電纜火災風險控制

于立友,戚作秋,郝 崑

（1.東北大學,遼寧 沈陽 110004;2.遼寧省安全科學研究院,遼寧 沈陽 110004）

發(fā)電廠、變電所電纜火災時有發(fā)生,造成電纜火災發(fā)生的原因很多,有內(nèi)因（絕緣老化、過負荷、制造質(zhì)量缺陷等）,也有外因（機械損傷、外部引起的過熱、環(huán)境腐蝕等）。電纜的生產(chǎn)、選型、敷設、三頭工藝、附件材料、運行條件等與電纜的運行情況密切相關(guān),任何環(huán)節(jié)的疏漏,都將埋下電纜事故隱患,若防火措施不完善,在內(nèi)外因素的作用下,電纜很容易著火,且蔓延很快,火勢兇猛,難以發(fā)現(xiàn),撲滅困難。因此在日常電纜安全管理過程中,應注意分析電纜火災的原因,以便采取有針對性、合理的防火措施。

1 電纜防火的基本途徑

電纜著火同其他物質(zhì)著火一樣,必須同時具備氧化劑、可燃物和點火源。在電纜火災防治中,如果能阻斷三要素中的任何一個就可以預防、控制或撲滅電纜火災。實現(xiàn)電纜防火的基本途徑可以概括為以下幾個方面。

a.電纜的構(gòu)成材料盡量使用非可燃物、減少可燃物或在可燃物中填加阻燃劑等抑制其燃燒,如耐火電纜、阻燃電纜的應用。

b.隔絕氧氣等氧化劑,如封閉電纜槽盒的應用。

c.防止過電壓、過負荷,遠離熱源,增加燃燒過程中的冷制作用,減少傳導、熱幅射等條件。

2 電纜防火措施

2.1 電纜及附件的設計選型

設計人員要嚴格按設計規(guī)范進行選型,尤其對重要場所和特殊使用環(huán)境下的電纜,不能憑經(jīng)驗估算選型。在電纜的選型設計時應考慮電纜導體材質(zhì)、截面、芯數(shù)、絕緣水平、絕緣類型、護層類型;金屬屏蔽類型及接地;電纜終端及接頭類型、構(gòu)造類型、絕緣特性、機械強度、布置及外護層保護;自容式充油電纜供油系統(tǒng)的容許最低工作油壓、容許最高工作油壓、機械強度、供油裝置的選擇、供油箱的配置等。

2.2 電纜及附件的敷設

在電纜的敷設時應考慮電纜路徑與敷設方式的選擇;多層支架上的電纜排列,同一層支架上的電纜排列;電纜與電纜、管道、道路、構(gòu)筑物等之間的允許距離;電纜處于爆炸性氣體、振動、腐蝕性等環(huán)境中的敷設要求;電纜的計算長度等。

2.3 阻燃和耐火電纜

阻燃電纜是在普通電纜的結(jié)構(gòu)中設置特殊的耐火層,用無機與一般的有機材料復合而成。主要特點是不燃燒或燃燒后延緩燃燒速度并局限在一定范圍,阻燃電纜比非阻燃電纜可提供更長的逃生和撲救時間,熱釋放量、有毒氣體產(chǎn)生量、燃燒后燒掉的材料量等都降低了很多。適用于有高阻燃要求、防爆、防燃的場合。

耐火電纜就是在火焰條件下,在一定的時間內(nèi)保持通電的電纜,完全是由無機材料構(gòu)成耐火絕緣層。耐火電纜分為A類和B類。在外部火源直接燃燒下A類電纜在950～1 000℃、B類在750～800℃內(nèi)仍能保持通電90 min。

2.4 封、堵、涂、隔、包等防火阻隔

“封”是采用防火（耐火）槽盒對電纜進行封閉保護。“堵”是采用防火堵料、阻火包等防火材料對貫穿孔洞進行封堵;在電纜隧道、電纜溝等適當位置設置阻火墻或阻火段?！案簟笔遣捎媚突鸶舭暹M行層間阻火分隔;用耐火隔板劃分區(qū)間等。“涂”是采用電纜防火涂料對電纜進行防火阻燃處理。“包”是采用防火包帶對電纜作防火阻燃處理。

