煤安证书配电柜控制箱外壳(6个方面，揭露智能疏散施工布线乱象)

Posted 2023-06-02

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煤安证书配电柜控制箱外壳(6个方面，揭露智能疏散施工布线乱象)

‍揭示智能疏散行业施工布线的无序乱象

文/陈工谈消防应急照明

智能疏散系统的各段组网线缆好比系统的“血管”（电能输送）与“神经”（通讯传导）。智能疏散厂商（及其销售商）提供产品供货、系统调试和服务支持，而系统的安装、施工布线一般是由工程安装公司（乙方）来包揽完成。

近几年，智能疏散行业呈现爆发式发展，但由于行业对系统的施工布线不太规范、不够重视，导致众多应用项目出现因施工布线错用线缆（主要是双绞线错用为BV平行线）、误用低劣线缆、乙方蓄意偷减线缆线径等无序混乱，存在系统后期运行异常或不能安全运行的不利现状。多数误用、错用于墙内暗装布线和沿桥架槽敷设的线缆，因返工重新布线难度大/成本大，往往在多方推卸责任或纠纷不断之后，最终造成众多项目不了了之的无奈，给消防安全及设施自身安全带来很大隐患。

线缆的施工布线乱象根源在于以下六个方面：

1、系统的施工布线一般是由施工安装的工程安装公司（乙方）完成，而多数施工安装类公司（尤其是水电安装类公司）不懂智能疏散系统，更缺乏对其组网各段线缆具体要求的了解；智能疏散厂商（及其经销商）多数也疏于对工程安装类公司的关注与技术性指导（尤其是普通应急照明转型到智能疏散的企业）。

2、国标《消防应急照明和疏散指示系统》GB51309-2018、GB17945-2010以及《国家建筑标准设计图集》19D702-7中对应急照明用线缆均没有多维度的细化规范，即仅有对防火安全方面的耐火、阻燃要求（参考国标及图集条文截图如下），而没有在系统本身运行可靠性等方面对线缆提出具体相应规范要求（譬如双绞、屏蔽、特定场所的无卤健康安全等要求）。

3、网络上的电商推介和线缆厂商介绍的一些误导，以讹传讹：譬如WDZN-RVS2*2.5mm²这种实际错误、虚无的线缆型号在百度、多个电商、建材网等平台出现频率较高（参见如下截图）。

4、行业普遍缺乏对线缆型号的字母代号含义具体了解，导致一些大品牌智能疏散厂商的技术指导文件初期出现错误后（譬如提供给设计院的参考设计图样、产品说明书、技术规范书、安装调试申请单、投标书范本、购销合同中有关施工布线规范附件等），从而出现：习惯于跟从的众多小厂商的技术指导文件也出现同样错误（譬如WDZN-RVS2*2.5mm²这种实际虚无的线缆型号，在行业蔓延扩散了多年）。

5、智能疏散行业的销售端缺乏对系统布线的基本要求认知或有关岗位不重视线缆规范的“技术交底”与技术指导。导致现场工地出现布线错误后，其售后服务部门和布线施工方苦于被动的纠错应对。（注：参见如下截图所示，从销售端进行施工布线的“技术交底”往往效率最高、效果最好，因为双方都盖了合同章具有法律效力，也是最早、最快的技术交底，最大限度地减小了日后因布线错误而产生的各种头痛纠纷。）

6、有些施工安装公司（乙方）为了减低成本，明知故犯，蓄意以廉价的BV平行线代替高等级的屏蔽双绞线，等等。

线缆是智能疏散系统的“血管和神经”，用错了线缆，系统就会“发神经”。从业者必须知道智能疏散系统组网的各段线缆需用哪种线缆，而且还需知道为何要用这种线缆（知其然，还需知其所以然）。

