淺談改善變電站電纜溝環(huán)境重要性

潘曉軍

【摘 要】電纜溝是變電站中不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施，主要用來(lái)放置電纜和保護(hù)電纜，電纜溝內(nèi)環(huán)境與電纜的安全運(yùn)行及故障的損害程度緊密相關(guān)。隨著時(shí)代的發(fā)展，新技術(shù)、新工藝的不斷應(yīng)用，電纜質(zhì)量不斷得到提高，但加強(qiáng)對(duì)電纜溝的管理，改善電纜溝環(huán)境，保護(hù)電纜溝內(nèi)的電纜不受損傷，對(duì)變電站的安全運(yùn)行有著非常重要的意義。

【關(guān)鍵詞】變電站；電纜溝；電纜

0.引言

電纜遍布整個(gè)變電站，其主要作用是傳輸能量和信號(hào)。傳輸信號(hào)主要由控制電纜和通信電纜實(shí)現(xiàn)，本文主要探討控制電纜的防火技術(shù)，從而改善電纜溝環(huán)境。電纜溝中敷設(shè)的電纜涉及繼電保護(hù)、自動(dòng)控制、通信、測(cè)量和計(jì)量等設(shè)備，是變電站的神經(jīng)中樞，一旦電纜發(fā)生故障，不僅檢查處理工作難度大、時(shí)間長(zhǎng)，還可能使繼電保護(hù)或控制回路失效，造成事故擴(kuò)大甚至損壞設(shè)備，長(zhǎng)時(shí)間不能恢復(fù)生產(chǎn)。

1.影響電纜的正常運(yùn)行的主要因素[1]

1.1溫度

電纜在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，由于電阻的存在會(huì)發(fā)熱。電纜的電阻一般都很小，其發(fā)熱功率可以用公式 表示。該式表明：對(duì)于實(shí)際使用中的電纜來(lái)說(shuō)（電阻假設(shè)為定值），通過(guò)的電流越大，其發(fā)熱功率也越大。在運(yùn)行過(guò)程中，電纜釋放的熱量會(huì)被自身吸收，從而引起其內(nèi)部溫度的升高。電纜雖然不停地吸收電流做功釋放的熱量，但其溫度不會(huì)無(wú)限制的上升。因?yàn)殡娎|在吸收熱量的同時(shí)，也不斷地向外界環(huán)境釋放熱量。事實(shí)證明，在實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下，電纜通電后其溫度會(huì)逐漸上升，最后恒定在某個(gè)點(diǎn)上。在該恒定點(diǎn)上，電纜的吸收熱量與釋放熱量一致，使其處于熱平衡狀態(tài)。而電纜承受較高溫度運(yùn)行的能力是有限度的，超過(guò)某個(gè)最高允許溫度運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)。這個(gè)最高允許溫度自然也對(duì)應(yīng)某個(gè)最大允許電流，超過(guò)這個(gè)最大電流運(yùn)行的狀態(tài)即是過(guò)載運(yùn)行。這將直接導(dǎo)致電纜本身及其附近環(huán)境溫度升高。因此，電纜運(yùn)行溫度過(guò)高是導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生最為直接的原因。

1.2濕度

濕度是影響電纜運(yùn)行壽命的一個(gè)很重要的因素。濕度過(guò)高的話，一方面會(huì)使運(yùn)行環(huán)境中的電離態(tài)的空氣分子數(shù)量增多，使空氣自身的絕緣性能降低；另一方面，濕度過(guò)高會(huì)使電纜自身的絕緣電阻降低，其中電纜絕緣材料表面的水分使其表面絕緣電阻降低。另外，對(duì)于使用年限較長(zhǎng)的電纜來(lái)說(shuō)，由于電纜內(nèi)部涂層之間含有積塵以及吸附的水分，潮濕程度將更嚴(yán)重，內(nèi)部絕緣電阻值將會(huì)更低。這些方面因素將會(huì)使得電纜發(fā)生故障時(shí)的泄露電流大大增加，甚至造成絕緣擊穿，產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果。

