电缆火灾（精选9篇）
电缆火灾 篇1
花消防支队近几年灭火纪录中是少有的。
1 现场勘验
1.1 起火部位
经现场勘查, 火灾发生在攀枝花新钢钒公司能源动力中心向烧结工序供电的地下电缆隧道内, 该隧道两侧架设放置电缆的钢制电缆托架宽0.6 m、高1.7 m, 并进行了接地, 两侧托架各上下布置了9排电缆, 一侧放置电缆24根, 另一侧放置17根, 见图1所示。隧道上分布有若干隧道井, 隧道井宽2 m, 井底距地面3.5 m, 各隧道井入口处均设有防火墙、防火门进行分隔, 隧道内安装有火灾自动报警系统。
其中4号、5号井间分区内 (长度约50 m) 所有电缆均已烧毁, 电缆的钢制铠装保护层 (钢带) 完全裸露, 其余井间分区仅有烟熏痕迹, 见图2所示。
1.2 供电系统
经了解, 烧结工序的供电系统原理图如图3所示。
变压器一次侧为110 kV三角形联结, 二次侧分别有10、6 kV若干路出线向烧结工序供电, 均为星形联结, 二次侧中性点均经消弧线圈接地。从二次侧出线可看到:
(1) 一路10 kV单芯电缆沿地面运送矿石 (粉) 皮带通廊架设的电缆桥架 (电缆槽盒为玻璃钢制, 支架为金属体并接地) 专门向“新烧二号” (公司技术改造项目) 烧结机供电, 其电缆型号规格为YJV10KV-1×630, 为带有铜质屏蔽层的交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆;
(2) 其余6 kV出线电缆经发生火灾的地下电缆隧道向烧结工序供电。
1.3 控制电器
当日17时26分07秒, 新冶变电所运行人员按能动中心调度要求合上“新烧二号”断路器, 突然听到控制室传出电抗器的轰鸣声, 立即切断断路器 (17时26分32秒) , 与此同时, 站所工作人员发现“烧三”开路跳闸 (17时26分29秒) , 10 kV IM发出接地信号。
相继“烧二” (17时57分) 、“烧六” (17时58分) 过流保护器动作跳闸, 以及由新冶变电所供电的其他负荷出线断路器相继跳闸和接地报警。
1.4 电气故障点的发现
根据新冶变电所各路保护控制电器动作时序, “新烧二号”单芯电缆首先发生异常, 沿敷设“新烧二号”电缆的电缆桥架查找, 发现在一固定电缆槽盒与金属支架的金属螺钉处有明显的接地放电电弧痕迹, 此处玻璃钢槽盒受电弧高温影响已熔化。
2 调查询问
火灾后消防部门共调查询问11人次, 分别为攀钢能动中心供电车间主任、电工班长、指挥调度及火灾第一报警人、电缆作业区作业长等。据其中电工班长描述:3月26日17时26分送电时听到“新烧二号”柜背面有异响, 随即将此柜电源开关断开, 稍后隔壁的火灾报警主机报警 (冶烧55、56号两个点报火警) , 说明此次火灾起火时间即在此时。
3 原因综合认定
3.1 可排除的起火原因
综合现场勘查及调查询问的情况, 可以排除以下原因引起火灾:一是放火, 该公司安全制度及组织机构健全, 生产机械化程度较高, 没有外来人员, 且发生火灾的部位位于隧道内, 不具备放火的条件和特征;二是玩火, 同样由于地理位置状况, 不具备小孩玩火的条件;三是雷击, 经查阅市气象局的气象资料显示, 26日天气晴朗, 无雷雨气象, 四是明火作业引发火灾, 根据询问材料显示, 当天在电缆附近没有人员进行电气焊等明火作业的情况。
3.2 单芯电缆未接地引发火灾的认定
综合现场勘查及调查询问情况, 并经技术分析, 认定此起火灾系“新烧二号”电缆送电时绝缘被高压击穿形成10 kV单相接地故障, 致使电缆隧道内的电缆群遭受系统高压击穿, 产生电弧高温引起电缆燃烧而成灾。
3.2.1 产生接地故障的分析
从对“新烧二号”电缆的勘验和调查情况看, 由于单芯电缆本身的特殊性, 为保证其安全运行, 其护层保护、接地要求十分严格。“新烧二号”电缆本来设计时铜质屏蔽层导体保护接地系统, 见图4所示。
图中附层保护器相当于非线性的阀型避雷器, 在导体另一端直接接地的配合下, 当导体上电压 (感应电压等) 达到阀值电压时, 附层保护器导通 (动作) , 钳制住电压上升, 从而保护绝缘护层不被高压击穿或损坏, 这是单芯电缆安全运行非常重要的保护措施。