智能疏散系统的线缆设计与应用选择需要倾注四个维度：

A）防火角度的耐火、阻燃要求（消防产品本身的需要）；

B）系统稳定运行的抗干扰前提需要；

C）特定场所注重生命与健康（燃烧不产生毒烟）的需要；

D）特定应用的耐腐蚀需要。

而行业的两部国标规范，只关注了两个维度还不到。

首先，我们对目前系统运行影响较大的线缆抗干扰问题（第二维度）进行剖析。国标《消防应急照明和疏散指示系统》GB51309-2018颁布执行之后，智能疏散系统的组网由两段组成，由于此两段组网性质完全不同，因此各段需采用的线缆类型在传输性能、功能上存在差别。

1）系统前段：

（1）控制器主机到集中电源（或应急照明配电箱）之间的线段为纯通讯性质（行业主流为CAN通讯模式），常规距离的通讯应采用双绞线（代号-S），因双绞线在差分（差模）通讯中抗干扰能力强。又由于控制器主机与集中电源（或应急照明配电箱）之间的通讯好比重要的“大脑与心脏之间的神经传导”，很需要加强避免其受外部辐射干扰（譬如5G基站通讯，等等），因此双绞线外圈还需设有防止辐射干扰的金属箔或金属丝网的屏蔽层，即屏蔽的双绞线（代号-SP）。CAN通讯（高频、低压1.5V~3.5V、微电流、高速率特性）一般采用阻值为120Ω（欧姆）的1.5mm²屏蔽双绞线。间距长度大于1000米的设计应用，一般采用加装中继路由器或光纤通讯方式（譬如城市地下管廊、超长隧道等）。

（2）对于大型项目的多台控制器主机之间的通讯，控制器中央主机与分区主机之间一般采用集线器组网的局域网通讯方式，线缆一般采用网线（距离长度一般小于250米）；距离长度超过300米，一般需采取加增中继路由器的方案；距离大于1000米的特殊应用场所要采用光纤通讯方案（譬如地铁多个站台主机的组网通讯、城市地下管廊多个分区主机的组网通讯等）。

2）系统后段：

（1）A型集中电源（或应急照明配电箱）与后端A型消防灯具之间的回路线缆，主流为两线制（电源载波特性），采用低压供电载波总线技术，通过在供电电缆上调制通讯信号，代替传统分离的控制线缆和供电电缆（即行业以往的四线制）。线缆既是电源线又是通讯线，回路线缆采用一对双绞线即可，一般无需屏蔽功能，这是因为：①末段通讯好比“体表末端神经”，有别于“大脑”（主机）与“心脏”（集中电源等）的“重要神经”，不是重点保护对象，无需关注辐射干扰问题。②末段回路数量庞大，而屏蔽线缆又比较贵，成本较高。（2）B型集中电源（或应急照明配电箱）与B型终端消防灯具之间的回路线缆一般为五线制方式（即电源线的火零地三线+通讯线的正负两线），电源线线缆一般采用平行BV电缆线，通讯线一般采用屏蔽的双绞线，电源线与通讯线均穿金属管/槽或单独采用矿物绝缘类不燃性电缆（目前暂无此应用）。GB51309-2018规范规定：强电（220VAC电源线）与弱电（低压通讯线）不宜同管敷设（参见如下条文截图）。极少数厂商已在尝试采用直流高压（216VDC）的电源载波技术两线制方案（有别于电表的交流自动抄表系统），据悉目前暂存在信号不稳定、速率慢、成本较高的不足，有待技术进一步完善。两线制替代五线制，对承包施工安装方来说，可大大节省线缆的施工布线和材料成本，是行业B型回路段应用今后发展的必然方向。

基于以上的双绞线在智能疏散系统中的重要应用和客观分析，双绞线的抗干扰优势突出，但实际的双绞线由于制作时绞合程度、绞合的偏差、线缆本身的参数差异等并不很理想，所以在实际应用中，双绞线对噪声抑制能力会减弱。由于双绞线的结构和制造工艺等因素并不能完全消除传导耦合、辐射耦合的干扰，因此在一些干扰严重的场合，还需做到：

