在我國(guó)幾乎所有的大中城市將城市軌道交通作為整個(gè)城市交通系統(tǒng)的骨干，僅自2018年1月1日至2019年5月31日，獲發(fā)改委批準(zhǔn)建設(shè)的軌道交通項(xiàng)目共計(jì)11個(gè)，涉及64條線路，項(xiàng)目里程達(dá)2446.7km，我國(guó)正迎來(lái)新一輪城市軌道交通建設(shè)的黃金時(shí)期。

城市軌道交通是一個(gè)牽涉到多種技術(shù)領(lǐng)域，由多種設(shè)備、多種軟硬件、多種設(shè)施組成的復(fù)雜系統(tǒng)，具有重大社會(huì)影響，其安全一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。城市軌道交通所用電力電纜品種繁多、數(shù)量眾多，其直接影響著軌道交通運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性，供電系統(tǒng)電力電纜設(shè)計(jì)選型至關(guān)重要。

以往，國(guó)內(nèi)城市軌道交通對(duì)供電系統(tǒng)電纜阻燃分級(jí)主要依據(jù)GB/T 19666—2005《阻燃和耐火電線電纜通則》，分級(jí)為A、B、C、D?！瓣兾鲓W凱電纜事件”的發(fā)生使國(guó)內(nèi)各行各業(yè)非常重視電力電纜的質(zhì)量安全，引發(fā)了城市軌道交通行業(yè)內(nèi)各專家學(xué)者的廣泛討論，越來(lái)越多的行業(yè)人士開始關(guān)注由公安部四川消防研究所牽頭編制的GB 31247—2014《電纜及光纜燃燒性能分級(jí)》，城市軌道交通行業(yè)電纜主流供貨商也開始陸續(xù)將相關(guān)產(chǎn)品送往國(guó)家防火建筑材料質(zhì)量監(jiān)督監(jiān)測(cè)中心進(jìn)行型式檢驗(yàn)。

基于上述背景，本文對(duì)城市軌道交通供電系統(tǒng)電力電纜燃燒等級(jí)的規(guī)范依據(jù)、工程應(yīng)用及選擇進(jìn)行了分析闡述。

1 燃燒性能標(biāo)準(zhǔn)要求

1.1 GB 31247—2014《電纜及光纜燃燒性能分級(jí)》簡(jiǎn)介

該標(biāo)準(zhǔn)適用于建設(shè)工程中使用的電纜及光纜的燃燒性能分級(jí)，劃分為A、B1、B2、B3。A級(jí)為不燃型，B1、B2級(jí)分別為阻燃1級(jí)和2級(jí)，B3級(jí)為不阻燃型普通電纜，燃燒性能等級(jí)判據(jù)見表1。

1.2 GB/T 19666—2005《阻燃和耐火電線電纜通則》簡(jiǎn)介

該標(biāo)準(zhǔn)適用于包括有鹵、無(wú)鹵、低煙的阻燃和耐火電線電纜，阻燃性能劃分為A、B、C、D，阻燃性能等級(jí)判據(jù)見表2。

表1 電纜及光纜阻燃性能等級(jí)判據(jù)

表2 成束阻燃性能要求

1.3 GB 31247—2014與GB/T 19666—2005的差異

1）現(xiàn)GB 31247—2014與GB/T 19666—2005都為現(xiàn)行有效規(guī)范，屬于并行規(guī)范。

2）兩者差異

（1）燃燒性能及阻燃特性試驗(yàn)方法的差異

GB/T 19666—2005《阻燃和耐火電線電纜通則》中對(duì)于阻燃電纜的分級(jí)試驗(yàn)方法主要依照GB/T 18380.31～36部分—2008《垂直安裝的成束電線電纜火焰垂直蔓延試驗(yàn) 試驗(yàn)裝置/A FR類/A類/B類/ C類/D類》，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。

