电缆火灾风险控制

2010-04-03于立友戚作秋

东北电力技术 2010年9期

于立友,戚作秋,郝崑

（1.东北大学,辽宁沈阳 110004;2.辽宁省安全科学研究院,辽宁沈阳 110004）

发电厂、变电所电缆火灾时有发生,造成电缆火灾发生的原因很多,有内因（绝缘老化、过负荷、制造质量缺陷等）,也有外因（机械损伤、外部引起的过热、环境腐蚀等）。电缆的生产、选型、敷设、三头工艺、附件材料、运行条件等与电缆的运行情况密切相关,任何环节的疏漏,都将埋下电缆事故隐患,若防火措施不完善,在内外因素的作用下,电缆很容易着火,且蔓延很快,火势凶猛,难以发现,扑灭困难。因此在日常电缆安全管理过程中,应注意分析电缆火灾的原因,以便采取有针对性、合理的防火措施。

1 电缆防火的基本途径

电缆着火同其他物质着火一样,必须同时具备氧化剂、可燃物和点火源。在电缆火灾防治中,如果能阻断三要素中的任何一个就可以预防、控制或扑灭电缆火灾。实现电缆防火的基本途径可以概括为以下几个方面。

a.电缆的构成材料尽量使用非可燃物、减少可燃物或在可燃物中填加阻燃剂等抑制其燃烧,如耐火电缆、阻燃电缆的应用。

b.隔绝氧气等氧化剂,如封闭电缆槽盒的应用。

c.防止过电压、过负荷,远离热源,增加燃烧过程中的冷制作用,减少传导、热幅射等条件。

2 电缆防火措施

2.1 电缆及附件的设计选型

设计人员要严格按设计规范进行选型,尤其对重要场所和特殊使用环境下的电缆,不能凭经验估算选型。在电缆的选型设计时应考虑电缆导体材质、截面、芯数、绝缘水平、绝缘类型、护层类型;金属屏蔽类型及接地;电缆终端及接头类型、构造类型、绝缘特性、机械强度、布置及外护层保护;自容式充油电缆供油系统的容许最低工作油压、容许最高工作油压、机械强度、供油装置的选择、供油箱的配置等。

2.2 电缆及附件的敷设

在电缆的敷设时应考虑电缆路径与敷设方式的选择;多层支架上的电缆排列,同一层支架上的电缆排列;电缆与电缆、管道、道路、构筑物等之间的允许距离;电缆处于爆炸性气体、振动、腐蚀性等环境中的敷设要求;电缆的计算长度等。

2.3 阻燃和耐火电缆

阻燃电缆是在普通电缆的结构中设置特殊的耐火层,用无机与一般的有机材料复合而成。主要特点是不燃烧或燃烧后延缓燃烧速度并局限在一定范围,阻燃电缆比非阻燃电缆可提供更长的逃生和扑救时间,热释放量、有毒气体产生量、燃烧后烧掉的材料量等都降低了很多。适用于有高阻燃要求、防爆、防燃的场合。

耐火电缆就是在火焰条件下,在一定的时间内保持通电的电缆,完全是由无机材料构成耐火绝缘层。耐火电缆分为A类和B类。在外部火源直接燃烧下A类电缆在950～1 000℃、B类在750～800℃内仍能保持通电90 min。

2.4 封、堵、涂、隔、包等防火阻隔

“封”是采用防火（耐火）槽盒对电缆进行封闭保护。“堵”是采用防火堵料、阻火包等防火材料对贯穿孔洞进行封堵;在电缆隧道、电缆沟等适当位置设置阻火墙或阻火段。“隔”是采用耐火隔板进行层间阻火分隔;用耐火隔板划分区间等。“涂”是采用电缆防火涂料对电缆进行防火阻燃处理。“包”是采用防火包带对电缆作防火阻燃处理。

