浅谈电力电缆的防火措施

发表时间:2019/3/12   来源:《电力设备》2018年第27期   作者:赵树鹏 苏立山 石小英
[导读] 摘要:电力电缆是发电厂、变电站维持正常运行的重要组成部分,由于电缆的易燃性、串延性,一旦发生火灾,危害严重,尤其是在发电厂和大型变电站内,一旦发生火灾,波及其他回路。
        (国网大同供电公司运维检修部电缆运检室  370000)
        摘要:电力电缆是发电厂、变电站维持正常运行的重要组成部分,由于电缆的易燃性、串延性,一旦发生火灾,危害严重,尤其是在发电厂和大型变电站内,一旦发生火灾,波及其他回路。所以电力电缆的防火技术是电气系统正常运行的重要技术之一。结合多年的实践经验,笔者首先分析了电缆产生火灾的规律特点以及原因,阐述了防止电缆着火蔓延的措施,并对当前的电力电缆提出了改进办法。
        关键词:电力电缆、防火措施、原因
        电力电缆是电气工程的重要组成部分,其作用是用来传输和分配电能。电力电缆是由绝缘芯线,绝缘护套及保护层等部分组成,为了能适应各种复杂的敷设环境,电力电缆都被设计成具有良好的绝缘性能、防水性能和机械性能。据公安部门的调查资料表明,由电线、电缆本身故障引起的火灾和外部火源引燃电线、电缆并蔓延而造成的火灾占电气火灾的40%,因此,电缆的防火问题引起了普遍关注。但是,当电缆回路内发生过电流而导致电缆过热时,电缆的各项性能发生变化,继而产生火灾。本文拟对电缆防火技术做一点探讨。
        一、电缆火灾的原因
        1.外界原因
        外界火源引起的电缆火灾占总数的75.8%。外部因素大致有以下几种: 汽轮机油系统漏油, 油喷到高温管道上起火, 将其附近的电缆引燃;充油电气设备故障喷油起火, 油流入电缆沟道而将电缆引燃;电缆沟、竖井的沟盖板保护罩不严密, 电焊渣火花落入而将电缆引燃等等。电缆绝缘损坏引起的火灾占总数的24.2%。主要原因有: 电缆超负荷及短路而引起电缆着火;电缆隧道、沟道内积水严重, 布置较低的电缆经常被水浸泡, 使电缆绝缘损坏而引起短路, 导致火灾;不注意电缆终端和中间接头的制作工艺, 剥开的绝缘部分在空气中暴露的时间太长, 使绝缘受潮, 致使运行中爆炸、着火等。虽然因电缆自身原因引起的火灾所占比例较小, 但电缆常以电缆隧道( 沟) 、电缆夹层、竖井等方式敷设, 而电缆隧道多为地下建筑, 初始火灾不易被人发现, 因此, 在电缆隧道里电缆内部原因引起的火灾最具有危险性。
        2.内部原因
        对于目前大多数的常用电缆来说,所用的绝缘材料如聚乙烯、聚氯乙烯、交联聚乙烯等均为高分子聚合物,在高温下可自燃,而且当构成电缆束时被引燃的温度比自燃温度要低;电缆发生接地和短路事故时,继电保护失灵,引起电缆严重过电流而自燃;电缆中间接头处导体连接不紧密,造成接触电阻大,引起电缆局部过热而自燃;电缆构筑物内防水措施不当,造成电缆受水浸渍,其绝缘电阻下降,击穿强度降低,易造成电缆接地或短路事故而引起火灾;电缆长时间运行,超过使用年限而使得电缆的绝缘材料所能承受的过载能力差,绝缘的老化速度比新电缆快,自燃温度也降低很多,极易造成火灾。
        二、电缆防火的措施
        1.创建良好的运行环境避免电缆绝缘加速老化和损坏
        电缆沟、电缆隧道要有良好的排水设施,如设置水浅沟、集水井,并能有效排水,必要时设置自动起、停抽水装置,防止给水,保持内部干燥。电缆沟、隧道的纵向保持排水坡度。防止水、腐蚀性气体或液体及可燃性液体或气体进入电缆沟、电缆隧道。电缆隧道宜自然通风,担当电缆正常负荷使隧道内空气温度高于40~50℃时,可采取自然排风和机械排风相结合的方式进行通风。通风系统的风机应与火灾探测器连锁,以保证隧道发生火灾时能自动停风,电缆隧道不得作为通风系统的进风道。应避免将电缆防火门处于常闭状态、用防火隔板将电缆完全封闭、讲电缆沟盖板的缝隙填充封闭等影响电缆通风和散热的做法。而且将电缆完全封闭起来,也使对电缆的正常巡视成为不可能,不能及时发现电缆故障。另外,要有完善的防鼠、蛇窜入的设施,防止小动物破坏电缆绝缘引发事故。