遗憾的是, 此次火灾中的“新烧二号”电缆虽安装了附层保护器, 但其末端 (烧结侧) 的铜质屏蔽层未接地, 从而使接地保护系统形同虚设。
根据电气理论, “新烧二号”单芯电缆线芯导体与屏蔽层、屏蔽层与大地分别形成有分布电容C1、C2, 当系统送电时, 设电源相电压为U, 线芯导体与屏蔽层之间电压为U1、屏蔽层与大地之间电压为U2, 则有:U1+U2=U, U1/U2= C2/C1。由于屏蔽层导体未接地, 失去了对形成U2的钳制作用, 同时使电缆聚氯乙烯护套层也带上U2, 加之护套层贴邻接地金属螺钉, 形成的空气间隙小, 从而引发了护套层绝缘薄弱点对地击穿发生接地, 形成接地故障点。
尤为严重的是, “新烧二号”电缆接地是一种单相高阻拉弧接地, 加之供电系统属于消弧线圈接地的小接地电流系统, 使其间歇性电弧持续时间长 (从“新冶铁”变电站断路器动作时序分析, “新烧二号”电缆单相电弧接地时间长达20 s左右) , 不仅造成过电压长时间对电缆绝缘层造成反复冲击, 使电缆绝缘受到“累计损伤”并最终发生金属性导通接地, 更为严重的是“新烧二号”10 kV故障接地使供电系统电压畸变, 导致由同一变压器供电的隧道电缆群受到系统过电压的严重损害。
3.2.2 隧道电缆起火的分析
隧道电缆群、“新烧二号”电缆供电, 接地故障原理示意见图5所示。
(1) 供电系统故障过电压引发电缆着火。
由图5分析可知, 随着“新烧二号”10 kV电缆故障接地, 隧道电缆群因由贴邻接地的钢制电缆托架敷设, 从而造成6 kV电缆遭致超过其额定值的过电压冲击。从理论上分析, 过电压值可达额定电压值的3.5倍以上。现场勘验发现, 在靠近5号隧道井南侧墙面电缆钢制井架处呈现多点放电迹象, 南侧墙面上留有喷溅的金属熔珠, 且该处托架上有一电缆被截断, 截面整齐, 覆盖该电缆的薄型钢板上有一直径约10 cm疑似被电弧击穿的孔洞, 其下方地面有一截疑似被电弧击断的角钢。
说明此隧道电缆群绝缘遭致系统过电压严重破坏, 再次发生严重故障接地, 持续性电弧温度高, 接地回路电流大, 热效应强, 最终引燃电缆塑料外护层造成起火事故并蔓延成灾。
(2) 隧道电缆陈旧老化是其间接原因。
火灾后检查隧道内电缆群, 除“烧六1号”于2002年更换, “烧六2号”、“烧二两开路”电缆为2008年更换外, 其余5个烧结开路均为1992年投运的电缆。在事后的调查分析中发现, “烧三号”电缆头首先“放炮”就证明该电缆头存在薄弱点, 说明此隧道内电缆陈旧老化也进一步促使了此次火灾事故的发生。
在综合分析上述调查情况后, 当地公安消防部门依法对起火单位制发了《火灾原因认定书》, 并根据有关规定对相关的责任单位、责任人给予了相应的行政处罚, 失火单位对此均无异议。
4 结束语
单芯电缆防火是一个新问题, 目前绝大多数电缆沟虽已设置了防火门和火灾报警装置等设施设备, 不少电缆还做了阻燃处理, 但由于单芯电缆目前使用不很普遍, 其安全运行防护措施的特殊性还未受到应有的重视, 尤其是电缆运行附属设施设备的检查维护还较易被忽视。此次攀钢“新烧二号”电缆火灾事故前, 当年3月13日第一次送电时, 就发生了A相电缆烧损冒烟情况, 但有关单位只是做了简单处置, 没有深入分析找出根本原因。当年3月23日还进行了电缆的耐压试验 (结果为合格) 。在本次事故发生前的送电准备时, 施工方还进行了电缆的绝缘摇测, 但对电缆本身和附属设施未进行仔细检查确认, 最终导致起火成灾。此次火灾事故充分说明, 电缆防火除应严格按国家相关规范、标准设计、施工外, 还必须加强对包括接地保护在内的安全措施的检查维护, 才能全面落实好电缆火灾防范的治本措施。
摘要：针对一起单芯电缆接地故障引发多芯电缆的火灾事故, 从火灾现场勘验、调查询问、理论分析等方面论述了认定单芯电缆火灾的特点和要素。
关键词：单芯电缆,电缆隧道,过电压,电弧
参考文献
[1]GB 50217:2007, 电力工程电缆设计规范[S].
[2]GB 50414:2007, 钢铁冶金企业设计防火规范[S].
[3]董萍.浅谈电气设备火灾原因及预防[J].山西建筑, 2005 (22) :162-163.
