鋼鐵企業(yè)電纜火災(zāi)防范措施探討

劉立燦

（河鋼股份有限公司邯鄲分公司能源中心，河北邯鄲 056015）

前言

鋼鐵企業(yè)是電能消耗大戶。大型鋼鐵企業(yè)都建有本企業(yè)管轄的110 kV、220 kV 變電站，通過(guò)電纜隧道使用高壓電力電纜向煉鐵、煉鋼、軋鋼等各工序供電。電纜隧道內(nèi)電纜一般非常集中，如果發(fā)生火災(zāi)，可引燃隧道內(nèi)全部電纜，造成大面積停電停產(chǎn)，而且隧道內(nèi)空間狹小，滅火和事故搶修都十分困難，甚至發(fā)生將隧道內(nèi)電纜全部燒毀的惡性事故。據(jù)了解，許多鋼鐵企業(yè)都曾發(fā)生類(lèi)似惡性事故，損失巨大。因此，鋼鐵企業(yè)電力電纜火災(zāi)防范是一項(xiàng)非常重要的工作。

1 幾起典型電纜火災(zāi)案例

下面對(duì)幾起典型的電纜火災(zāi)事故，進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹和分析。

1.1 35 kV電纜護(hù)層絕緣損傷引起的電纜著火事故

某220 kV變電站中央信號(hào)突然發(fā)出35 kV母線單相接地報(bào)警信號(hào)。變電站值班人員立即組織對(duì)變電站設(shè)備進(jìn)行巡查，當(dāng)進(jìn)入35 kV 配電室時(shí)，有明顯的絕緣膠皮燒糊所產(chǎn)生的刺鼻氣味，經(jīng)仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)有黑煙從電纜隧道通過(guò)電纜過(guò)墻管的縫隙進(jìn)入電纜夾層。初步判斷為電纜隧道內(nèi)電纜著火。立即向調(diào)度匯報(bào)，聯(lián)系電纜停電，同時(shí)通知電纜巡檢人員檢查電纜。在聯(lián)系停電的過(guò)程中，電纜隧道內(nèi)發(fā)出巨大的爆炸聲音，兩路35 kV 配出開(kāi)關(guān)柜速斷保護(hù)動(dòng)作跳閘。在隧道內(nèi)電纜全部停電并對(duì)隧道內(nèi)著火電纜完成滅火后，檢查發(fā)現(xiàn)著火最嚴(yán)重的位置有兩路35 kV 電纜短路放炮，另兩路電纜燒損嚴(yán)重。立即組織搶修，局部重新敷設(shè)電纜，制作電纜頭，經(jīng)過(guò)20 h 的搶修，全部恢復(fù)送電。這次事故，導(dǎo)致2 座煉鋼廠精煉爐停產(chǎn)20 h，影響鋼產(chǎn)量約1 萬(wàn)t，經(jīng)濟(jì)損失約1 000 萬(wàn)元。

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)仔細(xì)勘察，著火最嚴(yán)重的35 kV 電纜處于最下方，著火處鋼絲鎧已經(jīng)放電完全燒斷，電纜弧光接地短路產(chǎn)生的高溫已將該處的電纜支架局部熔化。沿著電纜檢查，發(fā)現(xiàn)該35 kV 電纜外護(hù)套不遠(yuǎn)處也有多處破損。經(jīng)分析，該電纜著火的原因是外護(hù)套破損，外護(hù)套破損處的鋼絲鎧與電纜支架接觸接地，原有的護(hù)層交叉換位三等分段失效，導(dǎo)致電纜鋼絲鎧護(hù)層在該處與角鋼支架短路電流增大，發(fā)熱打火引燃電纜。最終導(dǎo)致該電纜及上部臨近的電纜絕緣燒壞，發(fā)生相間短路跳閘事故。下部電纜著火后，將上面的兩路電纜也燒蝕嚴(yán)重。

1.2 鋼包漏鋼引起的電氣火災(zāi)事故

某煉鋼廠在冶煉操作時(shí)，由于員工操作不當(dāng)，造成鋼包傾覆鋼水外泄，1 700 ℃高溫鋼水流進(jìn)電纜溝，引燃電纜溝內(nèi)的電纜，大火沿著電纜溝燒到不遠(yuǎn)處的配電室，將配電室內(nèi)配電柜引燃，造成該煉鋼廠局部停產(chǎn)近20 d，影響鋼產(chǎn)量近30 萬(wàn)t，直接和間接經(jīng)濟(jì)損失約9 500 萬(wàn)元。

