高压电缆防火措施研究和分析

高压电缆防火措施研究和分析

裴秀高江婷婷

（国网山东省电力公司莱芜供电公司山东省莱芜市271100）

摘要：随着城市建设和电网改造步伐的加快，电缆因其供电可靠性高、美化环境等优点得到了飞速发展，电缆网对于城市供电的重要性也越来越大。随着电缆隧道容纳的电缆数量和电压等级的增加，电缆防火，特别是电缆隧道防火的重要性日益提高。本文分析电缆火灾的原因，阐述了采用各种电缆防火措施。

关键词：电缆隧道；防火；措施

由于电缆隧道的交叉处特别多,造成了电缆拥挤相当严重,因此问题防火就显得越发重要。经过多年的实践证明,只要严格按照设计要求,按工艺标准施工,采用合格的防火材料和阻燃电缆,就能减少电缆火灾事故,减少企业的财产损失,保证电网安全稳定运行。

一、电缆火灾的原因分析

1、内部原因。(1)对于目前大多数的常用电缆来说,所用的绝缘材料如聚乙烯、聚氯乙烯、交联聚乙烯等均为高分子聚合物,在高温下可自燃,而且当构成电缆束时被引燃的温度比自燃温度要低。(2)电缆发生接地和短路事故时,继电保护失灵,引起电缆严重过电流而自燃。(3)电缆中间接头处导体连接不紧密,造成接触电阻大,引起电缆局部过热而自燃。(4)电缆构筑物内防水措施不当,造成电缆受水浸渍,其绝缘电阻下降,击穿强度降低,易造成电缆接地或短路事故而引起火灾。(5)电缆长时间运行,超过使用年限而使得电缆的绝缘材料所能承受的过载能力差,绝缘的老化速度比新电缆快,自燃温度也降低很多,极易造成火灾。

2、外部原因。(1)电缆因施工过程中受到机械性损伤,投入运行后常发生局部放电,从而导致电缆接地或短路事故而引起火灾。(2)施工时违章操作将焊接火花掉落到电缆上引起火灾。(3)电缆构筑物与变、配电室连接处未封堵严密,由于变压器或油开关漏油使构筑物内存油,易引起火灾。(4)设计中对开关和电气设备选择不当,使遮断容量、动热稳定不满足要求,一旦发生短路故障,致使设备燃炸而引起火灾。(5)电气产品或电缆在生产制造过程中,未达到所规定的质量标准或施工质量差而引起火灾。(6)电缆构筑物与其它建筑物连接处电缆进出口未封堵严密,使得小动物进入并咬坏电缆外皮绝缘层,造成短路事故而引起火灾;或因外部火灾侵入电缆构筑物内引起成束电缆延燃而扩大火灾事故。(7)电缆在敷设时与蒸气线等距离保持不够,蒸气泄漏或保温破损时将电缆烫伤,使电缆绝缘降低,发生崩烧引起火灾。

二、电缆防火措施

1、使用耐火电缆和阻燃电缆，是隧道电缆防火的主要措施。耐火电缆就是在火燃烧条件下仍能在规定时间内保持通电的电缆;阻燃电缆主要特点就是不着火，所以这类电缆适用于有高阻燃要求、防燃、防爆的场合。在生产实践中广泛采用阻燃电缆，电缆火灾事故明显减少，保证了电厂及电网安全运行，具有明显的经济效益和社会效益。

2、防火堵料。SFD—Ⅱ、Ⅲ型速固防火堵料是一种理想的电缆贯穿孔洞和防火墙的封堵材料，它能有效地阻止电缆火灾窜延。孔洞向邻室蔓延，该堵料其耐火性能甚好，基本不导热，一般封堵厚度7～10cm即可达到耐火阻燃要求。此材料在电缆进墙孔，端子箱孔等孔洞处大量使用，既方便，效果又好，深受施工人员欢迎。经过多年实践，证明其安全防火效果显著。

3、阻火隔墙。用阻火隔墙将电缆隧道、沟道分成若干个阻火段，达到尽可能地缩小事故范围、减少损失。阻火隔墙一般采用软性材料构筑，如采取轻型块类岩棉块、泡沫石棉块、硅酸盐纤维毡或絮状类如矿渣棉、硅酸纤维等，既便于在已敷好的电缆通道上堆砌封墙，又可在运行中轻易地更换电缆。经试验表明，240mm左右厚度的阻火墙显示出了屏障般的有效阻火能力。此外，沿阻火墙两侧电缆上紧邻0．5～1m范围，添加防火涂料或包带时，可不需设置通道防火门，这样能有效地防止电缆一旦着火时通过门孔穿出火焰和热气流的危险影响，解决了正常运行中隧道通风与防火的矛盾。