GB 31247—2014《電纜及光纜燃燒性能分級(jí)》中對(duì)電纜燃燒性能的分級(jí)試驗(yàn)方法主要依照GB/T 31248—2014《電纜或光纜在受火條件下火焰蔓延熱釋放和產(chǎn)煙特性的試驗(yàn)方法》，實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示。

GB/T 31248—2014試驗(yàn)裝置基于GB/T 18380.31—2008《電纜和光纜在火焰條件下的燃燒試驗(yàn) 第31部分：垂直安裝的成束電線電纜火焰垂直蔓延試驗(yàn) 試驗(yàn)裝置》（IEC 60332-3-10: 2000, IDT）建立，同時(shí)增加了熱釋放和產(chǎn)煙特性測(cè)試設(shè)備，如圖2所示。

與GB/T 18380.31—2008相比，本標(biāo)準(zhǔn)具有測(cè)試方法更加精確靈敏、綜合性更強(qiáng)、對(duì)燃燒性能等級(jí)評(píng)價(jià)更加科學(xué)的特點(diǎn)。相同電纜在兩種試驗(yàn)裝置中受火情況如圖3所示。

在進(jìn)行燃燒性能試驗(yàn)時(shí)，由于增加了對(duì)熱釋放速率和熱釋放總量?jī)身?xiàng)指標(biāo)要求，GB/T 31248《電纜或光纜在受火條件下火焰蔓延、熱釋放和產(chǎn)煙特性的試驗(yàn)方法》中B1級(jí)試驗(yàn)較GB/T 18380《電纜和光纜在火焰下的燃燒試驗(yàn) 第33～35部分：垂直安裝的成束電線電纜火焰垂直蔓延試驗(yàn)A類、B類、C類》成束A類試驗(yàn)更為嚴(yán)苛，即B1級(jí)燃燒性能要求高于A類阻燃性能要求。

（2）阻燃電纜分級(jí)規(guī)范間技術(shù)指標(biāo)的對(duì)比

現(xiàn)主要就阻燃電纜的低煙性能、煙氣毒性、低鹵性能、阻燃性能（燃燒性能）等進(jìn)行對(duì)比分析，具體分析見表3。

圖1 GB/T 18380.31中試驗(yàn)裝置

圖2 GB/T 31248中試驗(yàn)裝置

圖3 相同電纜在兩種試驗(yàn)裝置中受火

表3 標(biāo)準(zhǔn)主要參數(shù)對(duì)比表

GB/T 19666沒(méi)有將電纜熱釋放特性、煙氣毒性及燃燒滴落物等指標(biāo)納入，不夠全面，不能客觀反映火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)情況以及對(duì)周圍環(huán)境影響；GB 31247通過(guò)電纜燃燒的火焰蔓延、熱釋放和產(chǎn)煙特性進(jìn)行主分級(jí)，同時(shí)還從電纜的產(chǎn)煙毒性、腐蝕性和燃燒滴落物/微粒等方面進(jìn)行附加分級(jí)，全面考量電纜燃燒安全性能，其要求更高。

2 燃燒性能等級(jí)的選擇

依據(jù)GB 50157—2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》第15.4.1條要求，地下敷設(shè)電力電纜必須是無(wú)鹵、低煙的阻燃電纜，地上露天敷設(shè)電力電纜必須是低鹵、低煙的阻燃電纜。

若燃燒性能等級(jí)執(zhí)行GB 31247—2014《電纜及光纜燃燒性能分級(jí)》，A級(jí)為不燃型，B3級(jí)為不阻燃型，在城市軌道交通領(lǐng)域B1、B2級(jí)為應(yīng)用量最大的阻燃電纜。地下線路的交直流電力電纜防火要求高，宜采用燃燒性能為B1級(jí)的電纜。高架地上線路電纜由于采用防紫外線型電纜，其外護(hù)套需要增加燃燒值較高的含鹵等材料，其燃燒性能很難達(dá)到B1級(jí)，故地上敷設(shè)電纜宜采用B2級(jí)電纜。