        2.设置阻火隔墙
        在防空洞电缆隧道每隔30m设置阻火隔墙和防火门;在主电缆沟通风区段处设置阻火隔墙;在电缆竖井口每隔7m设置阻火隔层;在长距离的电缆沟内每相隔一段距离,设置阻火墙;在公共主电缆沟内的分支处设置阻火墙;在至控制室、变配电装置及生产装置界区的沟道人口处设置阻火墙并设置长度为2m的充沙井。
        3.加强电缆的预防性试验
        电缆在电缆及电缆附件安装完成后,应进行直流耐压试验[预防性试验]。并对实验数据进行比较和分析。即可以和相同电缆的实验数据进行比较,也可以和本电缆历史实验数据进行比较,探求实验数据的规律。如果做直流耐压试验时,所测得泄漏电流值具有下列情况之一者,电缆绝缘可能有缺陷,映照出缺陷部位,并予以处理:
        (1)随试验电压值的升高或加压时间的增加而上升较快;
        (2)与相同电缆比较数值增大较多;
        (3)与本电缆以前所测数据比较呈明显的上升趋势;
        (4)三相之间的泄漏电流不平衡系数较大。
        以上情况都应认真分析如非试验方法不当所得引起,则可适当提高实验电压或延长试验时间,判断电缆是否符合继续运行条件。
        4.电缆沟充砂
        在生产装置区内的电缆沟采用填沙子的方式来进行电缆防火。在2005年联合装置大检修中,变电所及电缆得到全部更新。电缆沟充沙采用电缆敷设一层覆盖不小于50mm厚的一层沙子;电缆敷设完成并在最上层电缆上覆盖不小于50mm厚的一层沙子后,电缆沟每隔10m设置阻火墙并填满2 m长的沙子隔离;电缆沟盖上150mm厚的盖板后,在盖板上覆盖100mm厚混凝土进行封闭的方式。这样既达到了防止电缆沟进油气后引起闪爆,同时也防止了装置火灾伤及电缆沟中电缆,达到电缆防火的目的,在很大程度上降低了电缆再敷设的工作量。
        5.坚强对电缆头制作质量的管理和运行监控
        因电缆头故障而导致的电缆火灾、爆炸事故占电缆事故总量的70%左右。必须严格空式电缆头制作材料和工艺质量。要求所制作的电缆头的使用寿命,不能低于电缆的使用寿命。街头的额定电压等级及其绝缘水平,不得低于所连接电缆的额定电压等级及其绝缘水平。绝缘头两侧绝缘垫间的耐压值,不得低于电缆保护层绝缘水平2倍。接头形式应与所设置环境条件相适应,且不致影响电缆的流通能力。电缆头两侧各2~3m的范围内,应采取防火包带作阻火延烧处理。一般来说,电缆透视电缆绝缘的微弱环节,所以加强对电缆头的监视和管理是电缆防火的重要环节。终端电缆头一定不要放在电缆沟、电缆隧道、电缆槽盒、电缆夹层内的中间电缆头必须登记造册,并使用多种检测设备进行检测。发现电缆头有不正常温升或气味、烟雾时,应急早退出运行,避免电缆投在运行中着火。    各中间电缆头之间应保证足够的安全长度距离,两个以上的电缆头部的放在同一位置,电缆头同其他电缆之间应采取严密的封堵措施。
        结束语:
        减少电缆火灾事故必须健全安全管理制度, 狠抓防火措施的落实和火灾隐患的整改, 能最大限度地减少电缆着火和延燃的可能性, 电缆火灾事故才会得到有效控制, 从而保证电力系统的安全运行。同时电缆防火要分清主次轻重,因地制宜,不同地点和不同部位所采取的防火措施应有所不同,这样既可以做到有效防止电缆火灾,又能节省资金投入,从而达到措施得力、安全可靠、经济实惠的目的。
        参考文献:
        [ 1] 时守仁.电业火灾与防火防爆[ M ] .北京:中国电力出版社,1999:63-68.
        [ 2] 何沛.大型水电站电缆系统的消防审核[ J] .现代消防与产品研究, 2000( 7) :32-34.
        [ 3] 何沛.宝珠寺水力发电站消防工程存在的几个问题的探讨[ J] .消防技术与产品信息, 2001( 7) :25-28.
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