鋼鐵冶金行業(yè)煉鐵高爐、煉鋼轉(zhuǎn)爐、軋鋼加熱爐、鍋爐等崗位，屬于高溫崗位，如果操作不當(dāng)，高溫鐵水、鋼水及其他熱源泄漏，很有可能引燃電纜，導(dǎo)致整個(gè)產(chǎn)線停產(chǎn)，而且恢復(fù)難度大、時(shí)間長(zhǎng)，損失巨大。

1.3 電纜被盜割引發(fā)的隧道火災(zāi)事故

某日深夜，某110 kV 變電站突發(fā)10 余路6 kV、10 kV 開(kāi)關(guān)柜保護(hù)動(dòng)作跳閘，立即安排電纜巡檢人員進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)距離該站200 m 左右電纜隧道通風(fēng)井冒出濃煙，判斷為電纜隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)。聯(lián)系消防部門(mén)組織滅火，大火撲滅后，進(jìn)入隧道檢查，發(fā)現(xiàn)著火最嚴(yán)重的位置有斷線鉗和鋼鋸，一名奄奄一息的人趴在隧道內(nèi)。經(jīng)過(guò)公安部門(mén)審訊，有2 人晚上潛入電纜隧道，利用鋼鋸和斷線鉗盜割隧道內(nèi)廢棄的電纜，誤鋸了運(yùn)行的帶電電纜，造成短路放炮，將隧道內(nèi)20 余條高壓電纜引燃。鋸電纜的一人在電纜放炮時(shí)發(fā)生觸電和燒傷，無(wú)法逃跑，另一人卻沿著隧道從附近通風(fēng)井逃跑，隨后也被公安人員抓獲。

此次事故造成23 條6～10 kV 電纜燒毀，直接經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)100 萬(wàn)元?？梢?jiàn)電纜防盜也是一項(xiàng)需要常抓不懈的重要工作。

2 電纜火災(zāi)防范措施

從前面介紹的幾起電纜火災(zāi)事故可以看出，發(fā)生電纜火災(zāi)事故的原因，既有電纜本身缺陷導(dǎo)致的發(fā)熱引燃電纜，也有外部高溫引燃電纜及人為破壞導(dǎo)致絕緣擊穿放炮造成火災(zāi)。且電纜火災(zāi)事故經(jīng)濟(jì)損失巨大，恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)影響巨大。防范電纜火災(zāi)事故的發(fā)生，對(duì)企業(yè)正常的安全生產(chǎn)、提升經(jīng)濟(jì)效益意義重大。需要從設(shè)計(jì)階段、施工階段、運(yùn)行維護(hù)階段嚴(yán)格遵守國(guó)家及電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程，采取綜合的技術(shù)措施和管理措施，才能達(dá)到預(yù)期的效果。

2.1 電纜工程在規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)完善防火設(shè)計(jì)

電纜工程的規(guī)劃和設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵守《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50217）、《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50229）、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016）、《電力設(shè)備典型消防工程》（DL5027）以及《鋼鐵企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》（GB50414），確保電纜工程的電纜選型、敷設(shè)方式、防火設(shè)計(jì)符合國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；視頻監(jiān)控、紅外報(bào)警等防盜設(shè)施也要設(shè)計(jì)齊全。

（1）路徑的選擇

如果變電站、配電室有兩回以上的電源電纜，其中一回電纜要與其他回路電源電纜應(yīng)沿不同的路徑敷設(shè)；如果是一級(jí)負(fù)荷，要有兩個(gè)電源點(diǎn)供電，兩回電纜走不同的路徑。防止因一個(gè)電纜通道發(fā)生火災(zāi)，導(dǎo)致變電站、配電室全部電源停電。

（2）電纜選用

合理選用電纜芯線導(dǎo)體的截面及防火等級(jí)，可以避免電纜導(dǎo)體過(guò)載發(fā)熱引起的火災(zāi)并遏制、延緩火災(zāi)的蔓延。

電纜導(dǎo)體截面的選擇，應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流截面選用，且持續(xù)最大負(fù)荷電流應(yīng)小于電纜允許的載流量。并按照電纜回路數(shù)、敷設(shè)方式、環(huán)境溫度進(jìn)行校驗(yàn)。防止電纜運(yùn)行過(guò)程中溫度過(guò)高。

