城市電力電纜隧道的防火和消防設(shè)計(jì)

孟曉禹

沈陽(yáng)電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 遼寧沈陽(yáng) 110003

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷加快，越來(lái)越多的輸電線路采用電纜隧道的方式敷設(shè)于城市地下。電纜隧道不僅便于電力工人對(duì)輸電線路進(jìn)行維護(hù)與更換，還在一定程度上減小了對(duì)地面景觀的破壞。然而電力電纜隧道的火災(zāi)事故卻時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重威脅了城市的安全運(yùn)行[1]。

1 電纜隧道環(huán)境特征

電纜隧道作為一種對(duì)電纜進(jìn)行保護(hù)的地下構(gòu)筑物，因此其結(jié)構(gòu)特征、自然條件和附屬設(shè)施狀態(tài)都會(huì)對(duì)隧道內(nèi)火災(zāi)的發(fā)生發(fā)展造成影響。例如電纜隧道內(nèi)通常會(huì)設(shè)置一定的防火分隔，防火分隔的設(shè)置間距直接關(guān)系著隧道內(nèi)火災(zāi)的蔓延情況。此外，電纜隧道位于地下，因此通常伴著高溫、高濕的自然條件，過(guò)高的溫度和濕度會(huì)顯著提高電纜火災(zāi)發(fā)生的概率。除了這些客觀因素外，隧道內(nèi)還布置有大量的附屬設(shè)施，附屬設(shè)施的狀態(tài)也與電纜火災(zāi)的發(fā)生密切相關(guān)，例如接地箱能夠有效限制電纜金屬屏蔽層（金屬護(hù)套）感應(yīng)電壓和設(shè)備故障過(guò)電壓，該設(shè)備故障后電纜短路起火的機(jī)率會(huì)明顯增大。

2 城市電力電纜隧道的防火和消防設(shè)計(jì)

2.1 用封、堵、涂、隔、包等措施

國(guó)外很多國(guó)家對(duì)用于電纜的防火涂料有明確而具體的規(guī)定，例如日本規(guī)定在電纜隧道里，每隔一段距離就必須涂刷一定長(zhǎng)度的防火涂料，穿越防火隔墻兩側(cè)的電纜也必須涂一定長(zhǎng)度的防火涂料；而俄羅斯對(duì)重要部位的電纜，要求使用耐火電纜，并在其表面涂刷防火涂料，以期達(dá)到雙重防火要求。在隧道敷設(shè)的電纜上涂刷防火涂料，具體要求為:在每個(gè)防火門(mén)或防火隔段兩端6m區(qū)域全部電纜涂刷防火涂料，在每個(gè)電纜中間頭（或存在著火隱患的部位）兩端6m區(qū)域全部電纜涂刷防火涂料，在電纜敷設(shè)密集區(qū)域所有電纜應(yīng)全部涂刷防火涂料，電纜夾層的電纜應(yīng)全部涂刷防火涂料。另外，還應(yīng)該采用封、堵、隔、包等多種方式加強(qiáng)防火的效果。第一，用封、堵、隔的辦法，要保證單根電纜著火不延燃到多根電纜。電纜溝、電纜隧道內(nèi)每隔適當(dāng)?shù)木嚯x就要設(shè)一道防火墻和防火門(mén)；電力電纜與控制電纜之間應(yīng)設(shè)防火隔板等；控制電纜應(yīng)采用全防火處理或采用阻燃電纜，以保證在任何緊急情況下主設(shè)備能安全地停止運(yùn)轉(zhuǎn)。第二，必須保證防火封堵的嚴(yán)密性和厚度。防火封堵不嚴(yán)密就失去了封堵作用，特別是電纜集中的地方，最好用軟堵料以保證封堵嚴(yán)實(shí)。維護(hù)檢查時(shí)，應(yīng)及時(shí)將破壞的地方封堵還原。封堵材料厚度不夠，電纜著火后火勢(shì)會(huì)穿過(guò)封堵的材料蔓延。封堵材料的厚度應(yīng)當(dāng)與封堵面電纜根數(shù)成正比[2]。