电缆火灾 篇2
1·应及时判明着火电缆所属的系统和走向，调整运行方式，并切断着火电缆的电源；
2·在电缆着火部位两侧设置阻火带，延缓和阻止火势发展。
3·进入火场应及时救援人员必须佩戴正压式呼吸器或防毒面具，防止中毒，窒息，并且避免碰触导电部位；
4·进入电缆间·隧道等密闭场所火场的应急救援人员必须两人一组，佩戴正压式呼吸器，进入时间不易过长，并充分预留出撤回时间所需要的呼吸器的供气量；
5·电缆着火优先使用干粉式灭火器，若火灾无法扑灭，电缆间，隧道用水灭火时，应确保排水系统正常。
6·电缆间，隧道电缆着火，消防器材不足时，导致火势一时无法完全控制时，应及时将救护人员撤离，关闭防火门，以使火焰窒息；
电缆火灾 篇3
2013年1月6日10时31分, 位于济南市历下区文化东路51号汇东星座发生火灾, 过火面积24 m2, 无人员伤亡, 直接经济损失7.5万元。过火区域主要是1~16层的电缆井内。经勘验, 起火建筑地上16层、地下2层, 建筑面积13 000 m2, 南侧临街, 东、西侧为车道, 北侧为花坛、空地。过火区域主要位于1~16层的楼层配电室内, 楼道等其余部位仅为烟熏。各层配电室的楼层方位及布局基本相同, 每层面积约1.5 m2, 房门位于西墙。配电室靠南墙放置本楼层配电箱, 靠西墙北侧放置本楼层通信信号箱, 靠北墙、东墙的中间位置各有一电缆井桥架。
3、4层的配电室烧损严重, 配电箱的仪表盘、控制开关等均烧损碳化, 向上及向下楼层逐渐减轻
电缆井桥架内, 3、4层的多股铜导线绝缘护套均烧损碳化
3层配电室电缆井桥架打开后, 北侧电缆井桥架上下铁板连接处, 铁皮熔化出一约长12 cm、宽6 cm的孔洞 (作为2号物证提取) , 熔化处边缘擦拭后呈现有铜黄色
经调查, 对起火原因认定如下:起火部位位于大厦3层配电间内, 起火点位于3层配电间强电电缆桥架内。起火原因为电缆桥架内强电电缆对金属桥架放电, 电弧高温引燃电线绝缘层等可燃物。起火时间为2013年1月6日10时31分左右。
2 电缆桥架的火灾危险性和起火因素
2.1 电缆桥架的火灾危险性
电缆桥架引发火灾的原因主要是电线电缆过负荷、短路、接触电阻过大及外部热源作用。在短路、局部过热等故障状态及外热作用下, 绝缘材料电阻下降、失去绝缘能力甚至燃烧, 进而引发火灾。火灾中电线电缆的特征: (1) 火灾温度一般在800~1 000℃, 导线电缆会很快失去绝缘能力, 进而引发短路等次生电气事故, 造成更大的损失; (2) 电线电缆在规定的允许载流量下有较大的过载能力; (3) 在短路状态下, 电线电缆的绝缘材料会瞬间发生熔融、燃烧并引燃周围可燃物。
2.2 电缆桥架火灾的原因
电缆桥架内电线电缆从绝缘层的油浸电缆纸、交联聚乙烯、乙丙橡皮等材料到油麻、聚氯乙烯外护套材料都是易燃性物质。当局部电缆着火燃烧达到, 高温时会发生熔融, 超过邻近电缆着火温度时, 就会导致电缆群体延燃。导致电线电缆着火的原因如下文。
2.2.1 电缆载流设计不当
电缆载流量选择不当, 部分电缆长期满负荷或经常超负荷运行, 温升过高及电缆沟道、隧道积水致使电缆老化、受潮、过热引起短路自燃。
2.2.2 电缆安装施工不当
在施工中, 有的单位未采取防火措施, 电缆敷设混杂, 常把会产生剧毒烟雾的中低压电缆与高压电缆一起敷设;有的施工人员在电缆敷设时没有严格按操作规程和工艺要求施工, 常因刮、碰、压、扭等原因造成电缆外层损伤, 易进水受潮, 运行时绝缘层可能被击穿产生电弧, 引起火灾。
2.2.3 电线电缆故障
电线电缆故障有: (1) 电线电缆制作粗糙, 绝缘层受潮, 致使电缆头及终端盒在运行中产生故障而自燃、爆炸; (2) 部分电缆技工工艺操作不严, 不注意卫生, 杂质、污物等清理不净, 造成界面接触不良; (3) 接头工艺不精、制作质量不高、防火措施较少, 在故障情况下受高电压、大电流的冲击导致接头起火; (4) 电缆接地不良, 接地线焊接不牢, 接触不良, 阻值偏大, 造成电缆接地故障电流比正常短路电流小, 使电流保护器不能及时切断故障, 而出现电弧、电火花。
3 电缆桥架内电线电缆的防火措施
3.1 选用阻燃电线电缆
3.1.1 阻燃电线电缆防火机理
阻燃电线电缆防火机理有: (1) 在燃烧反应的热作用下, 位于凝聚相的阻燃剂热分解吸热, 使凝聚相内温度上升减慢, 延缓了材料的热分解速度; (2) 阻燃剂受热分解后, 释放出连锁反应自由基阻断剂, 使火焰、连锁反应的分枝中断, 减缓气相反应速度; (3) 催化凝聚相热分解固相产物, 焦化层或泡沫层的形成加强了这些层状硬壳阻碍热传递的作用; (4) 在热作用下, 阻燃剂出现吸热性相变, 阻止凝聚相内温度的升高。