下列部位的电缆应进行分隔与封堵。

a.电缆构筑物中的下列部位应实施阻火封堵：电缆引至电气柜、盘或控制屏、台的开孔部位;电缆贯穿隔墙、楼板的孔洞处;工作井中电缆管孔等。

b.在隧道或重要回路的电缆沟中的下列部位宜设置阻火墙（防火墙）：公用主沟道的分支处;多段配电装置对应的沟道适当分段处;长距离沟道中相隔约200m或通风区段处;至控制室或配电装置的沟道入口、厂区围墙处。

c.在竖井中,应每隔7 m设置阻火隔层。电缆防火分隔与封堵必须注意以下几点。①保证防火材料为合格产品。到现场后还应抽样进行必要的耐火试验。

②保证防火封堵的严密性和机械强度。防火封堵不严密就失去了封堵的作用,一般在孔洞较大的场合,用无机防火材料,在靠近电缆处均采用软质的有机防火胶泥等,有利于封堵严密性,同时保证了检修电缆的方便。电缆发生短路故障时,会引起一定的冲击力,破坏防火封堵层。防火封堵应有足够的机械强度,如电气盘底等大的电缆空洞的封堵一般应有钢筋等作为骨架。

③保证防火封堵的厚度。封堵材料的厚度不够,电缆着火后会串延,通常封堵的厚度和封堵面电缆根数成比例,电缆的根数越多封堵愈厚。如电缆隧道里电缆阻火墙的厚度一般不应小于240 mm,阻火墙两侧还要有不小于1.5 m的阻火段防止电缆火灾的串延。

2.5 电缆运行环境

a.排水畅通。电缆沟、隧道等要有良好的排水设施,如设置泻水边沟、集水井,并能有效排水,必要时设置自动启、停抽水装置,防止积水,保持干燥。电缆沟、隧道的纵向排水坡度不得小于0.5%,防止水、腐蚀性液体或可燃性液体进入。

b.通风良好。电缆隧道宜自然通风,当有较多电缆导体工作温度持续达到70℃以上或其他原因环境温度显著升高时,可装设机械通风。但机械通风装置在出现火灾时能可靠地自动关闭。长距离隧道宜适当分区段实行相互独立的通风。电缆隧道不得作为通风系统的进风道。避免电缆防火门处于常闭状态,不能用防火隔板将电缆完全封闭,不能把电缆隧道盖板的缝隙封闭,以免影响电缆通风和散热。

c.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,应有可靠的防潮、防腐蚀措施等。

2.6 电缆头的制造和敷设

电缆头的使用寿命不能低于电缆使用寿命,接头的额定电压等级及其绝缘水平不低于所连接的电缆;绝缘接头绝缘环两侧耐受电压不得低于电缆护层绝缘水平的2倍。金属层接地应满足要求。接头形式应与所设置环境条件相适应,且不影响电缆的通流能力。电缆头两侧各2～3 m范围内应采用防火包带作阻燃处理。

2.7 防止其它设备着火引燃电缆

可能引起电缆头着火有充油电气设备、输煤制粉系统、汽机油系统及施工过程中电焊火花飞溅等,可通过合理布置、防火分隔及封堵等措施防止电缆火灾的发生。

a.充油电气设备附近的电缆沟盖板要密封,以防设备故障失火时油流到电缆沟里引燃电缆。

b.加强施工管理,焊接时要采取相应的防护措施,防止电焊火花飞溅引起电缆火灾。

c.输煤制粉系统附近电缆上的积粉要定期清扫,防止煤粉自燃引燃电缆。制粉系统防爆门对着的电缆包应装防火槽盒,防止防爆门动作喷火引燃电缆。

d.汽机机头下的电缆要用防火槽盒包装,防止汽机油系统漏油侵入保温材料内,高温管道的保温材料外必须包金属包皮等。

e.在隧道、沟、浅槽、竖井、夹层等封闭式电缆通道中,不得布置热力管道,严禁有易燃气体、液体管道穿越。

电缆沟、电缆隧道、电缆夹层内不能存留易燃物,电缆夹层的门一定要加锁,不能让人随意出入,防止人为因素引起电缆失火。

2.8 电缆预防性试验

严格按照预防性试验规程的要求,定期进行电缆预防性试验,对数据进行比较和分析,与相同电缆的试验数据进行比较,与历史试验数据进行比较,探求试验数据的规律性。如作直流耐压试验时,所测泄漏电流值随试验电压值的升高或加压时间的增加而上升较快、与相同电缆比较数值明显增大、与历史数据比呈明显的上升趋势或三者之间的泄漏电流不平衡系数较大时,应认真分析,判断是否存在隐患。