A）智能疏散的后段回路需要利用提高隔离技术措施来提高系统的抗干扰性能。隔离技术可以有效抑制传导耦合形成的共模干扰（智能疏散行业集中电源的通讯单元一般具有隔离设计，但隔离性能参差不齐）。在一些干扰严重的场合，售后服务人员需要通过检测隔离收发器的波型来判断电路隔离效果和回路受干扰的程度。

B）对于系统前段（CAN通讯段），采用优质屏蔽线缆和执行严谨的屏蔽接口施工操作可以有效抑制辐射干扰。CAN通讯段禁用BV平行线，错用为BV平行线必须重新拉线纠正为阻抗120Ω的屏蔽双绞线。对于CAN通讯段发生双绞线受严重干扰（譬如错用双绞线类别）的疑难整改项目，如果墙内暗装或沿桥架敷设的重新拉线很困难，售后服务人员一般可以采取改换终端反射电阻值或改变控制器主机通讯输出的调制频率方案加以解决（注：改调制频率难度比较大）。

３）线缆护套：国标GB51309-2018规范规定：智能疏散系统的线缆均需穿金属管敷设或另采用矿物绝缘类不燃性线缆直接明敷（参见如下条文截图）。

矿物绝缘电缆（Mineral insulated cable），是一种以铜护套包裹铜导体芯线，并以氧化镁粉末为无机绝缘材料隔离导体与护套的电缆。《建筑设计防火规范》GB50016-2014明确指出：“消防配电线路宜与其他配电线路分开敷设在不同的电缆井、沟内；确有困难需敷设在同一电缆井、沟内时，应分别布置在电缆井、沟的两侧，且消防配电线路应采用矿物绝缘类不燃性电缆。”该该条文的实行，重新定义了矿物绝缘类不燃性电缆在我国电气消防应用中的重要地位。

然而，由于：

A）目前市场没有双绞线类别的矿物绝缘类不燃性电缆，仅有导体线平行的类别（智能疏散系统的各回路段必须采用双绞线）。

B）矿物绝缘类线缆工艺高，施工严谨，安装相对麻烦，而且需要专用配件。

因此，国标《消防应急照明和疏散指示系统》GB51309-2018在线缆护套的有关章节中规范为二选一（参见如上截图），实际上目前只有穿金属管是唯一选择。国标GB51309-2018规范也为电缆行业的技术/型号创新留足市场应用空间，毕竟矿物绝缘类线缆具有无需穿金属管布线，节省穿管的人工和金属管材料成本的（总体成本大约节省10%~15%），而且线缆的防水、耐腐蚀、载电能力、抗磨损等性能更高的众多优点。目前，矿物绝缘类线缆在消防行业的应用主要集中在电力电源配电的回路设计中（尤其是消防动力设备、非集控类应急照明等应用中），而在消防行业的通讯监控、电源载波回路应用中尚为空白。

４）回路线缆的线径大小：A型回路的线缆线径大小需以回路长度（压降因素）和电流大小数据而定，一般在2.5/4/6mm²之间选择，需要说明的是电气装置安装工程的国标《盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》GB50171-92规定：电流回路线缆的线径不低于2.5mm²。但常有施工安装公司（乙方）为了节省线材成本而辩解说：“低压A型回路电流规范不超过6A，其线径没必要用2.5mm²这么粗，1.5mm²完全够了！而且该规定是交流电回路，智能疏散A型回路是直流低压，可以不按该规范来操作”。

也有的厂商对消防灯具出线设计采取更小线径而提出理由：

A）消防应急照明的照度平均只有日常照明的十分之一以下。

B）现代LED照明科技突飞猛进，其光源的发光效率今非昔比，消防应急照明行业已普遍达到了120流明/瓦的节能省电效果，回路电流很小（譬如多数厂商的标志灯具功率只有0.5瓦），线缆可以更小而不浪费社会资源。