3.1.2 阻燃电线电缆的分类及选用
GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》中把采用阻燃电缆、耐火电缆等作为电缆防火的重要措施, 对各种阻燃电缆的选用作了明确规定。凡能通过成束电线电缆燃烧试验的电缆称之为阻燃电缆。阻燃电缆主要包括普通型阻燃电线电缆、无卤低烟阻燃电缆、低卤低烟型阻燃电缆、耐火电缆。这些产品的制造技术、性能特性不同, 应用范围也不同。
1) 普通型阻燃电线电缆。普通型阻燃电线电缆 (简称阻燃电缆) 制造简单、成本低, 是防火电缆中用量最大的电缆品种。其特点是在成束敷设的条件下, 电缆被燃烧时能将火焰的蔓延控制在一定范围内, 避免电线电缆着火延燃而造成重大灾害, 提高了电缆整条线路的防火水平。
2) 无卤低烟阻燃电缆。无卤低烟阻燃电缆不仅具有优良的阻燃性能, 而且在燃烧时几乎不产生腐蚀性气体和毒性气体, 仅产生极少量的烟雾, 减少了对仪器、设备的腐蚀及对人体的损害, 有利于火灾时的灭火救援。无卤低烟阻燃电缆通常考核电缆的阻燃性能、腐蚀性、烟浓度及毒性指标。这类电缆的阻燃性能通过成束燃烧试验, 分A、B、C三种。燃烧气体的腐蚀性通过测定燃烧气体水溶液的p H值和电导率来确定, 烟浓度一般用电缆燃烧时的透光率来评定, 试验按GB/T17651-1998规定的方法进行, 毒性指数的测试方法由用户规定。无卤阻燃电缆的机械性能比普通电缆稍差, 这是由于加入特殊添加剂所致, 其特殊性能如表1所示。无卤低烟阻燃电缆适用于地铁、隧道、船舶和车辆以及核电站、重要的高层建筑等安全性要求比较高的场所和重要设施。
3) 低卤低烟阻燃电缆。低卤低烟阻燃电缆的HCl释放量和烟浓度指标介于普通阻燃电缆与无卤阻燃电缆之间。这种电缆不仅具备阻燃性能, 而且在燃烧时释放的烟量较少, HC1释放量较低, 主要用于地铁、隧道、高层建筑等对电缆燃烧的烟浓度及HC1发生量有一定限制的场所。低卤低烟阻燃电缆的绝缘和护套材料成分通常是以聚氯乙烯树脂为基材, 配以特种增塑剂、高效阻燃剂、HC1吸收剂、抑烟剂等, 经特殊工艺加工而成, 显著改善了普通阻燃聚氯乙烯绝缘材料的燃烧性能, 大大降低了材料的烟密度和HC1释放量。
4) 耐火电缆。耐火电缆在着火燃烧时仍能保持一定时间的正常运行, 主要有三种类型:一是矿物绝缘电缆 (又称氧化镁绝缘电缆) , 采用氧化镁作绝缘材料, 无缝铜管作护套, 经特殊工艺制作而成, 具有优良的防火、防爆、耐高温、耐腐蚀等特性, 应用于要求特别安全或高环境温度、高辐射强度的场所, 该电缆的长期使用温度为250℃, 在950~1 000℃可持续供电3 h, 但该类电缆制造工艺复杂, 价格昂贵, 安装较复杂, 制造长度也受限制;二是硅绝缘电缆, 其绝缘层采用硅橡胶混合物, 具有较好的耐火性能, 但材料主要依赖进口, 价格偏高, 制造及应用受限制;三是用无机材料与一般有机绝缘材料复合构成的复合绝缘电缆, 耐火层采用耐火云母带绕包在普通导体外, 这种电缆工艺简单, 价格较低, 生产长度和使用范围不受影响, 耐火性能较好, 目前国内大多数电缆厂均生产这种耐火电缆供公共设施、高层建筑等处应用。
3.2 科学设计及安装
3.2.1 封堵
防火封堵是采用防火堵料将电缆穿越处的小缝隙进行堵塞, 防止电缆着火延燃。对电缆沟与电气盘、箱、柜的连接处、隔墙、楼板的孔洞等均需进行阻燃封堵。最好采用渗透性强、发泡时胀力大、密封性能、防水作用好, 而且可拆性好、方便增补的材料。电缆防火门要长期关闭, 电缆防火板和电缆沟盖板的缝隙应封闭, 电缆敷设密集处采用软堵料封堵严实。防火封堵一般用钢筋等材料作骨架以提供足够的机械强度, 防止电缆着火, 特别是防止发生电气短路时引起的空气迅速膨胀, 因为此时将产生一定的冲击, 破坏骨架, 使防火封堵失去作用。
3.2.2 分隔
防火隔墙可将长电缆隧道、电缆沟道分割成小区段, 将着火区间缩小, 可采用耐火隔板、硅酸铝纤维毡、防火堵料、防火涂料等。防火隔墙用矿渣棉筑成, 在隧道中与防火门配套使用。为了便于电缆新增与更换, 防火隔墙应简易且易于拆卸。电缆隧道中起分隔作用的电缆防火墙厚度不应小于240 mm, 防火墙要比电缆支架宽100 mm以上, 防火墙两侧还要有不小于1 000 mm的阻火段, 以有效地防止电缆火灾的串延。
3.2.3 涂层
涂刷防火涂料可避免电缆着火后延燃。防火阻燃带施工方便, 不易脱落, 适应性强, 价格便宜, 性能与防火涂料相似。在进入柜体的电缆至终端头部分, 在防火隔墙两侧2~3 m区域内将所有电缆涂刷二遍防火涂料或包防火阻燃带。防火涂料的阻火效果与涂层厚度和原料性质有关, 应与隔、堵等防火措施组合使用。
