，不少工程把澆注式防火母線槽、具有防火和防水功能的母線槽當做耐火母線槽在全國工程上使用，這類澆注式防火母線槽絕緣材料耐熱能力不足200℃，在750℃的火焰下加熱10分鐘左右，即失去絕緣性能而短路。廠家自稱這類澆注式防火母線槽絕緣材料採用自熄性樹脂材料。因此類母線槽熱能傳遞較慢，所以按防火性能的試驗方法能通過，應稱防火母線槽。部分廠家於今年2月份已將耐火母線槽改名為澆注式防火母線槽（實際上只有防火性能，沒有耐火性能）。這種現象應當引起設計人員和用戶的重視。還有不少廠家用防火母線槽的試驗方法檢驗耐火母線槽，並獲得了3C證書。後經中國質量認證中心查出，屬於違規試驗，所有澆注式防火母線槽當作耐火母線槽發的3C證書已於2012年1月19日全部暫停使用。
2 現有在市場上的耐火母線槽
有少數企業將澆注防火母線槽當耐火母線槽使用，3C認證是澆注防火母線槽，但他們對外宣傳介紹澆注防火母線槽具有耐火性能，能耐火。但在國家公安部指定試驗所試驗時，把澆注母線外包10-20公分耐高溫的耐火棉，外再包鋼外殼，殼體外噴防火塗料。當然樣品是通過了耐火性能試驗。但試驗後因為這樣的母線槽散熱困難，導體截面需加大三倍，這類廠家市場推廣時直接誤導用戶澆注母線槽有耐火性能180分鐘。其實澆注母線按GA/T 537-2005.4.3.2試驗，供火10分鐘左右，燈滅已短路，拿出爐時澆注的樹脂受火部位全部熔化，只剩銅排。澆注母線槽防火和防水性能都達標，應該稱澆注式防火母線槽或澆注式防水母線槽。不能用於耐火的電力輸送幹線，是誤導用戶行為，應該禁止。
3 防火電纜加耐火橋架，用於消防設備的電力輸送幹線
低煙無鹵電纜用於消防輸送電力幹線情況，符合JGJ 16-2008《民用建築電氣設計規範》180分鐘持續供電的要求時，需增加耐火橋架。
低煙無鹵電纜是按GB/T 9330—2008《塑膠絕緣控制電纜》耐溫要求的，在750℃+50℃著火時，本身電纜的承受時間大約幾分鐘，要想符合JGJ 16-2008規定的180分鐘持續供電時間，電纜要求內置在耐火橋架內。在我國北方地區，大部分是設在耐火橋架內，這類耐火橋架為雙層鋼殼，兩層鋼板內填充高矽酸鋁棉，是耐高溫度1000℃ 以上的耐火棉，隔熱性能較好;電纜設在裡面能正常運行，主要靠耐火橋架耐火。但在我國大部分工程低煙無鹵電纜直接設在普通橋架外噴防火塗料。如果用於火災報警系統配套是可以的，但用於耐火幹線180分鐘供火時間完全是達不到要求的，但是低煙無鹵電纜如果設在耐火橋架內低煙無鹵電纜需降容使用，降容的係數目前沒有詳細有效數據資料。
4 礦物質耐火電纜
礦物質耐火電纜在近年內興起，礦物質耐火電纜近幾年來不少工程在選用，因該耐火電纜採用無機礦物質做為主要絕緣材料，氧化鎂和雲母作為主要的絕緣材料，這些材料能耐高溫，又有較好的絕緣性能，耐溫高，能符合180分鐘著火時持續供電時間，但是該材料施工難度高，價格高，截流能力小等缺點，未能普及使用成為了礦物物質耐火電纜的發展阻力。
