电缆隧道火灾危害及其防范措施探讨

电缆隧道火灾危害及其防范措施探电缆隧道火灾危害及其防范措施探 讨讨 关键词 电缆隧道 火灾 火灾防范 主动防火 工业电缆是一种重要的电力传输设备 现代工业企业的生 产 离不开电能 而电力的输送则主要由大量的电缆来完成的 在电缆线路的敷设方式上 由于电缆隧道敷设具有不占用空间 施工改造和维修方便等优点 在我国工矿企业 城市供电中大 量采用电缆隧道敷设电力电缆 但相应的明敷设电缆的火灾隐 患也较为严重 以笔者所在的中铝山西企业为例 1987 年 12 月 4 日和 1990 年 4 月 13 日曾经两次发生隧道电缆火灾 基本 上烧毁了着火区段的全部电缆 造成了惨重的损失 因而 为 保证电力电网的安全运行 必要对电缆隧道的火灾隐患充分认 识 并采取积极的防范措施 1 电缆隧道火灾根据火源的不同可以区分为以下几种 1 1 隧道主电缆接地或相间短路引起的火灾 1 2 电缆隧道附属设施 例如 照明系统 通风设施电源 等 电气故障引起的火灾 1 3 隧道主电缆接头故障引起的火灾 1 4 隧道施工等采用明火引起的火灾 其中 隧道施工等采用明火引起的火灾 可以通过加强施 工管理 完善施工防护措施还防范 在本文中不做深入探讨 下面主要探讨隧道电缆 包括电缆接头 火灾的危害及其防范 措施 2 电缆隧道火灾的特点及危害分析 2 1 电缆火灾的发展过程 在电缆火灾发生前 一般均有电缆绝缘逐步受损的过程 其显著特征为故障隐患部位的运行温度渐渐高于完好电缆段 且存在逐步加剧的过程 其过程可能达到 3 10 天 例如 山西 企业 2008 年 12 月 30 日发现 6929 回路电缆一点明显高于其它 位置约 5 经过一周的观测 至 2009 年 1 月 6 日温差发展到 125 经及时处理消除了隐患 当故障隐患部位的绝缘恶 化到一定程度后 电缆将处于阴燃状态 此时可嗅到焦糊味 若不 及时处理 很快将发展到冒烟 熏燃状态 电缆开始燃烧 其 中 危害较大 发生机率较高的为电缆隧道的中间接头故障引 起的火灾 上述的两次山西企业隧道火灾事故均属于此类型事 故 电缆开始燃烧后 首先是故障电缆的局部燃烧 烟开始大 量冒出 特别是对于电缆单相绝缘破损由接地电流引起的电缆火 灾 短时间内不会启动保护装置切断电源 电缆火灾在持续电 流的热效应 甚至弧光作用下 着火部位将迅速蔓延 形成沿 成束电缆燃烧并引燃周围的其它电缆 此时 火灾中心将产生 高达 1000 以上的高温 因一般橡胶 塑料电缆的燃烧点均不 高于 500 因此 此时即使切断着火电缆的电源 也将无法控 制火情 隧道火灾将不可避免地不断蔓延 扩大 直至将着火 区段内的可燃物全部烧毁才会逐渐衰减熄灭 2 2 隧道电缆火灾的危害 首先 由于电缆隧道狭小的空间限制 一旦电缆火灾发生 强烈的剧毒烟雾 燃烧气化的金属粉尘会给火灾救援人员造成 严重的伤害 这意味着隧道电缆火灾一旦发生 事态将处于不 可控状态 只能等待着火苗的自然熄灭 而另一方面 一般隧 道的电缆支架均不少于 5 层 层间距 200 mm 250 mm 正好 处于电缆着火时火焰区的高温区间 电缆上方 150 mm 350 mm 其火焰极易于引燃上方的电缆 在外力无法干涉的情况 下 火灾区域的隧道电缆最终必将全部烧毁 危害极为严重 其次 火灾后的修复 必将在隧道内增加大量的电缆中间 接头 从而产生更多的火灾隐患 例如上述的山西企业两次隧 道火灾均发生于同一部位 就很说明问题 再次 剧烈的电气火灾 可能造成隧道内 邻近的变配电 建筑物内的墙面附着导电性的石墨和金属微粒物 使得事故恢 复工作艰难而漫长 3 浅析国内现有隧道防火及火灾报警系统 国内现有隧道防火及火灾报警系统主要有 点式烟感 分 布光纤 空气采样式火灾探测系统 和缆式温感等类型 其中 应用最广泛的是缆式温感火灾报警系统 这些系统的共性特征 均属于火灾后的报警系统 