敷設(shè)在變電站、配電室電纜夾層、電纜豎井、電纜隧道、電纜溝、電纜架空通廊等處與空氣接觸的電纜，以及在發(fā)電機(jī)組主廠房、燃油系統(tǒng)的電纜，應(yīng)選用阻燃電纜。

在外部火勢(shì)作用一定時(shí)間內(nèi)需維持通電的場(chǎng)所或回路，例如計(jì)算機(jī)監(jiān)控、報(bào)警、應(yīng)急照明以及可能有熔化金屬濺落等易燃場(chǎng)所明敷的電纜，應(yīng)選用具有耐火性的電纜。

在油罐區(qū)、高溫場(chǎng)所、消防電源等耐火要求高且敷設(shè)安裝和經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，可采用礦物絕緣電纜。

（3）護(hù)層接地方式的選擇

電纜通過(guò)負(fù)荷電流時(shí)，就會(huì)在芯線導(dǎo)體周?chē)a(chǎn)生交變電磁場(chǎng)，電纜的金屬護(hù)層就會(huì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。合理選擇電纜護(hù)層接地方式，可以有效避免因金屬護(hù)層感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)過(guò)大導(dǎo)致的放電、護(hù)層電流發(fā)熱及引發(fā)的著火，金屬護(hù)層感應(yīng)電壓過(guò)高還有可能對(duì)人身構(gòu)成電擊傷害。

三芯電纜的金屬護(hù)層，應(yīng)在電纜兩側(cè)終端頭接地。

單芯電纜的金屬護(hù)層接地方式：如果金屬護(hù)層感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小于50 V，可以采用一端接地、另一端經(jīng)過(guò)護(hù)層保護(hù)器接地；如果金屬護(hù)層感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大于50 V，可以采取中間接地、兩端經(jīng)護(hù)層保護(hù)器接地或采用交叉換位互聯(lián)方式接地。

（4）阻火方式的設(shè)計(jì)

電纜溝道、夾層、豎井內(nèi)設(shè)置防火阻隔及封堵，可以將火災(zāi)限制在一定范圍，防止火災(zāi)蔓延。

電纜構(gòu)筑物中電纜引至電氣柜、盤(pán)或控制屏、臺(tái)的開(kāi)孔部位，電纜貫穿隔墻、樓板的孔洞處、工作井中電纜管孔等部位均應(yīng)實(shí)施阻火封堵。

在電纜隧道或重要回路的電纜溝中的分支處、至控制室的入口處、長(zhǎng)距離電纜隧道每隔200 m 處，宜設(shè)置阻火墻，為便于巡檢、維護(hù)人員的通過(guò)，阻火墻上設(shè)置防火門(mén)。

（5）設(shè)計(jì)配置滅火器具、阻燃涂料

電纜夾層電纜密集處、電纜溝道中電纜中間接頭，設(shè)計(jì)安裝懸掛式滅火器（彈），電纜中間接頭處兩側(cè)全部電纜涂刷防火涂料?？梢杂行ё柚闺娎|著火事故的擴(kuò)大。

（6）設(shè)計(jì)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)

目前，電纜的視頻監(jiān)控系統(tǒng)、紅外防盜報(bào)警系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、護(hù)層接地電流監(jiān)控系統(tǒng)、溫度監(jiān)控系統(tǒng)等都有比較成熟的技術(shù)，可以有效監(jiān)測(cè)、分析和掌握電纜的運(yùn)行狀況、參數(shù)以及局放、發(fā)熱等缺陷的發(fā)展趨勢(shì)，防范突發(fā)事故的發(fā)生，同時(shí)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)初期著火事故，采取相應(yīng)的滅火措施。

2.2 電纜工程建設(shè)階段嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)

（1）電纜訂貨嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)

電纜采購(gòu)訂貨，需對(duì)電纜制造廠家的資質(zhì)、規(guī)模、質(zhì)量體系、業(yè)績(jī)、信譽(yù)等進(jìn)行實(shí)地考察，選擇優(yōu)質(zhì)名牌的電纜制造廠家。對(duì)電纜的生產(chǎn)制造、出廠試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行質(zhì)量跟蹤監(jiān)控，確保電纜的出廠質(zhì)量符合國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，符合工程圖紙要求。

（2）電纜工程施工嚴(yán)格遵守施工規(guī)范

電纜工程施工及驗(yàn)收要嚴(yán)格遵守《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50168），確保電纜工程質(zhì)量。