3.2.4 设置防火设施
1) 设置火灾报警系统。根据实际情况, 选择适当的报警探头和适合电缆层特点的报警系统。目前在电缆沟、管道井中使用较为广泛的是线性 (或称缆式) 感温探测器。
2) 高压水喷雾灭火。在电缆廊道电缆密集的地区采用一般的防火材料比较困难, 宜采用高压水喷雾灭火方式。为使水喷雾灭火及时有效地发挥作用, 需配置高灵敏度的监测及控制系统。在大型建筑物内及电缆隧道中采用此法效果显著。
3) 加强电缆层 (井) 的通风。利用自然通风条件, 尽可能在电缆层靠外墙部位设置通风口 (通风口的具体设置可结合火灾扑救时的突破口) 。同时还应建立不间断供电的机械排烟系统, 以便在火灾初期通过自动报警联动打开排烟风机。
3.3 规范的日常管理
1) 防止由于电缆内部绝缘的缺陷、老化、受潮、损伤等电缆自身故障引起电缆短路、短路电弧着火, 及时发现绝缘不良的电缆并更换。
2) 保持良好的运行环境, 严禁热力系统的废气、废水流入电缆沟、电缆隧道内。
3) 加强对电缆头的监视和管理。电缆头受多方面因素影响, 是电缆绝缘的薄弱环节, 所以加强对电缆头的监视和管理至关重要。对放在电缆沟、电缆隧道、电缆槽盒、电缆夹层内的动力电缆终端头、中间接头必须登记造册, 加强监视, 避免运行中的电缆头着火。
4 结束语
综上所述, 要做好电缆桥架的防火工作, 就要从电线电缆的正确选择、正确安装和强化日常规范化管理等方面着手, 做到安全可靠、技术先进、经济合理, 有效防止电线电缆引起的火灾, 并减少火灾造成的人员伤亡和财产损失。[ID:001545]
参考文献
[1]庞玉春.无卤低烟阻燃耐火控制电缆性能与设计[J].电线电缆, 2005, 48 (4) :15-17.
电力电缆火灾事故对策是什么？ 篇4
答：1：首先要从思想上引起高度重视，严把设计、选购、安装、维护、检修等各个环节，实行全过程治理，提高电缆安全可靠性，
2：定期清扫电缆或电缆支架上的积灰，保持其清洁。
3：加强对运行电缆的巡视维护，禁止电缆长期过负荷高温运行，敷设电缆时按标准要求进行。
4：油浸电缆要尽可能做到水平敷设，减少电缆的高、低位差，
5：电缆头的制作要符合标准要求，避免运行中因接触不良而引起发热，在电缆比较集中的隧道内尽可能不做电缆接头，如必须要做时，接头处要采取铁管包封措施，接头两侧及其临近区域内应刷防火涂料或增加防火包带阻燃。在多个电缆头并排集中的场合应在电缆头之间加隔板或填充阻燃材料，避免因一个电缆头的故障而牵连其他正常电缆头的安全运行。
6：电缆隧道应保持干燥通风，防止电缆浸水导致腐蚀，应在通风孔处设积水井，并把积水排至地面。
一起电缆井火灾事故的调查 篇5
关键词：电缆,火灾调查,现场勘验,数值模拟
电缆井是建筑内各类电线电缆等穿过楼层的竖向井道, 虽然电缆井在建筑平面中的尺寸较小, 但它却起着联通的作用, 在竖直及水平方向均有开口与建筑的其他部位连通, 这样无论是楼层或者电缆井发生火灾, 电缆井均有可能成为火灾快速传播的路径, 且极易形成立体火灾。电缆井一旦引发火灾, 由于电缆井结构和电线电缆材料的特殊性, 使得燃烧状况复杂、火势蔓延快、烟雾浓度大、热量不易排除、气流温度升高很快, 并且在燃烧过程中会释放大量的有害气体和浓烟, 给人员疏散及火灾扑救造成极大困难。同时, 由于电缆井基本上处于半封闭状态, 发生火灾后, 消防设施难以发挥应有的作用。因此, 电缆井火灾往往会造成较为严重的后果, 事故调查也较为复杂, 难度较大。
鉴于电缆井火灾的危险性及事故调查的复杂性, 往往需要结合多种手段对起火原因、起火点等关键问题进行分析验证。近年来, 随着计算机技术的发展和数值仿真技术的成熟, 数值模拟技术通过仿真能够为事故调查提供事故回放和一定的数据支持, 逐渐被应用到火灾事故调查中。笔者采用现场勘验和数值模拟相结合的方法对一起电缆井火灾事故进行调查分析, 为类似事故调查提供参考。
1 火灾基本情况
长沙市某国际大酒店建筑为框架结构, 共43层, 其中1~10层为酒店综合功能区 (西餐厅、宴会厅、KTV、棋艺中心等) ;11~20层为写字楼;21层为避难层;22~41层为客房;42~43层为会所。
酒店T2楼梯间防烟前室东北角有一弱电井, 东西长2.3m, 南北宽1.7m, 靠近边墙楼板处有一缝隙 (2.3m×0.24m) 用于穿越线路和桥架, 如图1所示。弱电竖井内电缆及设备主要有:电视信号线、电话线、网络线、信号放大设备等。2012年7月16日19时, 弱电井内9层至14层区域过火, 因发现及时且扑救得力, 火灾未蔓延到其他区域, 财产损失较小, 无人员伤亡。
