检查井盖事件的预防

检查井盖事件的预防检查井盖事件的预防 1 引 言 近期华盛顿地区检查井盖的爆炸已引起媒体的高度重视 许多 公司试图预测这些事件并找出一些方法来预防它们 或者至少 降低它们的影响 截止 2001 年 在华盛顿大约有 60 个电气公司的检查井盖爆飞 从中喷出烟雾或火焰 其中至少有 1 起事件 被电视摄像头捕 获到 检查井盖爆飞事件不仅仅发生在华盛顿 相似的事件还发生在 纽约 宾夕法尼亚 印第安纳和加利福尼亚地区的都市地下配 电系统 据专家估计 每个系统平均每年有 200 多起事故发生 按严重程度 事件可分为 3 类 冒烟 起火和爆炸 其后果从 人员伤亡到电力供应中断 财产损失和交通混乱 其实 检查井事件并不是一个新问题 当地下电缆首次被使用 以来就已存在 据统计大约每年所安装检查井的 5 10 会出 问题 但都不是大问题 仅在纽约 爱迪生地区就有近 25 万个 检查井 曼哈顿地区有 6 3 万个 通过预防性维护 可大大减 少检查井事件的数量 2 检查井事件 预测检查井爆飞 起火和冒烟显然不能单靠一种方法 研究人 员和配电工程师均认为这些问题大部分限于高压系统 也可能 发生在进线和拱形覆盖物处 但要准确判断事件发生的原因通 常是较困难的 通常发生检查井盖爆飞事件必须具备 2 个条件 封闭的气体和 点火源 电缆以及其它设备的排气 相邻天然气管线的泄漏 污水管气体 汽油溢出或者爆炸火焰的混合物构成了进入检查 井的气源 这些气体中的任何一种 一旦出现在检查井或拱形 覆盖物里 它们便积聚压力并具备了爆炸的条件 点火源通常 是 1 个火花 包括电缆 接头和开关打火产生火花 抛弃的烟 头 车辆的拖链对石头的磨擦而产生的火花 一些工业界人士主观认为检查井的冒烟 起火和爆飞更容易发 生在陈旧的线路上 随着所带负荷的增加 陈旧线路经常在超 过使用寿命情况下和在接近上限的条件下使用 虽然已经论证 了老化和所带负荷与其没有直接关系 但对这些因素的影响程 度的认识仍存在分歧 一些观点认为老化可能是主要因素 爆飞和燃烧的方式取决于 聚合物电缆绝缘的退化程度 当聚合物绝缘变脆或龟裂时 电 流就会泄漏导致绝缘烧焦并释放出可燃气体 包括甲烷 丙烷 乙烯 一氧化碳和氢 随之而来的电弧或火花即可点燃 同时 认为这种排气的可能性很少发生在低绝缘铅皮电缆上 3 岩石盐 edison 公司认为老化和负荷并非是主要原因 检查这些检查井 事件中的电缆 并未发现任何与老化相关的原因 所安装的电 缆 其设计寿命有 100 年 并且许多电缆的实际寿命能超过设 计寿命 另一种观点认为检查井事件和冬季在街道使用的岩石盐存在一 定的关系 据统计 5 年平均有 1 372 起事件 此数量随着冬天 冷的程度而发生变化 1998 年冬天不冷 几乎无检查井事件 而这年正是岩石盐用得最少的时候 此外 由于重型卡车在街道的正常流通以及室外自动售货机相 关的 tv 电缆 电话 气 水 街道或下水道工人所造成的电缆 损坏 助长了地下事件的发生 一旦电缆被损坏 绝缘以某种 形式破裂 这就使得盐或盐水溶入其中 此时电缆充当了电解 质并形成电弧漏电产生气体 至今所发现的气体大部分是氢气 如果氢气上升至 4 以上 那就是一个可爆炸混合物 根据混合 物中氧含量的不同 它可能起火并燃烧 或者爆炸 4 重负荷 电缆本身所带的负荷至关重要 在过去的 2 年多时间中 peco 公司花费了许多时间和财力 仔细研究实际负荷流经高压电缆 的情况 增加载流能力 使电缆的负荷下降和温度降低 结果 peco 1 年平均仅发生 6 次检查井事件 电缆挤满在导管中也会引起过热 由于供电部门为了满足电力 供应的增长需求 会在现有导管中穿入尽可能多的电缆 这样 可以避免费用的增加 并不必挖掘城市街道以安装新的通道 但街道及地基则传递压力给导管及电缆 使之过热 5 应对策略 为防止检查井事件的发生 在原系统网络的基础上 电力部门 能够进行如下工作 1 对检查井使用新的施工材料 例如 轻聚合塑料 2 利用拱形覆盖物和检查井盖的槽沟来给覆盖物进行通风 3 用系绳链拴住检查井盖 4 将充满空气或氮气的气球置入检查井和拱形覆盖物中 以 使气体可积聚空间减至最小 5 安装探测器以指示气体的积聚 6 安装传感器以监测拱形覆盖物中的电压 电流和功率因素 7 采用双层电缆以提高对外部影响的保护能力 8 给电缆缠上防弧带以保护邻近的电缆线 另外 电力部门要加大检查井的检查力度以防患于未然 许多 公司均承诺每年要探查一定数量的检查井 并将这些探查工作 视为非常重要的工作 pepco 和 edison 公司倡导带缝隙的检查井盖 pepco 已在乔治 敦和华盛顿商业区的人行道和十字路安装了 3 000 多个带缝隙 的检查井盖 电力部门声称带缝隙的检查井盖尚未安装在主干 道上 因为缝隙将使更多的碎片和液体流入检查井中 edison 公司设计了一种可通风的带罩检查井盖 它能避免水流 入检查井 实验室的初步试验表明是可行的 并正在试验看其 是否能承载城市的重荷 系绳把柄由钢丝绳制作 典型长度为 120 180 cm 已被成功 应用 其它应对措施的应用情况为 气球的使用表明是有效的 但维护人员难以进入仍是一个问题 气体传感器被认为是一种 有前景的方法 但它在检查井中的使用才刚刚开始 防弧带已 在 peco 和 pepco 使用 peco 使用纤维玻璃防弧带对一些高压 电缆进行了全部长度的缠绕 pepco 使用苏格兰 77 号防弧带缠 绕高压电缆的接头 大部分试验和上述应对技术的论证工作正在由 lennox mass 的 epri 的地下爆炸试验设备实施 edison 公司的带通风功能 的检查井盖以及大部分目前已知晓的应对方法的试验正在进行 另外 epri 作为该项目的信息收集单位 正在寻求