以上这些说法和辩解都是错误的！

因为：A型低压回路还需考虑回路长度的压降问题，更重要的是GB50171-92规定的理由是：线径过小易被扯断，连接处导体易被氧化腐蚀。

其次，我们需要对目前智能疏散行业施工布线的防火类线缆选型错误、偏差等问题进行揭示后的纠正。

目前行业对智能疏散系统使用的线缆在防火应用认知角度还不够，比较欠缺。虽然国标GB51309-2018中已有对应的防火用线粗略文字规范，但缺少线缆型号代码及功能解析，行业的多数从业者知其然而不知其所以然，导致常有发生误用、乱用情况。组合标识的线缆型号譬如“WDZN-RYS2*2.5mm²”，其前段字母WDZN代表线缆的功能（譬如W无卤、D低烟、Z阻燃、N耐火），后段字母RYS代表线缆的材料类别（譬如R软线、Y聚烯烃、S双绞线）。

A）组合标识的线缆型号，其前段字母与后段字母表达的信息不能前后矛盾，否则肯定为错误。譬如市场上大行其道或智能疏散行业常见标示的“WDZN-RVS2*2.5mm²”线缆就是错误的（即市场上根本没有此种线缆），因为型号中的W代表无卤，后段的V代表聚氯乙烯，而“氯”就是卤素家族（氟、氯、溴、碘）之一，因此这种线缆的标识是错误的，有众多智能疏散厂商跟随引用（参见如下多种截图），需尽早纠正。智能疏散系统后段电缆常用基本级别有：NH-RVS2*2.5mm²或ZN-RVS2*2.5mm²，高一点级别有：WDZN-RYS2*2.5mm²（无卤低烟类价格比较贵、很少用，多用于城市地下管廊、地铁、高端住宅等）。

B）N（NH）耐火、Z（ZR）阻燃、ZN阻燃耐火和WDZN的应用侧重点区别：ZR、NH、ZN三者注重组网系统在火灾条件下运行的回路安全，WDZN（带有WD无卤低烟）除了回路防火之外，更注重生命与健康（即不产生毒烟）。价格排列一般是：ZR＜NH＜ZN＜WDZN。

C）虽然国标《消防应急照明何疏散指示系统》GB51309-2018和GB17945-2010中没有对无卤低烟类线缆（WDZN）使用做强制规定（如下国标条文之截图），但在现实的地下项目或高端住宅的甲方招标文件中往往常有此客观要求。

D）从保护系统持续稳定运行角度，耐火（NH）比阻燃（ZR）级别高。阻燃（ZR）是可燃不会延燃，但可能造成燃烧初期的回路短路。而耐火（NH）是指金属导线外有云母带包裹在燃烧情况下可持续供电不会短路（在750～800℃的火焰燃烧中维持180分钟以上正常运行）。

E）从保护生命与健康角度，耐火（NH）比阻燃（ZR）级别低。阻燃（ZR）不会延燃，火灾中不会产生过多的浓烟、毒烟。而单纯耐火（NH）线缆的外层塑料绝缘层在燃烧情况下可持续燃烧并产生浓烟、毒烟。

F）国标GB51309-2018规定：单纯阻燃Z（ZR）类别电缆仅可在自电自控类消防应急照明疏散中采用；智能疏散系统使用线缆的最低基础级别为耐火N（NH）类别（参见如下截图）。