2 火灾调查经过及原因认定
火灾发生后, 长沙市消防支队迅速成立火灾事故调查组, 派出所、酒店消防管理等部门密切配合, 对事故现场进行保护和调查询问, 湖南省消防总队和长沙市消防支队火灾事故调查人员进行现场勘验和技术鉴定。
2.1 现场询问
调查人员对14名火灾现场人员进行了调查和询问, 并制作相应的询问笔录。
(1) 火灾发现阶段:19时许, 首层消防控制室管理人员蒋某发现11层T2楼梯间前室感烟探测器发出报警信号。同时, 14层某公司人员黄某发现该层T2楼梯间前室有少量浓烟, 于是立刻告知蒋某。
(2) 火灾确认阶段:蒋某踢开14层T2楼梯间前室弱电井木质防火门, 发现弱电井内有浓烟, 便立刻用消火栓向竖井内喷水灭火, 并通知黄某拨打“119”报警, 同时酒店工作人员开始进行人员疏散工作。
(3) 火灾扑救阶段:蒋某对各层火灾情况进行查看, 发现9层、10层均有明火出现, 于是展开相应扑救工作。火灾报警15min后消防车赶到现场, 立即开展火灾扑救工作。
根据蒋某及其他现场人员描述, 9 层是出现明火最靠下部的楼层, 故可推测起火点应位于弱电井内9层位置;11层火灾自动报警系统发出报警信号, 说明烟气在11层弱电井内聚集, 并通过弱电井防火门下部通风口向外蔓延至T2楼梯间前室;黄某发现14层T2楼梯间前室有少量浓烟, 但是T2楼梯间前室感烟探测器最先发出报警信号不是在14层, 说明起火部位不在14层。
2.2 现场勘验
2.2.1 初步勘验
调查人员对火灾现场初步勘验后, 得知各层火灾烟熏痕迹及过火区域严重情况如下:一是T2楼梯间防烟前室东北角弱电井内9~14层过火;11~14层的T2楼梯间防烟前室内有烟熏痕迹, 且从下到上逐渐加重, 14 层防烟楼梯间烟熏痕迹, 如图2所示。
为确认起火点和全面了解火灾造成的影响, 调查人员对T2楼梯间防烟前室及弱电井内火灾烧损情况进行了仔细勘验, 并对火场烧损情况及烟熏痕迹进行拍照记录。火灾现场各层烧损情况如表1所示。
根据以上勘验结果可知, 11层弱电井内线路及木质防火门烧损情况最为严重, 防火门内表面隔热层全部裸露, 与11层火灾自动报警系统首先发出报警信号一致。一般在室内空间, 烟气会停滞在6m高的空间, 由于弱电井最顶层封闭, 火灾初期井内外温差不大, 因此烟囱效应作用不明显。而对于9层而言, 11层距离9层高差正好在6m左右, 因此11层弱电井成为烧损最严重部分。9层线路过火区域呈现“V”字形。初步确定起火部位位于9层弱电井内。
2.2.2 细项勘验
为确定起火点, 调查组人员对9层弱电井内“V”字形痕迹过火线路区域进行详细勘验, 勘验结果如下:
(1) “V”字形痕迹过火线路区域分布。9层弱电井内正面边墙敷设有电缆桥架和电缆, 过火区域呈“V”字形, “V”字形中心线距墙边0.5m, “V”字形底部距9层地面0.68m, 距离9层地面0.7m处“V”字形区域东西宽0.4m, 距离地面1.4m处“V”字形区域东西宽0.6m。
(2) “V”字形痕迹过火线路烧损情况。“V”字形痕迹至9层顶板处之间的线路全部过火炭化, 在9层弱电井进门左侧的东墙面有一个三孔插座, 在插座底部接出3根红色铜导线经“V”字形底部沿南墙向西横向敷设, 该电线为铜质线芯, 无短路烧蚀痕, 其绝缘层上部受热熔化向下垂落, 下部无烟熏过火痕迹。在距东墙0.5m处垂直敷设有3 根套白色PVC管的铜导线, 距离9 层地面0.68m以上的PVC管和导线绝缘层全部烧毁, 以下部位未过火。
(3) “V”字形痕迹附近线路分布情况。经酒店电工现场指认, 9层弱电井内南墙东半部分仅上述6根导线为220V用电线路, 其余均为弱电线路。
根据以上勘验结果可知, 可能引起短路的线路为6根220V用电线路, 即3 根红色铜导线和3 根套白色PVC管的铜导线, 3根红色铜导线线芯无短路烧蚀痕, 故排除其短路可能, 笔者将对3根套白色PVC管的铜导线进行专项勘验, 以检测其是否短路。
2.2.3 专项勘验
9层弱电井内距东墙0.5m处垂直敷设有3根套白色PVC管的铜导线中, 有2根线径为2.5mm2, 1根线径为2.0mm2。线径为2.5mm2的2根导线在距9层地面1.24m处发现熔痕, 一根呈烧蚀形成凹坑, 另一根表面轻微凸起, 距9层地面1.9m高处起也发现有微小熔痕。
2.2.4 物证鉴定
根据现场勘验情况, 火灾事故调查组决定对现场的物证进行提取送检。调查人员从9 层弱电井内距东墙0.5m处, 将垂直敷设并带有熔痕的2根线径2.5mm2的铜导线进行了提取封样, 并送公安部消防局天津火灾物证鉴定中心进行鉴定, 鉴定结果为一次短路熔痕。