2.改善電纜溝環(huán)境的措施

2.1防火措施

變電站內(nèi)，電纜密集敷設(shè)，縱橫交錯(cuò)，有若蛛網(wǎng)密布。電纜一旦著火，就會(huì)很快地延燃，猛烈的燃燒。電纜溝的防火首要解決火災(zāi)蔓延和竄燃的問(wèn)題。

目前國(guó)內(nèi)外電纜防火阻燃的措施可以歸納為三種：

采取措施防止電纜著火，著火后不延燃；

沿電纜路徑或易燃區(qū)段采取有效的防堵消防措施；

使電纜本身難燃化。

為了避免發(fā)生火災(zāi)時(shí)蔓延，在電纜溝內(nèi)的規(guī)定位置要采取相應(yīng)的防火措施，如防火隔墻，防火泥，防火涂料、自動(dòng)干粉滅火裝置的應(yīng)用。

2.1.1防火隔墻、防火泥及防火涂料

（1）防火隔墻的應(yīng)用。[2]

用防火隔墻將電纜隧道、溝道分成若干個(gè)阻火段，達(dá)到盡可能地縮小事故范圍、減少損失。阻火隔墻一般采用軟性材料構(gòu)筑，如采取輕型塊類巖棉塊、泡沫石棉塊、硅酸鹽纖維氈或絮狀類如礦渣棉、硅酸纖維等，既便于在已敷好的電纜通道上堆砌封墻，又可在運(yùn)行中輕易地更換電纜。

（2）防火泥的應(yīng)用。

防火泥是一種柔性阻燃材料，具有耐火極限高、發(fā)煙量低等特點(diǎn)。該材料用于電纜的孔洞封堵，以防止電纜發(fā)生火災(zāi)而由孔洞向鄰室蔓延，減少火災(zāi)損失。避免事故的擴(kuò)大，具有阻煙、防火、防塵等功能。防火泥的型號(hào)有很多種，不應(yīng)隨意使用，因?yàn)橐坏┌l(fā)生火災(zāi)，達(dá)不到要求的防火泥就如同虛設(shè)。要根據(jù)型號(hào)，使用不同的防火泥。

（3）防火涂料的應(yīng)用。

防火涂料用于可燃性基材表面，能降低被涂材料表面的可燃性、阻滯火災(zāi)的迅速蔓延，用以提高被涂材料耐火極限的一種特種涂料。防火涂料涂覆在基材表面，除具有阻燃作用以外，還具有防銹、防水、防腐、耐磨、耐熱以及涂層堅(jiān)韌性、著色性、黏附性、易干性和一定的光澤等性能。不能盲目給電纜過(guò)量刷防火涂料，因?yàn)橥繉舆^(guò)厚，將影響電纜的正常散熱，過(guò)少能不能很好的起到阻燃效果。

2.1.2自動(dòng)干粉滅火裝置

自動(dòng)干粉滅火裝置由外殼、滅火、冷氣發(fā)生器、電啟動(dòng)器等組成。外殼下方有噴口，上方有固定架可以固定天花板上或墻壁上。當(dāng)干粉滅火裝置的電啟動(dòng)器收到信號(hào)啟動(dòng)器或手動(dòng)/聯(lián)動(dòng)控制裝置的脈沖電信號(hào)后，其冷氣發(fā)生器內(nèi)的固體物質(zhì)開始?xì)饣a(chǎn)生大量氣體，殼內(nèi)氣壓急劇增長(zhǎng)，噴口內(nèi)隔膜破裂，開始噴射滅火干粉。

