論電力電纜的安全運行與防火技術(shù)

國網(wǎng)上海市電力公司奉賢供電公司 潘 婷

1 什么是電力電纜

常規(guī)電纜有以下幾個組成部分：線芯層、絕緣層、屏蔽層和保護層。線芯層是導(dǎo)電部分，它是電力電纜的重要組成部分，主要用于電能的輸送[1]。絕緣層顧名思義就是將各電氣單元彼此隔離的保護層，它能保證電能的輸送，防止漏電，在電力電纜結(jié)構(gòu)中也是不可缺少的一部分。屏蔽層這一層基本上在15kV 及以上的電力電纜中都能看到，功能與絕緣層類似。保護層的作用是保護整條線纜不受外力的損壞，確保線路能夠正常運行。

通常來講，我們會根據(jù)電壓的數(shù)值來對電纜進行分類，如：35kV 及以下的中、低壓電力電纜，達到110kV 以上的被稱為高壓電纜，達到275～800 kV 以上的是超高壓電纜[2]，還有達到1000kV 及以上的則被稱為是特高壓電纜，同時還有根據(jù)絕緣材料進行的分類等。

2 電力電纜的運行

由于單一的電力電纜無法工作，所以接下來要探討整體電力線路的運行。輸送電能的線路，其組成單元通常有：電纜本體、中間接頭、線路頭等，同時還需要建設(shè)相應(yīng)的設(shè)施如電纜溝、隧道等。

電纜線路運行工作，需要著重做好的工作有以下幾個方面：負荷監(jiān)視、溫度監(jiān)視、腐蝕監(jiān)視與絕緣監(jiān)督。

2.1 負荷監(jiān)視

電纜能通過的電流值一般是根據(jù)橫截面積、絕緣種類等來規(guī)定的，并利用相關(guān)設(shè)備實時檢測作為主要負荷監(jiān)視手段，避免由于線纜的絕緣層超過了可承受的最高溫度而導(dǎo)致使用時間大大降低。

2.2 溫度監(jiān)視

電纜的溫度監(jiān)測，一般都是在夏季，或者是地區(qū)用電負荷最大時進行。在測量電線溫度時，需要進行參照物的溫度測量，以便達到相應(yīng)的參照條件。

2.3 腐蝕監(jiān)視

在線路鋪設(shè)時周圍的土壤環(huán)境難以改變，這其中發(fā)生各種腐蝕的風(fēng)險就會相當(dāng)高，因此電纜附近的土壤需要定期進行相應(yīng)的酸堿值檢測，避免出現(xiàn)外層保護層因腐蝕出現(xiàn)破裂或損壞，造成不必要的損失。

2.4 絕緣監(jiān)督

通常情況下，我們做完預(yù)防性試驗后，需要對線路的外層進行直流電壓的通過檢測來發(fā)現(xiàn)并消除外護層的缺陷，因為保護層對每條電纜線路來講都相當(dāng)重要，及時發(fā)現(xiàn)電纜線路中絕緣薄弱的位置，則是至關(guān)重要的工作[3]。

3 故障檢測尋找

上面我們已經(jīng)提到了關(guān)于電纜線路正常運作所需要做的一下常規(guī)監(jiān)督手段，但畢竟人力有限，在整個線路的運行過程中，出現(xiàn)問題的可能性不會因為所有的安防工作都已做到而消失，因此，我們依舊要針對一些常規(guī)的故障進行檢測。通常電纜發(fā)生故障后，我們的操作步驟如下：

3.1 故障性質(zhì)確定

根據(jù)故障發(fā)生時出現(xiàn)的情況，先初步判斷故障類型，確定故障，如電阻故障、短路還是斷路以及其他的情況[4]。

3.2 故障點燒穿

在發(fā)生故障時，可以將以一些高阻故障通過燒穿的方式，從而變成低阻故障，這樣的話便于下一步的測算工作繼續(xù)。

3.3 粗測

這一步就是利用專用的測量儀器，在電纜的任意一側(cè)對故障的距離進行初步的測算，以便順利找到故障發(fā)生的位置。

3.4 路徑測尋

利用一些方法精確探測，如音頻感應(yīng)探測法，找出故障電纜的鋪設(shè)路徑甚至是線路的埋設(shè)深度。而音頻感應(yīng)探測法就是一種需要向線纜中接入音頻信號電流后并根據(jù)接收到這種信號的強弱來判斷路徑的方法。

上述的流程就是一個故障點的正常的尋找方法，當(dāng)然，通過不斷實踐，我們的故障探尋方法也出現(xiàn)了很多，常用的還有如：沖擊放電法、聲磁同步檢測等都是能夠找到故障發(fā)生位置方法。

4 電纜防火工作

從經(jīng)驗來看，在整個電力電纜線路的運維工作中，防火一直都是重中之重，因為其所影響的范圍比較巨大，因此本節(jié)內(nèi)容，將重點解讀電力電纜的防火工作。