3 数值模拟验证
根据现场询问结果及勘验情况, 可以确定该起火灾起火原因为位于9层弱电井内距东墙0.5m处敷设3根套白色PVC管内的铜导线短路引起。
为进一步完善火灾调查报告的准确性, 笔者利用FDS建立数值模型, 对火灾现场进行重现。为更准确地重现火场, 做出如下设定:
(1) 火源位置位于9层地面1.24m高处 (忽略1.9m高处的微小熔痕) ;
(2) 模拟区域为9~15层的弱电竖井及楼梯间防烟前室;
(3) 建立全尺寸火灾模型;
(4) 模拟区域内网格单元均按0.1m×0.1m×0.1m设定, 共有网格数576 000个;
(5) 选取0.1m×0.1m×0.1m的点火源模拟电缆短路, 热释放速率选为10 000kW/m2, 点火源达到电缆引燃温度10s时间后自动消失;
(6) 弱电井内电缆均为聚氯乙烯 (PVC) 电缆;
(7) 弱电井内电缆按一组0.2 m×0.1 m, 共敷设8组, 如图4所示;
(8) 根据实际铜芯橡胶绝缘电缆情况, 铜与PVC材料的质量比按6∶4配比;
(9) 根据实际情况, 弱电竖井14层东北角设置一个机柜, 其位置如图3所示。
为研究弱电井内烟气蔓延规律, 选取温度作为研究对象, 模拟结果如图4所示。根据模拟结果可知, 数值模拟过程中14层东北角机柜被引燃, 导致弱电竖井内14层过火区域比实际火灾中14层过火区域大, 其他各层模拟结果基本吻合。考虑到在实际过程中, 火灾发展过程受到人为因素影响, 比如在火灾初期发展阶段, 蒋某对14层弱电井内的喷水灭火工作, 对火灾的发展起到了很大的抑制作用, 故认为数值模拟结果能够较好地验证起火点位置。
4 结论
通过对火灾事故的现场勘验、技术鉴定及数值模拟验证, 可得出以下结论:
(1) 利用“V”字形燃烧痕迹的证明作用, 能够快速缩小起火点确定范围。
(2) 运用FDS建立数值模型对火灾现场重现, 能够辅助火灾调查人员验证起火点位置, 判断火灾蔓延路线, 为火灾事故调查提供大量有效信息, 为原因认定提供参考 (因为现在模拟一般不做依据使用, 对其可信度争议也比较大) 。
(3) 在火灾初期对火灾及时展开扑救工作, 能最大限度地减少火灾危害。
参考文献
[1]郭卫华.电缆竖井的火灾防控[C]//2011中国消防协会科学技术年会论文集, 2011.
[2]叶诗茂, 王立芬, 阳世群, 等.电气火灾中铜导线火烧痕的研究[J].理化检验-物理分册, 2007, 43 (5) :226-235.
[3]周彪, 江记记, 白亚楠.基于FDS的T型电缆隧道火灾探究[J].消防科学与技术, 2008, 27 (7) :502-505.
电缆火灾 篇6
1 电缆隧道火灾根据火源的不同可以区分为以下几种
1) 隧道主电缆接地或相间短路引起的火灾;
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;
3) 隧道主电缆接头故障引起的火灾;
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天~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1 000℃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200mm~250mm, 正好处于电缆着火时火焰区的高温区间 (电缆上方150mm~350mm) , 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;
第三, 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;
第三, 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200m, 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30m~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, 而且可以随意定制防火门的尺寸。
通风设施的自动关停则要求在隧道火灾报警后系统联动自动实现, 其方式较为简单。
5 结论
电缆隧道作为一种特殊的高火灾危险场所, 其火灾特点和防火措施需要根据不同的场所特征和供电安全要求进行合理选择。
参考文献
[1]周彪, 徐幼平, 张腾, 吴建星.电缆隧道火灾数值仿真及分析[J].中国安全科学学报, 2008 (4) .