从上述隧道电缆火灾的特征的分析 中 可以看到对于一些电网系统较大 即系统接地和短路电流 较大的系统 其电缆火灾蔓延速度极快 很短时间内隧道会充 满剧毒的烟雾 从而使火灾后的灭火工作难以进行 因此只注 重灾后报警的防火系统很难将事故的损失消除于萌芽状态 这 是这些系统的致命缺陷 4 对于隧道电缆火灾防范措施的探讨 笔者认为 隧道火灾的防范必须立足于防火 同时完善于 灾情控制措施 即核心思路应该是立足于运行电缆的状态监测 通过主动防火措施致力于控制电缆隧道火灾的发生 同时完善 隧道的被动防火措施即使发生隧道火灾也应有效控制灾情 将 火灾损失降低到最小程度 4 1 隧道电缆火灾的主动防火措施简述 4 1 1 主动防火的管理措施 首先 应当完善隧道电缆预防性试验管理制度 确保及时 发现电缆绝缘缺陷 并及时对存在隐患的电缆进行修复或更换 值得一提的是 对于目前国内普遍使用的交联聚乙烯绝缘电缆 笔者推荐使用低频交流试验方法 其次 对于隧道电缆的供电线路保护设置在保证可靠性的 前提下 应尽力提高其灵敏性 例如降低动作电流可靠系数 降低动作时间等手段 试验证明 将外力点燃的单根电缆脱离 火源后 随着火焰温度的降低其蔓延长度不超过 1 5m 故在电 缆故障发生的瞬间切断其电源 可以有效地降低着火点火焰温 度 控制火情的蔓延 再次 对于隧道内的通风 照明灯等辅助设施的电源电缆 应在钢管内敷设 对于一些早期建设隧道 辅助设施电源电缆 明敷设的 可以缩短分区供电距离或采用分级串联保险或空开 的办法提高保护的灵敏度 4 1 2 主动防火的技术措施 主动防火的技术措施主要为对隧道电缆的运行温度的实时 监测 现有的光纤测温技术国内已经在电缆防火预警方面的研 究 但由于其必须全线附着在电缆上进行测温 不仅在电缆的 施工 检修中极易于收到破坏 而且造价高昂 实用性还有待 进一步改良 因此 对隧道电缆重点隐患部位运行温度的实时 监测 成为目前唯一可行的选择 中铝山西分公司采取了对于 故障相对高发的隧道电缆中间接头的实时测温 其告警判据采 取接头温度与本题温度对比 同一回路不同电缆温度对比等方 法 可以在电缆故障发展的早期及时发现其隐患点 并得以消 缺 4 2 隧道电缆火灾的被动防范措施 电缆隧道的备用防火措施主要有 隧道火灾报警 分区设 置防火门和防火隔断 电缆口封堵 交叉部位电缆刷防火涂料 电缆隧道通风检修井火灾时的封堵 动力通风设施的自动关停 等 分别论述如下 隧道火灾报警 笔者推荐使用烟雾探测元件组网的报警系 统 最佳选择为离子烟雾探测器 以克服缆式报警系统在隧道 电缆施工 检修中易于损伤的缺陷和光电感烟探测器受粉尘影 响误告警的缺点 探头安装间距不应大于 25m 风火门和防火隔断 电缆口的封堵 防火门安装间距不应 超过 200 米 且门柱内对电缆的封堵建议采用防火泥 其封堵 厚度不小于 400mm 并且防火门应采取与火灾报警系统连锁的 设置 在火灾后可以自动进行关闭 将火灾区域进行封闭 防 火隔断德长度不应低于 1 5m 安装间距不应大于 30 40m 内 部两侧防火泥对电缆的封堵长度不应低于 200mm 防火隔断盒 盖必须固定牢靠 电缆口的封堵应采用防火泥封堵 封堵长度 不小于 200mm 对于隧道防火封堵采用的防火泥应进行定期检 查 一旦防火泥出现干裂 必须及时进行更换 交叉电缆的防火涂料 涂料厚度不应小于 3mm 长度应 在交叉点两侧分别外延不小于 2m 通风检修井火灾时封堵 隧道火灾后 通风检修井会形成 咽痛烟筒作用 加剧火情的蔓延 同时使隧道防火门关闭产生 的窒息灭火成为空想 因此必须对其进行封堵 国内目前有配 合报警系统使用的消防防火阀可以达到此目的 但一方面受口 径影响 另一方面其造价也较高昂 因此在通风检修的封堵上 目前应用极为稀少 在此 笔者建议采用水平安装的防火门进 行封堵 并与火灾报警系统联动 不仅造价较小 而且可以随