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

城市軌道交通是一個牽涉到多種技術(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)，具有重大社會影響，其安全一直是人們關(guān)注的焦點。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行的穩(wěn)定性與安全性，供電系統(tǒng)電力電纜設(shè)計選型至關(guān)重要。

以往，國內(nèi)城市軌道交通對供電系統(tǒng)電纜阻燃分級主要依據(jù)GB/T 19666—2005《阻燃和耐火電線電纜通則》，分級為A、B、C、D。“陜西奧凱電纜事件”的發(fā)生使國內(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》，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)品送往國家防火建筑材料質(zhì)量監(jiān)督監(jiān)測中心進行型式檢驗。

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

1 燃燒性能標準要求

1.1 GB 31247—2014《電纜及光纜燃燒性能分級》簡介

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

1.2 GB/T 19666—2005《阻燃和耐火電線電纜通則》簡介

該標準適用于包括有鹵、無鹵、低煙的阻燃和耐火電線電纜，阻燃性能劃分為A、B、C、D，阻燃性能等級判據(jù)見表2。

表1 電纜及光纜阻燃性能等級判據(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方法的差異

GB/T 19666—2005《阻燃和耐火電線電纜通則》中對于阻燃電纜的分級試驗方法主要依照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 試驗裝置/A FR類/A類/B類/ C類/D類》，實驗裝置如圖1所示。

GB 31247—2014《電纜及光纜燃燒性能分級》中對電纜燃燒性能的分級試驗方法主要依照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)煙特性的試驗方法》，實驗裝置如圖2所示。

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

與GB/T 18380.31—2008相比，本標準具有測試方法更加精確靈敏、綜合性更強、對燃燒性能等級評價更加科學(xué)的特點。相同電纜在兩種試驗裝置中受火情況如圖3所示。

在進行燃燒性能試驗時，由于增加了對熱釋放速率和熱釋放總量兩項指標要求，GB/T 31248《電纜或光纜在受火條件下火焰蔓延、熱釋放和產(chǎn)煙特性的試驗方法》中B1級試驗較GB/T 18380《電纜和光纜在火焰下的燃燒試驗 第33～35部分：垂直安裝的成束電線電纜火焰垂直蔓延試驗A類、B類、C類》成束A類試驗更為嚴苛，即B1級燃燒性能要求高于A類阻燃性能要求。

（2）阻燃電纜分級規(guī)范間技術(shù)指標的對比

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）等進行對比分析，具體分析見表3。

圖1 GB/T 18380.31中試驗裝置

圖2 GB/T 31248中試驗裝置

圖3 相同電纜在兩種試驗裝置中受火

表3 標準主要參數(shù)對比表

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

2 燃燒性能等級的選擇

依據(jù)GB 50157—2013《地鐵設(shè)計規(guī)范》第15.4.1條要求，地下敷設(shè)電力電纜必須是無鹵、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。

若燃燒性能等級執(zhí)行GB 31247—2014《電纜及光纜燃燒性能分級》，A級為不燃型，B3級為不阻燃型，在城市軌道交通領(lǐng)域B1、B2級為應(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，其外護套需要增加燃燒值較高的含鹵等材料，其燃燒性能很難達到B1級，故地上敷設(shè)電纜宜采用B2級電纜。

若燃燒性能等級執(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GB 31247—2014執(zhí)行情況的調(diào)研可知，現(xiàn)國內(nèi)城市軌道交通用主流電纜廠家如遠東電纜、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報告；另一些主流電纜廠家雖還未有現(xiàn)成的型式試驗報告，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)指標按照GB/T 19666編寫，抽檢要求按GB 31247，但不要求具體能達到GB 31247中規(guī)定的某個等級。

4.2 上海

上海地鐵執(zhí)行地標《DGJ 08-109—2004上海市城市軌道交通設(shè)計規(guī)范》，地下車站和區(qū)間隧道的電線電纜選用阻燃級別為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級阻燃相對于A級阻燃電纜價格的增幅約5%。對工程投資影響以某城市軌道交通工程供電系統(tǒng)項目為例進行分析，該工程線路全長約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準所需投資對比見表4。

表4 某工程不同燃燒性能等級電力電纜造價對比表

此工程供電系統(tǒng)采用B1級阻燃電力電纜較A類阻燃電力電纜造價增加約(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，通過對交直流電力電纜不同燃燒性能分級體系進行分析，主要得出以下結(jié)論：

• 1）GB 31247較GB/T 19666而言，通過主分級和附加分級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內(nèi)各城市軌道交通項目均有應(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采用GB 31247較GB/T 19666工程項目造價將增加約5%。
• 4）城市軌道交通供電系統(tǒng)電力電纜燃燒性能等級建議優(yōu)先執(zhí)行GB 31247。