下列部位的電纜應進行分隔與封堵。

a.電纜構(gòu)筑物中的下列部位應實施阻火封堵：電纜引至電氣柜、盤或控制屏、臺的開孔部位;電纜貫穿隔墻、樓板的孔洞處;工作井中電纜管孔等。

b.在隧道或重要回路的電纜溝中的下列部位宜設置阻火墻（防火墻）：公用主溝道的分支處;多段配電裝置對應的溝道適當分段處;長距離溝道中相隔約200m或通風區(qū)段處;至控制室或配電裝置的溝道入口、廠區(qū)圍墻處。

c.在豎井中,應每隔7 m設置阻火隔層。電纜防火分隔與封堵必須注意以下幾點。①保證防火材料為合格產(chǎn)品。到現(xiàn)場后還應抽樣進行必要的耐火試驗。

②保證防火封堵的嚴密性和機械強度。防火封堵不嚴密就失去了封堵的作用,一般在孔洞較大的場合,用無機防火材料,在靠近電纜處均采用軟質(zhì)的有機防火膠泥等,有利于封堵嚴密性,同時保證了檢修電纜的方便。電纜發(fā)生短路故障時,會引起一定的沖擊力,破壞防火封堵層。防火封堵應有足夠的機械強度,如電氣盤底等大的電纜空洞的封堵一般應有鋼筋等作為骨架。

③保證防火封堵的厚度。封堵材料的厚度不夠,電纜著火后會串延,通常封堵的厚度和封堵面電纜根數(shù)成比例,電纜的根數(shù)越多封堵愈厚。如電纜隧道里電纜阻火墻的厚度一般不應小于240 mm,阻火墻兩側(cè)還要有不小于1.5 m的阻火段防止電纜火災的串延。

2.5 電纜運行環(huán)境

a.排水暢通。電纜溝、隧道等要有良好的排水設施,如設置瀉水邊溝、集水井,并能有效排水,必要時設置自動啟、停抽水裝置,防止積水,保持干燥。電纜溝、隧道的縱向排水坡度不得小于0.5%,防止水、腐蝕性液體或可燃性液體進入。

b.通風良好。電纜隧道宜自然通風,當有較多電纜導體工作溫度持續(xù)達到70℃以上或其他原因環(huán)境溫度顯著升高時,可裝設機械通風。但機械通風裝置在出現(xiàn)火災時能可靠地自動關(guān)閉。長距離隧道宜適當分區(qū)段實行相互獨立的通風。電纜隧道不得作為通風系統(tǒng)的進風道。避免電纜防火門處于常閉狀態(tài),不能用防火隔板將電纜完全封閉,不能把電纜隧道蓋板的縫隙封閉,以免影響電纜通風和散熱。

c.有完善的防鼠、蛇竄入的設施,防止小動物破壞電纜絕緣引發(fā)事故,應有可靠的防潮、防腐蝕措施等。

2.6 電纜頭的制造和敷設

電纜頭的使用壽命不能低于電纜使用壽命,接頭的額定電壓等級及其絕緣水平不低于所連接的電纜;絕緣接頭絕緣環(huán)兩側(cè)耐受電壓不得低于電纜護層絕緣水平的2倍。金屬層接地應滿足要求。接頭形式應與所設置環(huán)境條件相適應,且不影響電纜的通流能力。電纜頭兩側(cè)各2～3 m范圍內(nèi)應采用防火包帶作阻燃處理。

2.7 防止其它設備著火引燃電纜

可能引起電纜頭著火有充油電氣設備、輸煤制粉系統(tǒng)、汽機油系統(tǒng)及施工過程中電焊火花飛濺等,可通過合理布置、防火分隔及封堵等措施防止電纜火災的發(fā)生。