2.2 加強(qiáng)對(duì)電纜頭制作質(zhì)量的管理和運(yùn)行監(jiān)控

據(jù)統(tǒng)計(jì)，因電纜頭故障而導(dǎo)致的電纜火災(zāi)、爆炸事故占電纜內(nèi)因事故總量的70%左右，所以，必須嚴(yán)格控制電纜頭制作材料和工藝質(zhì)量。要求所制作的電纜頭的使用壽命，不能低于電纜的使用壽命；接頭的額定電壓等級(jí)及其絕緣水平，不得低于所連接電纜的額定電壓等級(jí)及其絕緣水平；絕緣頭兩側(cè)絕緣墊間的耐壓值，不得低于電纜護(hù)層絕緣水平的2倍。接頭形式應(yīng)與所設(shè)置環(huán)境條件相適應(yīng)，且不影響電纜的流通能力。電纜頭兩側(cè)2-3m的范圍內(nèi)，應(yīng)采用防火包帶作阻火延燒處理。一般來(lái)說(shuō)，電纜頭是電纜絕緣的薄弱環(huán)節(jié)，所以，加強(qiáng)對(duì)電纜頭的監(jiān)視和管理是電纜防火的重要環(huán)節(jié)。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(cè)，并使用多種監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)。發(fā)現(xiàn)電纜頭有不正常溫升或有氣味、煙霧時(shí)，及時(shí)退出運(yùn)行，避免電纜頭在運(yùn)行中著火。各中間電纜頭之間應(yīng)保證足夠的安全長(zhǎng)度，兩個(gè)以上的電纜頭不得放在同一位置，電纜頭同其他電纜之間應(yīng)采取嚴(yán)密的封堵措施。在中間電纜頭兩端各6m的區(qū)域所有電纜涂刷防火涂料，并加設(shè)一個(gè)火災(zāi)探測(cè)裝置；在每個(gè)電纜終端頭的位置，設(shè)置手提式干粉滅火器。影響電纜隧道火災(zāi)后果的關(guān)鍵因素為電纜燃燒屬性和電纜敷設(shè)情況，指標(biāo)權(quán)重分別為16．7%和15．9%。電纜是電纜隧道中主要的可燃物，其外護(hù)套和絕緣層都具有很強(qiáng)的火災(zāi)危險(xiǎn)性，可在隧道內(nèi)關(guān)鍵部位采用熱釋放速率較小且阻燃的電纜，防止電纜火災(zāi)的擴(kuò)大和蔓延。此外，電纜隧道內(nèi)敷設(shè)電纜的多少直接決定了火災(zāi)規(guī)模的大小，將大量的電纜雜亂堆積在隧道中會(huì)顯著提高隧道火災(zāi)荷載。因此，控制電纜之間的間距、減少電纜的敷設(shè)密度也是降低隧道內(nèi)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的有效措施[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

為了對(duì)影響電力電纜隧道火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的因素進(jìn)行識(shí)別，從火災(zāi)發(fā)生可能性和火災(zāi)后果兩方面對(duì)電纜隧道火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了層次模型的構(gòu)建。針對(duì)構(gòu)建的指標(biāo)體系利用TFN-AHP和熵權(quán)法從主觀和客觀兩方面對(duì)指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行了計(jì)算。通過(guò)專(zhuān)家問(wèn)卷的權(quán)重分析發(fā)現(xiàn)，影響電纜隧道火災(zāi)發(fā)生的關(guān)鍵因素是電力故障，影響電纜隧道火災(zāi)后果的關(guān)鍵因素是電纜燃燒屬性和電纜敷設(shè)情況。因此，在工程實(shí)踐中應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)隧道內(nèi)電纜狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，防止火災(zāi)的發(fā)生；在隧道中使用阻燃型電纜并且控制電纜敷設(shè)的數(shù)目，以減小火災(zāi)的后果。在研究方法上，相較于傳統(tǒng)的層次分析法或通過(guò)構(gòu)建模糊一致判斷矩陣的模糊層次分析法，本方法利用三角模糊數(shù)和蒙特卡洛仿真分別對(duì)專(zhuān)家判斷過(guò)程中的模糊性和隨機(jī)性進(jìn)行表征，并利用熵權(quán)法計(jì)算客觀權(quán)重對(duì)主觀權(quán)重進(jìn)行了修正，實(shí)現(xiàn)了專(zhuān)家知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)與權(quán)重客觀規(guī)律的疊加，權(quán)重確定更加科學(xué)、合理，從而確保了評(píng)判結(jié)果的可靠性。