電纜隧道火災危害及其防范措施探討

1、電纜隧道火災危害及其防范措施探討 關(guān)鍵詞：電纜隧道 火災 火災防范 主動防火 工業(yè)電纜是一種重要的電力傳輸設(shè)備，現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)，離不開電能，而電力的輸送則主要由大量的電纜來完成的。在電纜線路的敷設(shè)方式上，由于電纜隧道敷設(shè)具有不占用空間、施工改造和維修方便等優(yōu)點，在我國工礦企業(yè)、城市供電中大量采用電纜隧道敷設(shè)電力電纜。但相應的明敷設(shè)電纜的火災隱患也較為嚴重，以筆者所在的中鋁山西企業(yè)為例，1987年12月4日和1990年4月13日曾經(jīng)兩次發(fā)生隧道電纜火災，基本上燒毀了著火區(qū)段的全部電纜，造成了慘重的損失。因而，為保證電力電網(wǎng)的安全運行，必要對電纜隧道的火災隱患充分認識，并采取積極的防范措施。

2、1 電纜隧道火災根據(jù)火源的不同可以區(qū)分為以下幾種： 1.1 隧道主電纜接地或相間短路引起的火災。 1.2 電纜隧道附屬設(shè)施（例如：照明系統(tǒng)、通風設(shè)施電源等）電氣故障引起的火災。 1.3 隧道主電纜接頭故障引起的火災。 1.4 隧道施工等采用明火引起的火災。 其中，隧道施工等采用明火引起的火災，可以通過加強施工管理，完善施工防護措施還防范，在本文中不做深入探討。下面主要探討隧道電纜（包括電纜接頭）火災的危害及其防范措施。 2 電纜隧道火災的特點及危害分析 2.1 電纜火災的發(fā)展過程 在電纜火災發(fā)生前，一般均有電纜絕緣逐步受損的過程，其顯著特征為故障隱患部位的運行溫度漸漸高于完好電纜段，且存在逐步

3、加劇的過程，其過程可能達到3-10天（例如：山西企業(yè)2008年12月30日發(fā)現(xiàn)6929回路電纜一點明顯高于其它位置約5，經(jīng)過一周的觀測，至2009年1月6日溫差發(fā)展到125，經(jīng)及時處理消除了隱患。）。當故障隱患部位的絕緣惡化到一定程度后，電纜將處于陰燃狀態(tài),此時可嗅到焦糊味,若不及時處理，很快將發(fā)展到冒煙、熏燃狀態(tài)，電纜開始燃燒。其中，危害較大、發(fā)生機率較高的為電纜隧道的中間接頭故障引起的火災。上述的兩次山西企業(yè)隧道火災事故均屬于此類型事故。 電纜開始燃燒后，首先是故障電纜的局部燃燒，煙開始大量冒出,特別是對于電纜單相絕緣破損由接地電流引起的電纜火災，短時間內(nèi)不會啟動保護裝置切斷電源，電纜火災

4、在持續(xù)電流的熱效應、甚至弧光作用下，著火部位將迅速蔓延，形成沿成束電纜燃燒并引燃周圍的其它電纜。此時，火災中心將產(chǎn)生高達1000以上的高溫，因一般橡膠、塑料電纜的燃燒點均不高于500，因此，此時即使切斷著火電纜的電源，也將無法控制火情，隧道火災將不可避免地不斷蔓延、擴大，直至將著火區(qū)段內(nèi)的可燃物全部燒毀才會逐漸衰減熄滅。 2.2 隧道電纜火災的危害 首先，由于電纜隧道狹小的空間限制，一旦電纜火災發(fā)生，強烈的劇毒煙霧、燃燒氣化的金屬粉塵會給火災救援人員造成嚴重的傷害，這意味著隧道電纜火災一旦發(fā)生，事態(tài)將處于不可控狀態(tài)，只能等待著火苗的自然熄滅。而另一方面，一般隧道的電纜支架均不少于5層，層間距2

5、00 mm250 mm，正好處于電纜著火時火焰區(qū)的高溫區(qū)間（電纜上方150 mm350 mm），其火焰極易于引燃上方的電纜，在外力無法干涉的情況下，火災區(qū)域的隧道電纜最終必將全部燒毀，危害極為嚴重。 其次，火災后的修復，必將在隧道內(nèi)增加大量的電纜中間接頭，從而產(chǎn)生更多的火災隱患。例如上述的山西企業(yè)兩次隧道火災均發(fā)生于同一部位，就很說明問題。 再次，劇烈的電氣火災，可能造成隧道內(nèi)、鄰近的變配電建筑物內(nèi)的墻面附著導電性的石墨和金屬微粒物，使得事故恢復工作艱難而漫長。 3、淺析國內(nèi)現(xiàn)有隧道防火及火災報警系統(tǒng) 國內(nèi)現(xiàn)有隧道防火及火災報警系統(tǒng)主要有：點式煙感、分布光纖、空氣采樣式火災探測系統(tǒng)、和纜式溫感