a.充油電氣設備附近的電纜溝蓋板要密封,以防設備故障失火時油流到電纜溝里引燃電纜。

b.加強施工管理,焊接時要采取相應的防護措施,防止電焊火花飛濺引起電纜火災。

c.輸煤制粉系統(tǒng)附近電纜上的積粉要定期清掃,防止煤粉自燃引燃電纜。制粉系統(tǒng)防爆門對著的電纜包應裝防火槽盒,防止防爆門動作噴火引燃電纜。

d.汽機機頭下的電纜要用防火槽盒包裝,防止汽機油系統(tǒng)漏油侵入保溫材料內(nèi),高溫管道的保溫材料外必須包金屬包皮等。

e.在隧道、溝、淺槽、豎井、夾層等封閉式電纜通道中,不得布置熱力管道,嚴禁有易燃氣體、液體管道穿越。

電纜溝、電纜隧道、電纜夾層內(nèi)不能存留易燃物,電纜夾層的門一定要加鎖,不能讓人隨意出入,防止人為因素引起電纜失火。

2.8 電纜預防性試驗

嚴格按照預防性試驗規(guī)程的要求,定期進行電纜預防性試驗,對數(shù)據(jù)進行比較和分析,與相同電纜的試驗數(shù)據(jù)進行比較,與歷史試驗數(shù)據(jù)進行比較,探求試驗數(shù)據(jù)的規(guī)律性。如作直流耐壓試驗時,所測泄漏電流值隨試驗電壓值的升高或加壓時間的增加而上升較快、與相同電纜比較數(shù)值明顯增大、與歷史數(shù)據(jù)比呈明顯的上升趨勢或三者之間的泄漏電流不平衡系數(shù)較大時,應認真分析,判斷是否存在隱患。

2.9 電纜防火安全管理

a.建立健全電纜防火管理制度,加強人員培訓和管理,提高各級人員的電纜防火意識。盡可能避免在電纜周圍進行焊接、切割等帶有明火性質(zhì)的作業(yè),如必須進行作業(yè)應按規(guī)定辦理動火工作票,采取可靠措施并在專人監(jiān)護下實施作業(yè)。

b.定期巡視電纜線路。保持好電纜運行環(huán)境,如通風、防潮、防塵等。加大對電纜頭周圍白色垃圾危害性的宣傳及清理力度,避免因白色垃圾（如錫箔紙等）飄落于電纜頭接線處,造成相間短路引發(fā)電纜著火的事故。嚴防外力破壞損傷電纜,如在電纜路徑上開挖、取土等。

c.加大技術(shù)改造力度。對電纜頭相間距離不足的先天性缺陷、接頭接觸不良部位,應盡可能進行改造處理或采取有效隔離措施,避免因過電壓引起相間短路,造成電纜著火。

d.終端電纜頭不能放在電纜溝、電纜隧道、電纜槽盒、電纜夾層內(nèi),否則,必須登記造冊,并使用多種監(jiān)測設備進行監(jiān)測。各中間電纜頭之間應保證足夠的安全長度,2個以上電纜頭不得放在同一位置,電纜頭同其他電纜之間應采取嚴密的封堵措施。

2.10 事故預防及演練

制定切實可行的滅火應急預案并加強演練,提高各級人員、特別是運行值班人員處理突發(fā)火險事故的應對能力,是防止火災蔓延的重要保證。

2.11 火災自動報警裝置

電纜火災單靠生產(chǎn)人員現(xiàn)場巡視是不夠的,必須運用現(xiàn)代化監(jiān)控手段,采用火災報警系統(tǒng)進行監(jiān)視。

a.感煙火災探測器有離子感煙火災探測器、光電感煙火災探測器。

b.感溫火災探測器有點式感溫火災探測器、纜式線型定溫火災探測器。

2.12 滅火裝置及設施配置

a.自動噴水滅火系統(tǒng)

自動噴水滅火系統(tǒng)是按適當?shù)拈g距和高度裝設一定數(shù)量噴頭的供水滅火系統(tǒng)。系統(tǒng)主要由噴頭、閥門、報警控制裝置和管道、附件組成,是目前應用最多的固定滅火系統(tǒng)。在撲滅電纜火災中應用較多的有水噴霧滅火系統(tǒng)和濕式自動噴水滅火系統(tǒng)。

b.氣體滅火系統(tǒng)

氣體滅火系統(tǒng)按滅火方式可分為全淹沒氣體滅火系統(tǒng)和局部應用氣體滅火系統(tǒng)。滅火劑可分為鹵代烷氣體滅火系統(tǒng)、CO2滅火系統(tǒng)、新型氣體滅火系統(tǒng)等。鹵代烷主要為化學方法滅火,滅火效果好,但污染環(huán)境;CO2為物理方法窒息滅火,但低溫儲存,一般在電纜隧道及夾層中不宜使用。

c.高倍泡沫滅火系統(tǒng)

發(fā)泡后體積增大600倍以上,可迅速充滿防護空間,以全淹沒或覆蓋方式滅火。泡沫絕熱性能好、無毒,可用于撲救電纜火災。

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