4、耐火隔板。Eg85—A、B、C型耐火隔板，应用于封堵电缆贯穿孔洞，作多层电缆层间分隔和各层防火罩，具有优良的特性。Eg85—A型耐火隔板与耐火材料构成的竖井封堵层，不仅满足耐火性，且满足承载巡视人员的荷重，也便于增添更换电缆，该型耐火隔板使用于承受较大外力的大孔洞封堵。Eg85—C型耐火隔板，主要用作电缆防火罩，也可用作多层电缆层间隔板，它具有质轻、形薄、强度高、切割打孔方便、耐腐蚀等特点。Eg85—B型火隔板适用于形状各异的小孔洞封堵和作多层电缆层间分隔，但在实际应用中。发现有强度不高、不能任意切割的缺点。

5、耐火防爆槽盒。耐火防爆槽盒具有良好的密封性能和灭弧防爆性能，当电缆本体或中间头发生燃烧时，填充物可起到消弧和隔绝氧气的作用，达到短时间内自熄的效果，将火灾控制在最小范围;对外部火源也可有效隔离，同时起到保护作用。埋砂敷设显然具有最佳的防火效果，但由于此种防火方式比空气中明敷时电缆载流量要减少，且不便于运行维护，故一般较少采用，仅在沟槽中适用。但在电缆着火时，采用埋砂灭火法，效果非常好。

6、分布式光纤测温系统。分布式光纤可分别安装在电缆表面或直接将光纤制作在电缆金属护套内部，该系统可实时监测环境温度、电缆和接头温度，以及电缆导体温度，为掌握现场火灾隐患、发现电缆早期缺陷提供了可靠地判据和技术支持。在电缆隧道内电缆交叉口及电缆密集段、电缆夹层以及有中间接头的部位，悬挂灭火弹、加装消防喷淋设施等。

三、电缆隧道防范措施和思路

首先在隧道内安装光纤测温、接地环流在线监测、水位、烟雾、气体检测等设施，实现多种状态如电缆温度、接头温度、电缆负载、接地电流、环境温度、隧道水位等的实时在线监测，实时掌握电缆运行状态、老化程度和环境变化，趋利避害，改善电力隧道运行环境，提高设备健康水平。在实际运行中，电缆本体火灾事故99%是由电缆接头故障引起，中间接头安装质量应引起我们高度重视，电缆终端头和中间接头制作时应严格按照其工艺要求执行，施工单位接头制作人员应培训合格后持证上岗，运行人员做好随工验收，运行过程中定期采用局放等无损试验手段，及时发现、消除隐患。电缆竖井在火灾时，因具有烟囱效应，火势猛烈、延燃迅速，是电缆防火重要部位之一，因此，竖井中宜每隔7m设一封堵层，宜在竖井每一楼层封堵，以利于施工和安全。由于检修人员要进入竖井内检修、更换电缆，因此竖井的封堵层一定要能承受巡视人员的荷载，以保证安全。竖井内封堵层可采用一层承重型防火隔板、无机防火堵料和有机防火堵料组合封堵或用两层承重型防火隔板、防火包和有机防火堵料组合封堵，用槽钢、角钢作支撑，封堵厚度不宜小于150mm。当有活动人孔时，用两层承重型防火隔板作人孔活动盖板。在采取电缆防火阻燃措施时，应考虑电缆防火材料对电缆载流量的影响。防火封堵材料中的防火包和无机防火堵料单独使用时，对电缆的载流量影响较大，特别是防火包对电力电缆的载流量将降低10%以上，而有机防火堵料具有良好的散热性能，对电缆的载流量影响很小，可忽略不计。为减小防火材料对电缆载流量的影响，一般用两种或两种以上防火材料组合使用。

总之，防火是一个系统工程，不能等出现火灾后再采用消防措施去灭火，必须从源头上消灭火灾隐患，杜绝火灾的发生。因此我们应该树立“预防为主，防消结合”的消防理念，转变思想观念，提高认识，从规划设计、基建施工、运行维护等几方面着手，加大技防设施的投入，提升设备管理水平，夯实安全生产基础。

参考文献：

[1]韩筱慧.电力电缆中间接头温度在线监测系统的研究[J].华北电力大学,2015.

[2]常文治.电力电缆好总监街头典型缺陷局部放电发展过程的研究[J].华北电力大学,2016.

[3]王鹰．寿伟勇．从电力电缆线路故障反思施工管理要点[J].机电信息，2014(6)

[4]周志勇．浅谈电力电缆施工安装中应注意的几个问题[J].高新技术企业，2016(4).