再其次，出于对目前智能疏散在特定应用场所线缆选型的额外客观需要，在此提出合理化的见解和提醒。

1）特定场所注重生命与健康（燃烧不产生毒烟）的需要：对于城市地下管廊、地铁、隧道等地下场所、住宅建筑（尤其是高端住宅）等特定应用场所，由于火灾时产生的大量浓烟相对不易排出，如果燃烧产生毒烟势必对生命与健康直接造成伤害甚至死亡（众多火灾的死亡者多数是被毒烟吸入致死）。因此，对于地下场所以及特别需要关注生命与健康的场所（譬如住宅建筑）的施工布线线缆，更需要采用无卤低烟类别线缆（譬如WDZN-RYS，但不能是无双绞的WDZN-BYJ类别）。这里需要说明的是：A）虽然国标GB51309-2018和GB17945-2010没有对此强制规范，但从此类场所的实际应用所需很有必要。B）从保护系统持续运行角度，耐火（N）比阻燃（Z）级别高，但从保护生命与健康角度，耐火（N或NH）比阻燃（Z或ZR/ZC等）级别低（外层绝缘层燃烧产生浓烟、毒烟）。阻燃（Z）不会延燃，火灾中不会延燃产生浓烟、毒烟。而单纯耐火（N）线缆的外层塑料绝缘层在燃烧情况下可持续燃烧并产生浓烟、毒烟。

2）防爆场所：防爆线缆结构与普通屏蔽线缆一样，在线缆导体外层的橡胶护皮下缠绕着薄金属层作为阻隔层，避免因故出现短路或火花外露引燃周围可燃气体。防爆线缆的特点是低电容、不易贮存电荷，有良好的屏蔽性能以及抗静电性能。防爆线缆主要用于防爆应用场所的通讯、监控、检测、报警以及控制系统等。防爆电缆型号规格有：

（1）本安型（有ia、ib两种）：A）ia等级：在正常工作状态下，以及电路中存在一个故障或两个故障时，均不能点燃爆炸性气体混合物。B）ib等级：在正常工作状态下，以及电路中存在一个故障时，不能点燃爆炸性气体混合物，适用于煤矿井下，与其它矿用电缆一样，所用电缆须有《煤安证》。

（2）隔爆型：通常为铠装型电缆，包含铠装型电力电缆、信号电缆等。其它情况注意事项，参见《GB50058-1992爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》。

防爆电缆与铠装电缆既有相似之处（护皮下缠绕着薄金属层），又有所区别：金属层防爆作用是避免产生静电火花，金属层铠装是抗射频干扰的屏蔽作用。本安防爆电缆不一定都有铠装，非本安防爆电缆几乎都带铠装（隔爆）。防爆电缆可以是铠装的也可以不是，但如果是铠装电缆基本可以是防爆。本安类防爆电缆适用于交流额定电压450/750V及以下，抗射频干扰及抗近场耦合能力较强的对本质安全要求的敷设场所；也适用于有瓦斯爆炸环境运作的工业部门的集散系统和本质安全电路信号传输等。本安电缆均采用低电容、低电感，具有优异的屏蔽性能及抗干扰性能，产品具有不延燃、耐酸碱油水等优越特性。

3）地面应用或其它防腐蚀应用场所：国标GB51309-2018规定，地面使用标志灯的回路（供电和通讯）线缆必须采用耐腐蚀的橡胶线缆（参见如下截图所示）。需要说明的是：A）沿海盐蚀较强的海边、岛屿，以及具有腐蚀性气体或粉尘的化工厂等场所，也客观需要采用耐腐蚀的橡胶线缆。B）除了回路的施工布线外，地埋式标志灯的灯体出线也需采用耐腐蚀的橡胶线缆（多数厂商此类的销售产品实际不合规）。

最后，提醒智能疏散厂商销售端、施工安装及采购方注意：

1）耐火型RVS线缆市场有多种，譬如N-RVS（或NH-RVS）、ZN-RVS、ZAN-RVS、ZCN-RVS、ZBN-RVS等，而且颜色有多种，不同的颜色侧重的行业应用不同。双白线缆多用于直接接灯头线（常规照明较多）；红黄线多用于民用户外拉线。红蓝线主要用于消防、报警等；红白线主要用于广播、电话线；红黑线多用于广播线。