電纜敷設(shè)應(yīng)先清理堅(jiān)硬雜物，嚴(yán)禁生拉硬拽，防止破壞電纜的護(hù)層及絕緣。電纜固定要使用專(zhuān)用卡具，10 kV 等級(jí)電纜間距不小于100 mm，大于10 kV 等級(jí)的電纜間距不小于250 mm，彎曲半徑不小于電纜外徑20 倍。防止電纜堆積散熱不暢導(dǎo)致局部過(guò)熱。

電纜中間接頭、終端接頭的制作，要遵守電纜接頭制作作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，按照電纜附件制造廠家安裝制作工藝規(guī)范，確保電纜中間接頭及終端接頭質(zhì)量。除此之外，電纜中間接頭宜加裝防爆盒，可以有效防范中間接頭短路放炮對(duì)周邊電纜構(gòu)成的破壞。

電纜夾層所有電纜全部涂刷防火涂料，涂刷5遍，厚度1 mm 左右；溝道內(nèi)電纜接頭處兩側(cè)各5 m所范圍內(nèi)有電纜涂刷防火涂料的要求，涂刷5遍、涂刷厚度1 mm 左右，防止電纜頭短路放炮引燃其他電纜。

電纜夾層、電纜頭上部懸掛的滅火器（彈）應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，并具有有效期內(nèi)合格標(biāo)志。

電纜交接試驗(yàn)應(yīng)嚴(yán)格按照《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50150）進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)合格才能送電運(yùn)行。

（3）電纜試運(yùn)行檢查

電纜試驗(yàn)合格，初次送電要全面檢查電纜的溫度是否異常升高、有無(wú)異常聲音、是否有放電現(xiàn)象；檢查交叉換位箱、接地線是否正常，護(hù)層電流是否正常，是否異常升高導(dǎo)致發(fā)熱，護(hù)層感應(yīng)電壓是否異常升高導(dǎo)致放電。如果發(fā)現(xiàn)發(fā)熱、放電、冒煙等異?，F(xiàn)象，應(yīng)立即停電做消缺處理。

（4）監(jiān)控系統(tǒng)的施工及驗(yàn)收

視頻監(jiān)控、紅外防盜報(bào)警、局放監(jiān)測(cè)、護(hù)層電流監(jiān)測(cè)、溫度監(jiān)測(cè)及火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及制造廠家的技術(shù)要求進(jìn)行施工安裝調(diào)試，電纜投運(yùn)前，自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)驗(yàn)收合格，并符合設(shè)計(jì)及廠家的技術(shù)規(guī)范。

2.3 嚴(yán)格按照運(yùn)維規(guī)程加強(qiáng)電纜的運(yùn)行和維護(hù)

（1）制定電纜線路巡檢規(guī)章制度，確定巡檢周期、巡檢內(nèi)容，并嚴(yán)格執(zhí)行

巡檢主要內(nèi)容包括電纜運(yùn)行電壓不超過(guò)額定電壓的15%、負(fù)荷電流在電纜的允許載流量范圍內(nèi)；戶內(nèi)接點(diǎn)溫度一般不超過(guò)60 ℃，超過(guò)60 ℃應(yīng)增加巡檢頻次，超過(guò)90 ℃應(yīng)及時(shí)安排消缺處理；電纜應(yīng)無(wú)異常聲音，沒(méi)有放電現(xiàn)象；外護(hù)套沒(méi)有破損，電纜中間接頭防爆盒正常、絕緣膠無(wú)熔化溢出；接地箱（換位箱）、接地線應(yīng)正常，接地電流、護(hù)層電流正常，沒(méi)有異常升高；防火隔墻應(yīng)無(wú)裂紋和傾斜，防火封堵應(yīng)嚴(yán)密無(wú)脫落，防火涂料應(yīng)無(wú)龜裂、翹皮和脫落，懸掛的滅火器（彈）外觀、壓力正常，防火門(mén)正常、處于關(guān)閉狀態(tài)并密封嚴(yán)密；火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、紅外監(jiān)控報(bào)警系及其他自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)工作應(yīng)正常。電纜溝道應(yīng)無(wú)滲漏水。電纜溝道內(nèi)低處應(yīng)設(shè)置集水坑，安裝自動(dòng)排水泵，自動(dòng)排水泵應(yīng)工作正常，能及時(shí)排出積水，防止積水浸泡電纜及接地箱、換位箱。

