浅谈改善变电站电缆沟环境重要性

潘晓军

【摘 要】电缆沟是变电站中不可或缺的基础设施，主要用来放置电缆和保护电缆，电缆沟内环境与电缆的安全运行及故障的损害程度紧密相关。随着时代的发展，新技术、新工艺的不断应用，电缆质量不断得到提高，但加强对电缆沟的管理，改善电缆沟环境，保护电缆沟内的电缆不受损伤，对变电站的安全运行有着非常重要的意义。

【关键词】变电站；电缆沟；电缆

0.引言

电缆遍布整个变电站，其主要作用是传输能量和信号。传输信号主要由控制电缆和通信电缆实现，本文主要探讨控制电缆的防火技术，从而改善电缆沟环境。电缆沟中敷设的电缆涉及继电保护、自动控制、通信、测量和计量等设备，是变电站的神经中枢，一旦电缆发生故障，不仅检查处理工作难度大、时间长，还可能使继电保护或控制回路失效，造成事故扩大甚至损坏设备，长时间不能恢复生产。

1.影响电缆的正常运行的主要因素[1]

1.1温度

电缆在实际运行的过程中，由于电阻的存在会发热。电缆的电阻一般都很小，其发热功率可以用公式 表示。该式表明：对于实际使用中的电缆来说（电阻假设为定值），通过的电流越大，其发热功率也越大。在运行过程中，电缆释放的热量会被自身吸收，从而引起其内部温度的升高。电缆虽然不停地吸收电流做功释放的热量，但其温度不会无限制的上升。因为电缆在吸收热量的同时，也不断地向外界环境释放热量。事实证明，在实际运行状态下，电缆通电后其温度会逐渐上升，最后恒定在某个点上。在该恒定点上，电缆的吸收热量与释放热量一致，使其处于热平衡状态。而电缆承受较高温度运行的能力是有限度的，超过某个最高允许温度运行会出现危险。这个最高允许温度自然也对应某个最大允许电流，超过这个最大电流运行的状态即是过载运行。这将直接导致电缆本身及其附近环境温度升高。因此，电缆运行温度过高是导致火灾发生最为直接的原因。

1.2湿度

湿度是影响电缆运行寿命的一个很重要的因素。湿度过高的话，一方面会使运行环境中的电离态的空气分子数量增多，使空气自身的绝缘性能降低；另一方面，湿度过高会使电缆自身的绝缘电阻降低，其中电缆绝缘材料表面的水分使其表面绝缘电阻降低。另外，对于使用年限较长的电缆来说，由于电缆内部涂层之间含有积尘以及吸附的水分，潮湿程度将更严重，内部绝缘电阻值将会更低。这些方面因素将会使得电缆发生故障时的泄露电流大大增加，甚至造成绝缘击穿，产生非常严重的后果。

2.改善电缆沟环境的措施

2.1防火措施

变电站内，电缆密集敷设，纵横交错，有若蛛网密布。电缆一旦着火，就会很快地延燃，猛烈的燃烧。电缆沟的防火首要解决火灾蔓延和窜燃的问题。

目前国内外电缆防火阻燃的措施可以归纳为三种：

采取措施防止电缆着火，着火后不延燃；

沿电缆路径或易燃区段采取有效的防堵消防措施；

使电缆本身难燃化。

为了避免发生火灾时蔓延，在电缆沟内的规定位置要采取相应的防火措施，如防火隔墙，防火泥，防火涂料、自动干粉灭火装置的应用。

2.1.1防火隔墙、防火泥及防火涂料

（1）防火隔墙的应用。[2]

用防火隔墙将电缆隧道、沟道分成若干个阻火段，达到尽可能地缩小事故范围、减少损失。阻火隔墙一般采用软性材料构筑，如采取轻型块类岩棉块、泡沫石棉块、硅酸盐纤维毡或絮状类如矿渣棉、硅酸纤维等，既便于在已敷好的电缆通道上堆砌封墙，又可在运行中轻易地更换电缆。

（2）防火泥的应用。

防火泥是一种柔性阻燃材料，具有耐火极限高、发烟量低等特点。该材料用于电缆的孔洞封堵，以防止电缆发生火灾而由孔洞向邻室蔓延，减少火灾损失。避免事故的扩大，具有阻烟、防火、防尘等功能。防火泥的型号有很多种，不应随意使用，因为一旦发生火灾，达不到要求的防火泥就如同虚设。要根据型号，使用不同的防火泥。