其滅火原理是：（1）有焰燃燒的強(qiáng)抑制作用：有焰燃燒市一中鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，燃燒分子在燃燒的高溫下或其形成的能量作用下被活化，在氧的存在下產(chǎn)生自由基或活性基因，并靠這些具有高能量的自由基傳播反應(yīng)，維持燃燒的持續(xù)進(jìn)行。干粉與火焰混合時(shí)，滅火組分迅速捕獲燃燒自由基，使自由基被消耗的速度大于生產(chǎn)的速度，燃燒自由基很快耗盡，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)歷程被終止，火焰迅速熄滅。（2）窒息作用：干粉對(duì)撲滅有焰燃燒有很好的速率和效率，而且對(duì)一般固體物質(zhì)的表面燃燒（陰燃）有很好的熄滅作用。當(dāng)干粉晶體粉體與灼燒的燃燒物表面接觸時(shí)候，發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，在固體表面的高溫作用下被熔化并形成一個(gè)玻璃狀的覆蓋層將固體表面空氣隔開，使燃燒窒息。（3）對(duì)熱輻射的遮隔和冷卻作用：使用干粉滅火時(shí)，濃云般的粉末和火焰相混合，分解吸熱反應(yīng)，可吸收火焰的部分熱量，這些分解反應(yīng)產(chǎn)生的一些不活性氣體如：二氧化碳、水蒸氣等，對(duì)燃燒區(qū)的氧濃度具有稀釋的作用，使火的燃燒反應(yīng)減弱。同時(shí)，形成固相、氣相混合的保護(hù)空間，可以控制火災(zāi)蔓延、復(fù)燃。

以220Kv原平變電站為例，最近加裝了北京金都源泉科技有限公司雨俄羅斯軍工企業(yè)阿爾泰聯(lián)盟下屬俄羅斯ZAO“ISTOCHNIK PLUS”股份公司合作生產(chǎn)的新一代自動(dòng)干粉滅火裝置，該裝置具有大空間、長(zhǎng)壽命、低價(jià)格、高性能、無(wú)管網(wǎng)、環(huán)境友好的特點(diǎn)。

2.2防水

2.2.1端子箱底部的通風(fēng)口

為了達(dá)到防潮的目的，在端子箱的底部開一些通風(fēng)口，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，決定在底部是否加裝小門。當(dāng)雨季過(guò)后，打開小門，可以對(duì)端子箱有更好的通風(fēng)，防止電纜溝內(nèi)潮濕的空氣進(jìn)入端子箱，避免端子排之間發(fā)生放電等現(xiàn)象。

2.2.2使用通風(fēng)蓋板

為達(dá)到節(jié)省成本的目的，大多數(shù)變電站的都使用水泥蓋板。使用通風(fēng)蓋板，可以比較好的解決電纜溝的通風(fēng)問(wèn)題。在電纜溝兩側(cè)，蓋飯下方加裝橡皮條，不但可以減少噪音，對(duì)蓋板的損害，也可以做到防水的作用。

2.3防小動(dòng)物措施

2000年2月28日，寶山鋼鐵股份有限公司煉鐵部轉(zhuǎn)爐一分廠因3# 轉(zhuǎn)爐電纜豎井內(nèi)地面處的電纜遭小動(dòng)物咬損，發(fā)生接地短路引起火災(zāi)，燒毀建筑1295 和部分電氣設(shè)備，造成爐停產(chǎn)，直接損失615.7萬(wàn)元。

由于變電站電纜溝內(nèi)沒(méi)有充足的食物和水分，溝內(nèi)不適合小動(dòng)物生存。但電纜跟主控室連接，如果防小動(dòng)物措施處理不好，小動(dòng)物進(jìn)入電纜溝或爬入主控室，可能會(huì)引發(fā)事故，因小失大。寶山鋼鐵股份有限公發(fā)生的火災(zāi)案例對(duì)我們是一個(gè)很好的警示。

【參考文獻(xiàn)】

[1]陳一嵐.基于潮濕度對(duì)變電站電纜溝的影響探析.科學(xué)實(shí)踐，2010.

[2]周海鵬.電纜防火分析及措施.西北水電技術(shù)，2003.