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本文作者:胡海寧作者單位:江蘇省人防工程標準定額站
人防工程中不斷得到廣泛使用
隨著現代人防工程建設的發展,勢必對供電可靠性的要求越來越高,于是用于傳輸電能的電纜,其安全可靠性就顯得尤為突出。多年來,礦物絕緣電纜給人們的印象就是能夠防火,但價格高、敷設困難。其實礦物絕緣電纜還有許多非常有價值的應用特性鮮為人知,隨著廣大科技人員不斷地研究,以及該產品的大規模生產,礦物絕緣電纜已經在人防工程中以及其他眾多場合體現出其優越性和經濟性。
耐火性能高是人防工程防火安全的重要保證
人防工程主要包括指揮工程、人員掩蔽工程、醫療救護工程、物資儲備工程等。指揮工程等級較高,為保證指揮能力的正常發揮,各供電系統及通信系統必須安全可靠。因此,線路的耐火性能高將是對指揮工程的重要保障。公用的人員掩蔽工程是解決城市公共場所和人口密集地區人員掩蔽疏散的公共防護設施,也是確保戰時人民群眾生命安全的重要設施。若在戰時發生火災或次生火災,由于工事內人員比較密集,又身處地下,疏散起來時間相對較長。因此,關鍵的供電線路及消防線路的耐火性能就顯得尤為重要。醫療救護、物資儲備等工程對線路的耐火要求一樣很高,只有可靠的供電線路,才能保障戰時的人員救護以及物資供給。
防潮、防水、防爆及耐腐蝕性是人防工程必不可少的要求
由于人防工程設在地下,四周被巖(土)體包圍,形成一個圍護結構,而大氣溫度變化作用與相對地表深度有關,于是造成工事內外溫差較大,因此人防工程內部潮濕問題不可避免。特別是在春夏過渡季節以及相對濕度較高的南方地區,人防工程的潮濕問題尤為突出。即使使用除濕設備也難避免工程內的機械、電子設備,倉儲物資,金屬管道、電氣管線等造成腐蝕。人防工程的進出電纜通常采取埋地敷設的方式,這是出于對各種武器防護的考慮。這勢必對電纜的防水及耐腐蝕性有比較高的要求。作為戰時內部電源,大多人防工程均設置內部柴油電站。為保證戰時能夠持續供電,在電站旁還需設油庫,而油庫對所有電氣設施均有防爆要求,以防火災及爆炸的產生。根據人防工程的上述特點,礦物絕緣電纜防潮、防水、防爆及耐腐蝕的良好性能恰好是人防工程必不可少的。
屏蔽性能優越、抗輻射能力強是人防工程可靠性的有力保障
電磁脈沖武器分核與非核電磁脈沖武器,其爆炸均產生場強及能量極大的電磁脈沖。電磁脈沖和其他高功率電磁能量可經各種耦合途徑進入人防工程內部,使敏感的電子、電氣設備及系統受到干擾和損傷。電磁脈沖能量的主要耦合渠道有對工事自然防護層和鋼筋混凝土層的直接穿透、工事外露天線的接收、電線電纜和金屬管道的耦合等。而電線電纜的耦合與傳導是電磁脈沖能量進入人防工事的重要渠道。與工事外連接的電線電纜會在外界電磁脈沖場的作用下產生電流和電壓,經電線電纜傳輸,使其終端設備受到干擾或造成損傷。當電磁脈沖傳播到電纜上,首先在金屬屏蔽層上產生耦合電壓和耦合電流。如果屏蔽層的厚度大于電磁波的屈服深度,且無任何孔洞,則線芯上產生的耦合電流很小,線芯與屏蔽層幾乎是等電位的。否則,屏蔽層上的耦合電壓和電流將通過屏蔽層和線芯間的轉移導納和轉移阻抗在線芯上產生耦合電流,并在線芯和屏蔽層之間產生耦合電壓。而礦物絕緣電纜銅護套外殼的厚度遠大于鎧裝電纜的鋼帶,更勝于無屏蔽層的普通電纜,再通過銅護套外殼良好的接地,因此,線芯對地的耦合電壓與銅護套外殼屏蔽層的對地耦合電壓可以認為是相等的。屏蔽和接地是電磁脈沖防護的重要手段和措施。以導電率較高的材料作為屏蔽體并良好接地,將電場終止在屏蔽體表面,并通過接地泄放表面上的感應電荷,可防止靜電場的耦合。所以,完整的屏蔽體和良好的接地是電磁脈沖防護的兩個必備條件。而礦物絕緣電纜的銅護套外殼是極其良好的屏蔽體,另外銅護套外殼也易于良好的接地。因此,礦物絕緣電纜從屏蔽和接地的角度,可以很好的起到電磁脈沖防護效果,特別是對提高人防指揮工程信息化系統在戰時的生存能力,其優越的屏蔽性能則是一個重要方面。采用埋地敷設的進出電纜易遭受核輻射,而礦物絕緣電纜的材料由無機物構成,其抗輻射能力同樣也是其他電纜無法相提并論的。
使用中應注意的問題
電纜的敷設方式是多樣的,如直接裝夾或平鋪在非金屬表面、布放在溝槽內、各種橋架上、建筑結構空隙內以及直接埋設。除特殊場合外,一般使用情況下礦物絕緣電纜無須穿管敷設,而單芯電纜不允許單獨穿管敷設。由于單芯電纜的護套層在交流電的作用下會產生微弱的渦流,多根使用時,為防止渦流的疊加,敷設時可通過“品字形”排列或并排排列時兩排之間相序反向排列加以解決。當電纜進入配電箱、柜時,為防止電纜對箱、柜的外殼產生渦流,箱、柜的外殼電纜進出線孔開孔需連通。若電纜全長均為直線敷設或用電器可能產生振動時,需在允許的場合設置膨脹環。礦物絕緣電纜的絕緣層為氧化鎂,而氧化鎂易吸潮,因此電纜終端頭和中間頭必須做好密閉處理。在施工過程中,稍不注意就會造成電纜斷口潮濕,施工時應注意做好接口的防潮處理,同時需盡可能保證供電回路的連續性。另外,由于礦物絕緣電纜受材料和加工工藝的限制,在選擇電纜時應按照實際使用長度訂貨,盡量避免中間接頭。
隨著我國現代化建設步伐的加快,城市建設規模不斷地擴大,建設水平也相應地提高。與此同時,地下空間的開發利用應與城市建設相結合,且與城市建設規模相適應?,F代城市對防空、防災、抗災的要求隨著經濟建設的發展也進一步提高,我國的人民防空事業正進入又一個蓬勃發展的階段,人民防空工程建設必將得到空前的發展。對于人防工程特殊的運行環境,一般聚合物材料組成的電纜是無法完全滿足要求的,而礦物絕緣電纜的耐火、防潮、防腐、防爆、屏蔽及抗輻射等優越性能則是其他電纜無法比擬的,因此,礦物絕緣電纜在人防系統中的廣泛應用定將成為現實。