4.1 起火原因

在電力線路中，電纜使用的比重正逐漸增加。許多的用電、產(chǎn)電、輸電企業(yè)都在大量使用電力電纜，因此一旦發(fā)生線路起火的情況，勢必會引起諸如停工、停產(chǎn)等情況發(fā)生。此外，在發(fā)生相應(yīng)火情時，由于絕緣材料的關(guān)系，還會產(chǎn)生大量濃煙與有毒氣體，這不僅會污染環(huán)境，還會危及人員的生命財產(chǎn)安全。為此，電力電纜應(yīng)該怎樣做防火工作呢？首先要做的是及時排查起火原因，一般情況下，電纜線路的的絕緣層是由一些可燃但絕緣的材料組成，雖然可以保證內(nèi)外絕緣，但也導(dǎo)致電纜因此具有燃燒起火的可能性。

一般來講，導(dǎo)致電纜起火的原因有以下幾點：

絕緣層損壞導(dǎo)致短路。電纜的鉛皮在線路的鋪設(shè)過程中如果被損壞，或者是在運輸過程中絕緣層受到損壞，都會引起電纜的絕緣擊穿情況出現(xiàn)，從而導(dǎo)致電纜的發(fā)生燃燒起火的情況。

長時間過載運行。電纜絕緣材料并不是在任何溫度下都可以正常運行。長時間的高負荷運行，極易導(dǎo)致線路溫度超過正常發(fā)熱的最高溫度，從而使絕緣層出現(xiàn)老化的情況。眾所周知，如果線纜的絕緣層老化，就會大大降低絕緣材料的絕緣性能，從而導(dǎo)致發(fā)生線路起火燃燒的概率增加，嚴重的可能會順著整條線路發(fā)生多出起火燃燒的情況。

高差淌、漏油。在一些油浸電纜鋪設(shè)過程中，如果出現(xiàn)高差較大的情況，就極有可能出現(xiàn)如淌油、漏油的情況，這種現(xiàn)象造成的結(jié)果就是：位于高處電纜由于油料流失變得過于干燥，使得電纜的熱阻提升，絕緣焦化而變得容易出現(xiàn)絕緣擊穿的情況，而處在低處的電纜，會因為油料的積聚從而使電纜接頭的位置壓力上升，從而出現(xiàn)漏油的現(xiàn)象，大大增加了起火的概率。

接頭盒絕緣擊穿現(xiàn)象。電纜接頭盒的接頭如果在操作過程中有焊接不牢的情況，或者是材料選擇不適用的問題，那么在運行過程中極有可能出現(xiàn)如氧化、過熱、凝膠軟化等情況；在制作中間接頭時，如果灌注的絕緣劑質(zhì)量不符合標準；電纜盒密封效果不良，甚至出現(xiàn)損壞等情況，都可能引起絕緣擊穿，造成短路，這就會促使線路按出現(xiàn)起火的情況發(fā)生。

外部火種、熱源導(dǎo)致線路起火。當(dāng)一些其他位置，如鍋爐系統(tǒng)，其制粉系統(tǒng)或者輸煤線路發(fā)生粉塵燃燒情況；蒸汽管道附近線路遭受長時間烘烤的情況；化學(xué)制品對線路造成酸堿不同程度的腐蝕情況以及工業(yè)電焊濺起的火花等等，都是能夠生火情的因素，因此這些位置的檢測也是工作重心之一。

4.2 起火撲救

既然前面已經(jīng)提到了一些電纜起火的原因，那么針對電纜一旦著火的情況，應(yīng)采取的撲救措施應(yīng)當(dāng)有以下幾個步驟：

4.2.1 迅速切斷起火電纜電源

電纜起火燃燒，不管是什么原因造成的，首要工作都應(yīng)當(dāng)是立即切斷電源，其次才是撲滅明火，排查暗火的操作，最后還要根據(jù)起火的特征來認真檢查，找出相應(yīng)的事故發(fā)生點。

4.2.2 電纜溝內(nèi)起火的切斷

當(dāng)電纜溝中線路起火時，那么在同溝并排的所有電纜都有可能受到波及從而同時起火燃燒，這就需要同時切斷溝內(nèi)所有電源。

4.2.3 關(guān)閉隔火門，阻隔火勢蔓延

當(dāng)線路通道內(nèi)起火時，為了有效避免因空氣流通導(dǎo)致火勢難以控制，需要迅速關(guān)閉隔火門，阻止空氣進入，從而達到迅速滅火的目的。

4.2.4 做好人身防護

電纜起火通常都會產(chǎn)生大量濃煙與有害氣體，因此在救火過程中，撲救人員需做好防護，穿戴相應(yīng)的防火防電設(shè)備后再進入火場。

4.2.5 滅火器材選用

在滅火時，除常規(guī)的干粉滅火器、二氧化碳滅火器以外，有條件的也可以使用砂土來進行覆蓋滅火，但如果是用水滅火，最好使用噴霧水槍。

4.3 常規(guī)維護

線路運行保持額定負荷。電力線路在正常運行時，一般不允許超過額定負荷工作，若是必須超負荷運行，那么就需要嚴格控制運行時間，避免過長，造成線路過熱發(fā)生起火。

遵守電纜敷設(shè)規(guī)定。敷設(shè)電纜時需要盡可能遠離熱源，如無法避免，則需要保持相應(yīng)的距離，并采取隔熱措施。

定期巡檢維護。對電力電纜應(yīng)定期巡檢，需要同時測量相應(yīng)位置的空氣溫度、電纜溫度，更要對大容量電纜以及對應(yīng)接頭盒的溫度做好相應(yīng)記錄，對于異常數(shù)據(jù)要及時發(fā)現(xiàn)并處理。