2）低烟无卤型RYS电线：WDZ-RYJS、WDZN-RYJS、WDZAN-RYJS、WDZC-RYJS等。

行业需要特别关注的是：

①市场上的双绞线缆鱼龙混杂，质量参差不齐，尤其是黄、红颜色的双绞线一般多数用于民用临时多用途拉线较多。由于民用性质且价格竞争等因素，部分不良电缆线厂商采用劣质铜芯（丝）生产，因双绞线的导体是软线性质的多股细铜丝组成，劣质铜丝极易氧化“烂丝”，寿命很短，此类劣质双绞线，一般不到三年就会出现线缆内部的细铜丝一段一段的“烂掉”而造成内部断路，或时好时坏的接触不良。如果此类劣质线缆施工布线于墙内“暗线”管内或桥架槽内，则两三年后就会出现：需要重新换线的头痛与无奈。

②智能疏散的A型低压电源载波（POWER-BUS）回路，其线缆往往回路较长、电流较大。出于对回路线损及压降的考量，需要选择导体铜材材质较好的线缆品牌。材质比较差的线缆，内阻较大，不适合做A型（低压、大电流）电源载波回路线缆。

③智能疏散系统的前段（控制器主机与集中电源或应急照明配电箱之间）回路是CAN差分通讯方式，如果线缆采用了材质比较差、内阻比较大的低劣产品，会导致CAN总线电阻值大大高于回路两端的120Ω反射电阻值（总线终端的两个120Ω的终端电阻的作用是使阻抗连续，消除反射，使通讯波型趋向纯正，参见下图所示），大大影响CAN通讯传导的稳定性。

高速CAN所加的两个120Ω的电阻实际上模拟的是线缆连接无穷远的时候在传输线上产生的特性阻抗（而不是实际阻抗），这是个典型经验值，具体值取决于所采用的线缆类型，因此CAN线缆的选择很重要，智能疏散布线施工乙方不能为了省钱而乱用阻值大大偏离120Ω的双绞线，更不能乱用BV平行线代替。CAN低速之所以不加终端电阻，是因为不同的频率时，同样的连接方式所产生的信号反射和回波差异很大，频率越高，反射和回波就会越强烈。在智能疏散系统的实际调试/维保过程中发现CAN不稳定时，常需检测回路线缆内阻，适调/改换终端反射电阻值，以使两者趋向一致。另外，对于智能疏散控制器主机，在不同的输出调制频率下，传输线的特性阻抗是不同的，因此CAN不稳定时也可通过调整控制器主机输出频率来达到合适的回路特性阻抗。

④UTP（非屏蔽双绞线）是目前局域网中使用频率很高的一种网线（智能疏散系统多用于大型项目的多台控制器主机之间的组网通讯）。这种网线在塑料绝缘外皮里面包裹着8根信号线，它们每两根为一对相互缠绕，总共形成四对双绞线。通讯双绞线这样互相缠绕的目的就是利用铜线中电流产生的电磁场互相作用抵消邻近线路的干扰并减少来自外界的干扰。每对线在每英寸长度上相互缠绕的次数决定了抗干扰的能力和通信的质量，缠绕得越紧密其通信质量越高，可以支持更高的网络数据传送速率，当然它的成本也就越高。网线双绞线的真假识别：现在市场上假的双绞线比真的还要多，而且假线上同样有和真线一样的标记。除了假线外，市面上有很多用三类线冒充五类线、超五类线的情况。

因此，行业选择双绞线线缆不能只图便宜而选择劣质或非标产品，CAN通讯线缆应采用120Ω屏蔽双绞线，电源载波线缆应选择正规红蓝专用双绞线。否则，智能疏散系统产品再好，如果回路线缆不合适也是白搭，都会造成智能疏散系统后续运行的不稳定甚至无法运行，给后续的系统维护/维修者带来很大的困惑，也给消防安全带来很大的隐患。

（备注：本文中的“智能疏散系统”为行业销售端的简便俗称，特指集中控制型消防应急照明和疏散指示系统）