（3）防火涂料的应用。

防火涂料用于可燃性基材表面，能降低被涂材料表面的可燃性、阻滞火灾的迅速蔓延，用以提高被涂材料耐火极限的一种特种涂料。防火涂料涂覆在基材表面，除具有阻燃作用以外，还具有防锈、防水、防腐、耐磨、耐热以及涂层坚韧性、着色性、黏附性、易干性和一定的光泽等性能。不能盲目给电缆过量刷防火涂料，因为涂层过厚，将影响电缆的正常散热，过少能不能很好的起到阻燃效果。

2.1.2自动干粉灭火装置

自动干粉灭火装置由外壳、灭火、冷气发生器、电启动器等组成。外壳下方有喷口，上方有固定架可以固定天花板上或墙壁上。当干粉灭火装置的电启动器收到信号启动器或手动/联动控制装置的脉冲电信号后，其冷气发生器内的固体物质开始气化，产生大量气体，壳内气压急剧增长，喷口内隔膜破裂，开始喷射灭火干粉。

其灭火原理是：（1）有焰燃烧的强抑制作用：有焰燃烧市一中链式反应，燃烧分子在燃烧的高温下或其形成的能量作用下被活化，在氧的存在下产生自由基或活性基因，并靠这些具有高能量的自由基传播反应，维持燃烧的持续进行。干粉与火焰混合时，灭火组分迅速捕获燃烧自由基，使自由基被消耗的速度大于生产的速度，燃烧自由基很快耗尽，链式反应历程被终止，火焰迅速熄灭。（2）窒息作用：干粉对扑灭有焰燃烧有很好的速率和效率，而且对一般固体物质的表面燃烧（阴燃）有很好的熄灭作用。当干粉晶体粉体与灼烧的燃烧物表面接触时候，发生一系列化学反应，在固体表面的高温作用下被熔化并形成一个玻璃状的覆盖层将固体表面空气隔开，使燃烧窒息。（3）对热辐射的遮隔和冷却作用：使用干粉灭火时，浓云般的粉末和火焰相混合，分解吸热反应，可吸收火焰的部分热量，这些分解反应产生的一些不活性气体如：二氧化碳、水蒸气等，对燃烧区的氧浓度具有稀释的作用，使火的燃烧反应减弱。同时，形成固相、气相混合的保护空间，可以控制火灾蔓延、复燃。

以220Kv原平变电站为例，最近加装了北京金都源泉科技有限公司雨俄罗斯军工企业阿尔泰联盟下属俄罗斯ZAO“ISTOCHNIK PLUS”股份公司合作生产的新一代自动干粉灭火装置，该装置具有大空间、长寿命、低价格、高性能、无管网、环境友好的特点。

2.2防水

2.2.1端子箱底部的通风口

为了达到防潮的目的，在端子箱的底部开一些通风口，根据当地的气候条件，决定在底部是否加装小门。当雨季过后，打开小门，可以对端子箱有更好的通风，防止电缆沟内潮湿的空气进入端子箱，避免端子排之间发生放电等现象。

2.2.2使用通风盖板

为达到节省成本的目的，大多数变电站的都使用水泥盖板。使用通风盖板，可以比较好的解决电缆沟的通风问题。在电缆沟两侧，盖饭下方加装橡皮条，不但可以减少噪音，对盖板的损害，也可以做到防水的作用。

2.3防小动物措施

2000年2月28日，宝山钢铁股份有限公司炼铁部转炉一分厂因3# 转炉电缆竖井内地面处的电缆遭小动物咬损，发生接地短路引起火灾，烧毁建筑1295 和部分电气设备，造成炉停产，直接损失615.7万元。

由于变电站电缆沟内没有充足的食物和水分，沟内不适合小动物生存。但电缆跟主控室连接，如果防小动物措施处理不好，小动物进入电缆沟或爬入主控室，可能会引发事故，因小失大。宝山钢铁股份有限公发生的火灾案例对我们是一个很好的警示。

【参考文献】

[1]陈一岚.基于潮湿度对变电站电缆沟的影响探析.科学实践，2010.

[2]周海鹏.电缆防火分析及措施.西北水电技术，2003.