密閉孔、洞，設(shè)置防火門及隔墻。為了在起火時能夠很好地遏制火勢蔓延，必須將所有線路需要穿越進入的位置密封。對線路隧道等設(shè)置防火隔墻及防火門。通常情況下，這類設(shè)施都應(yīng)當(dāng)是常閉狀態(tài)，這樣即便發(fā)生火情，也可以進行有效的火情隔離或限制燃燒等工作，從而阻止火勢蔓延。

線路通道需清潔、通風(fēng)。避免在隧道、通道內(nèi)出現(xiàn)雜物堆放、垃圾填埋等情況，如出現(xiàn)例如積水、漏油的情況，務(wù)必及時處理，在線路運行過程中，保持通風(fēng)，維持標準的工作環(huán)境。

保證隧道、溝道照明情況良好。在相應(yīng)的隧道、溝道中，需要保持良好的照明狀態(tài)，并在有上下出口的隧道口、溝道口常備專用的上下梯設(shè)備，便于在進行各項檢查及火情撲救時人員設(shè)備的進入與退出。

嚴禁各類明火進入規(guī)定作業(yè)區(qū)內(nèi)。在需要防火的范圍內(nèi)附近進行明火作業(yè)時，需要密切監(jiān)控火種的位置，做好必要的防火措施，避免火源與線路的直接或密切接觸。

定期進行檢修。按照相應(yīng)的規(guī)章制度與電纜運行的實際情況，需要定期對電纜進行檢修，以便及時發(fā)現(xiàn)、處理缺陷，排查潛在隱患，保證電纜運行安全，特別是避免火災(zāi)發(fā)生。

4.4 防火電纜的運用

現(xiàn)如今，隨著企業(yè)越來越重視生產(chǎn)安全工作，因此在選用選用關(guān)鍵設(shè)備時所采用的材料方向也傾向于安全為主，因此，防火電纜也在這種條件下誕生。

防火電纜，是在進行過燃燒測試能夠經(jīng)受住一定燃燒考驗的新型電纜，這種測試可能是：點燃線路并撤去火源后，火焰僅在特定范圍內(nèi)燃燒或能自行熄滅的狀態(tài)。目前，業(yè)內(nèi)習(xí)慣將具有阻燃、無鹵低煙、低鹵低煙、耐火等類似性能的電纜稱為防火電纜[5]。

4.4.1 阻燃電纜

阻燃電纜的特點是降低火勢蔓延的速度，從而保證火情控制在一定范圍，而且這種電纜也因為生產(chǎn)成本比較低，從而成為了防火電纜中被大量使用的品種。

4.4.2 無鹵低煙阻燃電纜

無鹵低煙電纜的特點是在具有良好阻燃性的情況下，同時還降低了煙霧、粉塵等產(chǎn)生的濃度，大大降低了火情對人員、設(shè)備的傷害，這就有利于在發(fā)生火情時的安保部門及時救援。

4.4.3 低鹵低煙阻燃電纜

低鹵低煙阻燃電纜的特點與無鹵低煙電纜的特點類似，但低鹵低煙阻燃電纜煙霧濃度指標、粉塵產(chǎn)生指標等方面卻處于前兩者的中間，也就是說，如果阻燃電纜是1，無鹵低煙阻燃電纜是2的話，那么低鹵低煙阻燃電纜就可能是1.5。

4.4.4 耐火電纜

耐火電纜的特點是耐火阻燃性極高，可以在線路已經(jīng)發(fā)生起火燃燒的情況下，仍然保持正常運行一段時間，即便是伴隨起火后已經(jīng)水噴淋的情況下，整條耐火電纜的線路依舊可以完整運行。

據(jù)目前的實踐了解來看，已經(jīng)有不少企業(yè)開始在電力線路的敷設(shè)過程中使用一些相關(guān)的防火電纜，企圖在除去基礎(chǔ)防護以外，在材料運用方面遏制電纜線路起火的可能性。

5 結(jié)語

總體來說，電纜線路能否正常、安全的運行，其直接關(guān)系到整個電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定與發(fā)展，不僅僅只用電企業(yè)、產(chǎn)電企業(yè)幾方面的問題，只有從電纜生產(chǎn)、運輸、敷設(shè)、安裝、檢測等各個方面同時加強管控，同時在驗收過程中嚴格質(zhì)量把關(guān)，才有可能將電纜線路故障的發(fā)生概率降至最低，也才能保障線路長期且穩(wěn)定的安全運行。