若燃燒性能等級(jí)執(zhí)行GB/T 19666—2005《阻燃和耐火電線電纜通則》，A類為最高阻燃級(jí)別。考慮到城市軌道交通安全的重要性，一般供電系統(tǒng)交直流電力電纜選用A類阻燃。

3 技術(shù)發(fā)展調(diào)研

針對(duì)GB 31247—2014執(zhí)行情況的調(diào)研可知，現(xiàn)國(guó)內(nèi)城市軌道交通用主流電纜廠家如遠(yuǎn)東電纜、上海高橋、中航寶勝、廣州明興電纜、安徽太平洋電纜及四川明星電纜等均有齊全的電力電纜型式試驗(yàn)報(bào)告；另一些主流電纜廠家雖還未有現(xiàn)成的型式試驗(yàn)報(bào)告，但技術(shù)上均可做到GB 31247的要求。主流電纜廠家均可生產(chǎn)GB19666中A類阻燃等級(jí)電力電纜。

4 應(yīng)用情況調(diào)研

4.1 北京

新線電纜技術(shù)指標(biāo)按照GB/T 19666編寫，抽檢要求按GB 31247，但不要求具體能達(dá)到GB 31247中規(guī)定的某個(gè)等級(jí)。

4.2 上海

上海地鐵執(zhí)行地標(biāo)《DGJ 08-109—2004上海市城市軌道交通設(shè)計(jì)規(guī)范》，地下車站和區(qū)間隧道的電線電纜選用阻燃級(jí)別為B類（GB/T 19666）的阻燃電纜。暫未執(zhí)行GB 31247。

4.3 廣州

十三五規(guī)劃的新線，均執(zhí)行GB 31247規(guī)范，包括現(xiàn)已完成招標(biāo)的在建工程。

4.4 其他城市

• 1）石家莊、佛山、西安地鐵新線均執(zhí)行GB 31247規(guī)范。
• 2）常州、蘇州、無(wú)錫、南京、徐州、深圳、合肥、武漢、鄭州、福州均執(zhí)行GB/T 19666，暫未執(zhí)行GB 31247。

5 成本差異分析

AC 35kV、DC 1500V電纜B1級(jí)阻燃相對(duì)于A級(jí)阻燃電纜價(jià)格的增幅約5%。對(duì)工程投資影響以某城市軌道交通工程供電系統(tǒng)項(xiàng)目為例進(jìn)行分析，該工程線路全長(zhǎng)約40km，共設(shè)29座車站，正線供電系統(tǒng)交流電力電纜燃燒性能采用不同標(biāo)準(zhǔn)所需投資對(duì)比見表4。

表4 某工程不同燃燒性能等級(jí)電力電纜造價(jià)對(duì)比表

此工程供電系統(tǒng)采用B1級(jí)阻燃電力電纜較A類阻燃電力電纜造價(jià)增加約(867÷16129)×100%=5.4%。

6 結(jié)論

本文依據(jù)現(xiàn)有規(guī)范規(guī)定，結(jié)合國(guó)內(nèi)各城市軌道交通應(yīng)用情況和主流電力電纜供應(yīng)商技術(shù)發(fā)展的調(diào)研情況，通過(guò)對(duì)交直流電力電纜不同燃燒性能分級(jí)體系進(jìn)行分析，主要得出以下結(jié)論：

• 1）GB 31247較GB/T 19666而言，通過(guò)主分級(jí)和附加分級(jí)更加全面地考量了電纜的安全性能，要求更高。
• 2）兩種類型電力電纜在國(guó)內(nèi)各城市軌道交通項(xiàng)目均有應(yīng)用，主流電纜供應(yīng)商基本都能生產(chǎn)。
• 3）電力電纜燃燒性能等級(jí)采用GB 31247較GB/T 19666工程項(xiàng)目造價(jià)將增加約5%。
• 4）城市軌道交通供電系統(tǒng)電力電纜燃燒性能等級(jí)建議優(yōu)先執(zhí)行GB 31247。