6、等類型，其中應用最廣泛的是纜式溫感火災報警系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的共性特征均屬于火災后的報警系統(tǒng)，從上述隧道電纜火災的特征的分析中，可以看到對于一些電網(wǎng)系統(tǒng)較大，即系統(tǒng)接地和短路電流較大的系統(tǒng)，其電纜火災蔓延速度極快，很短時間內(nèi)隧道會充滿劇毒的煙霧，從而使火災后的滅火工作難以進行，因此只注重災后報警的防火系統(tǒng)很難將事故的損失消除于萌芽狀態(tài)，這是這些系統(tǒng)的致命缺陷。 4、對于隧道電纜火災防范措施的探討 筆者認為，隧道火災的防范必須立足于防火，同時完善于災情控制措施。即核心思路應該是立足于運行電纜的狀態(tài)監(jiān)測，通過主動防火措施致力于控制電纜隧道火災的發(fā)生，同時完善隧道的被動防火措施即使發(fā)生隧道火災也應有效控

7、制災情，將火災損失降低到最小程度。 4.1 隧道電纜火災的主動防火措施簡述 4.1.1 主動防火的管理措施 首先，應當完善隧道電纜預防性試驗管理制度，確保及時發(fā)現(xiàn)電纜絕緣缺陷，并及時對存在隱患的電纜進行修復或更換。值得一提的是，對于目前國內(nèi)普遍使用的交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜，筆者推薦使用低頻交流試驗方法。 其次，對于隧道電纜的供電線路保護設(shè)置在保證可靠性的前提下，應盡力提高其靈敏性，例如降低動作電流可靠系數(shù)、降低動作時間等手段。試驗證明，將外力點燃的單根電纜脫離火源后，隨著火焰溫度的降低其蔓延長度不超過1.5m，故在電纜故障發(fā)生的瞬間切斷其電源，可以有效地降低著火點火焰溫度，控制火情的蔓延。 再次，

8、對于隧道內(nèi)的通風、照明燈等輔助設(shè)施的電源電纜，應在鋼管內(nèi)敷設(shè)，對于一些早期建設(shè)隧道，輔助設(shè)施電源電纜明敷設(shè)的，可以縮短分區(qū)供電距離或采用分級串聯(lián)保險或空開的辦法提高保護的靈敏度。 4.1.2 主動防火的技術(shù)措施 主動防火的技術(shù)措施主要為對隧道電纜的運行溫度的實時監(jiān)測?，F(xiàn)有的光纖測溫技術(shù)國內(nèi)已經(jīng)在電纜防火預警方面的研究，但由于其必須全線附著在電纜上進行測溫，不僅在電纜的施工、檢修中極易于收到破壞，而且造價高昂，實用性還有待進一步改良。因此，對隧道電纜重點隱患部位運行溫度的實時監(jiān)測，成為目前唯一可行的選擇。中鋁山西分公司采取了對于故障相對高發(fā)的隧道電纜中間接頭的實時測溫，其告警判據(jù)采取接頭溫度與本

9、題溫度對比、同一回路不同電纜溫度對比等方法，可以在電纜故障發(fā)展的早期及時發(fā)現(xiàn)其隱患點，并得以消缺。 4.2 隧道電纜火災的被動防范措施 電纜隧道的備用防火措施主要有：隧道火災報警、分區(qū)設(shè)置防火門和防火隔斷、電纜口封堵、交叉部位電纜刷防火涂料、電纜隧道通風檢修井火災時的封堵、動力通風設(shè)施的自動關(guān)停等，分別論述如下： 隧道火災報警：筆者推薦使用煙霧探測元件組網(wǎng)的報警系統(tǒng)，最佳選擇為離子煙霧探測器，以克服纜式報警系統(tǒng)在隧道電纜施工、檢修中易于損傷的缺陷和光電感煙探測器受粉塵影響誤告警的缺點，探頭安裝間距不應大于25m。 風火門和防火隔斷、電纜口的封堵：防火門安裝間距不應超過200米，且門柱內(nèi)對電纜的

10、封堵建議采用防火泥，其封堵厚度不小于400mm，并且防火門應采取與火災報警系統(tǒng)連鎖的設(shè)置，在火災后可以自動進行關(guān)閉，將火災區(qū)域進行封閉；防火隔斷德長度不應低于1.5m，安裝間距不應大于3040m，內(nèi)部兩側(cè)防火泥對電纜的封堵長度不應低于200mm，防火隔斷盒蓋必須固定牢靠；電纜口的封堵應采用防火泥封堵，封堵長度不小于200mm；對于隧道防火封堵采用的防火泥應進行定期檢查，一旦防火泥出現(xiàn)干裂，必須及時進行更換。 交叉電纜的防火涂料：涂料厚度不應小于3mm，長度應在交叉點兩側(cè)分別外延不小于2m。 通風檢修井火災時封堵：隧道火災后，通風檢修井會形成咽痛煙筒作用，加劇火情的蔓延，同時使隧道防火門關(guān)閉產(chǎn)生的窒息滅火成為空想，因此必須對其進行封堵。國內(nèi)目前有配合報警系統(tǒng)使用的消防防火閥可以達到此目的，但一方面受口徑影響，另一方面其造價也較高昂，因此在通風檢修的封堵上目前應用極為稀少。在此，筆者建議采用水平安裝的防火門進行封堵，并與火災報警系統(tǒng)聯(lián)動，不僅造價較小，而且可以隨意定制