電纜溝道通風(fēng)機(jī)應(yīng)正常工作，能保證溝道內(nèi)空氣對(duì)流，降低溝道內(nèi)溫度。

（2）定期對(duì)電纜進(jìn)行清掃、檢修、預(yù)防性試驗(yàn)

定期進(jìn)行預(yù)防性的清掃、檢修和試驗(yàn)，清除電纜戶內(nèi)頭灰塵臟污，檢查有無(wú)放電現(xiàn)象，對(duì)接點(diǎn)進(jìn)行檢查緊固，測(cè)量電纜絕緣電阻和吸收比，必要時(shí)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并與上次試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較，以便掌握電纜的絕緣性能以及缺陷的發(fā)展趨勢(shì)，及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，防范突發(fā)短路放炮事故的發(fā)生。

（3）加強(qiáng)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置的維護(hù)檢查

檢查電纜火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的感煙、感溫探頭沒(méi)有誤報(bào)警，要制定維護(hù)計(jì)劃，每隔3年清洗維護(hù)一次，確保性能良好。感溫纜應(yīng)與電纜緊密固定，沒(méi)有破壞斷裂和脫落?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置工作正常，沒(méi)有誤報(bào)警。

（4）加強(qiáng)電纜防盜管理

加強(qiáng)電纜的防盜，是電纜運(yùn)行維護(hù)工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容。電纜溝道內(nèi)已經(jīng)停電的廢舊電纜要及時(shí)清理干凈；進(jìn)出溝道的門(mén)、鎖完好，鑰匙保管好；視頻監(jiān)控、紅外防盜報(bào)警系統(tǒng)工作正常，發(fā)生故障的視頻監(jiān)控探頭、紅外探頭要及時(shí)更換；對(duì)進(jìn)入溝道工作的外來(lái)人員要進(jìn)行審核并將外來(lái)人員信息進(jìn)行登記備案，工作時(shí)做好監(jiān)護(hù)工作，工作完畢要全部撤出，由業(yè)主方將電纜溝道的門(mén)鎖好，并及時(shí)開(kāi)啟紅外探頭布警。

（5）加強(qiáng)缺陷管理，及時(shí)消除缺陷

在巡檢、維護(hù)、試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)電纜發(fā)熱、放電缺陷，要及時(shí)安排消缺處理。

如果電氣接點(diǎn)發(fā)熱，可以打開(kāi)電氣連接點(diǎn)，清除氧化層，重新連接緊固。如果發(fā)生電纜頭引線發(fā)生引線間、引線對(duì)空氣放電，要采取引線絕緣加強(qiáng)處理，必要時(shí)重新制作終端頭。如果護(hù)層電流明顯升高，應(yīng)檢查電纜護(hù)層絕緣是否局部破壞造成絕緣降低、交叉互聯(lián)是否失效；或者檢查護(hù)層保護(hù)器損壞，導(dǎo)致護(hù)層兩點(diǎn)接地，從而引起護(hù)層電流升高。

2.4 鋼鐵冶煉生產(chǎn)加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化操作，防止高溫金屬液體溢流引燃電纜

鋼鐵企業(yè)煉鐵、煉鋼生產(chǎn)過(guò)程中，由于操作失誤導(dǎo)致鐵水、鋼水溢流引燃電纜的事故不在少數(shù)。因此，鋼鐵企業(yè)加強(qiáng)煉鐵、煉鋼生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化操作，杜絕高溫鐵水、鋼水溢流引燃電纜，確保電纜安全可靠運(yùn)行供電。

3 結(jié)論

鋼鐵企業(yè)電纜火災(zāi)事故損失大，恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)。電纜防火是一項(xiàng)重要的工作，也是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。防范電纜火災(zāi)需要從設(shè)計(jì)規(guī)劃、工程建設(shè)、生產(chǎn)運(yùn)行操作、檢修維護(hù)試驗(yàn)等方面嚴(yán)格遵守國(guó)家和行業(yè)規(guī)范、規(guī)程，制定完備的措施，常抓不懈，才能有效降低和避免電纜火災(zāi)事故的發(fā)生，為鋼鐵企業(yè)鐵、鋼、軋各生產(chǎn)工序提供電力能源保障，為鋼鐵企業(yè)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)、降低成本、提高競(jìng)爭(zhēng)力打下良好的基礎(chǔ)。