电力系统中电缆火灾及防治措施 篇7
关键词：电力系统,电缆,火灾,防止措施
0 引言
由于城市化的推进以及经济的高速发展, 电力系统在我国的经济生产中发挥着越来越重要的作用, 而电缆作为其中最核心的导电材料, 更是大展拳脚, 它具备了布线简单和满足市政建设美观的双重优点。可是它也成了近年来导致电气火灾的最大因素。这些电力电缆引发的火灾事故, 不仅烧毁了电缆本身和电力设备, 而且需要长时间的停电修复, 严重影响了人们的生活和生产。
电力电缆所引发的火灾火势往往都会非常凶猛, 而且燃烧速度快, 很容易造成连锁事故。而由于电缆的特殊材质, 火灾中会产生危害性很大的烟气, 包括大量的二氧化碳、一氧化碳、氯化氢等有毒气体。而氯化氢会变成稀盐酸附着在那些未在火灾中损坏的电气设备上, 这会导致该设备绝缘性能的降低, 甚至会造成后遗事故如短路事故等。而电缆周围可活动空间很小, 这给火灾扑救带来了困难。
1 引起电力电缆火灾的原因
引起电力电缆火灾的原因多种多样, 它本身的设计故障, 如电缆质量和设计缺陷等都会导致火灾的发生, 而由于维护不当等其他原因也可能会导致此类火灾的发生。据调查资料显示, 由于电缆本身故障所引起的火灾数量大约占据所有电力电缆火灾事故的1/4。
1) 由于电缆接头的破坏爆炸, 悬浮电压过高等一些列因素会导致电弧的产生, 继而导致电力电缆火灾的发生。由于电力电缆长时间处于运行状态, 经常会出现过负荷的情形, 而有些电缆由于制作工艺不达标, 导致运行中发热严重, 电缆接头脱开, 在这过程中, 会产生电弧, 于是引起变电站里电力电缆扯弧燃烧。相关资料显示, 电缆接头爆炸是引起电力电缆火灾的最主要因素之一。
2) 由于部分电力电缆检查维修人员的专业素养较差, 而电力系统施工人员又未能按操作规范进行实施, 在电缆安装过程中, 无可避免地压碰和扭曲电缆, 导致电缆的保护层受到伤害, 于是雨水就可以透过保护层直接与导电体接触, 使绝缘材料性能下降, 很容易被击穿, 进而导致火灾的发生。电缆中间接头可能由于焊接问题而不能接紧, 导致电力电缆接头被氧化, 电缆的接头盒中存有气孔, 这都可以导致绝缘材料被击穿而着火。
3) 电力电缆内可能有可燃气体或是液体的泄露, 而此时刚好有燃烧物在旁边燃烧, 或是旁边正在进行动火作业, 这些过程会产生明火或是高温残渣, 这些物质对电力电缆的保护壳来说相当具有杀伤力, 会导致这些保护层着火。
4) 油浸电缆的铺设非常讲究, 若在此过程中, 高低位移差过大时, 会引起一端电缆头漏油现象, 于是该端绝缘用油会慢慢流尽, 进而导致热阻增加, 于是绝缘焦化, 酿成火灾惨剧。
2 电力电缆火灾的防治措施
1) 电力电缆火灾造成的损害巨大, 所以引起了大家的高度重视。要想杜绝电力电缆火灾的发生, 人们首先要从思想上意识到问题的严重性, 把火灾隐患消灭在起步阶段。在电力电缆制作时, 就要考虑质量问题。电力检修人员在安装过程中, 要注意电缆的保护工作, 注意不要大力弯、压电力电缆, 以防电缆保护层的损坏。并且相关人员要做好本职工作, 做到电力电缆的全过程监控和治理以提高安全性能。
2) 在生产过程中, 尽量采用具有自我熄火功能的电缆, 或是选用在一定时间内可以进行耐高温工作的电缆。即使电力电缆火灾发生了, 也不会造成巨大的损失。工作人员在进行抢修工作的同时, 生产工作仍能够继续进行, 这也是电力电缆火灾事故的防治措施之一。
3) 对于电力电缆工作中电弧引起的火灾, 最重要的是要做好监控工作, 避免电力电缆的长时间超负荷工作情况的发生, 这可以减轻电缆的发热状况。对于有破损保护层的电缆, 要做好修补工作, 以避免环流引发的电缆局部发热现象。
4) 增加巡视人员, 及时清理掉电缆沟道、电缆隧道中的一些杂物。在电力电缆沟道和隧道处放上警示牌, 禁止明火操作, 违规者要接受相应的处罚。如果一定要进行明火操作, 要通过相应的规章制度取得准开工证明以后方可动工。
5) 对于控制室、主控室、网控室以及其他地方用于通电缆的孔洞, 要用防火材料进行严实填充并封住, 如因施工需求, 需要打开这些孔洞, 施工完成后要及时重新封堵。这些堵料能够在火灾发生时, 有效阻止火焰、有害气体的扩散。在电缆沟道, 电缆隧道设置防火门或是涂刷防火涂料, 将电缆火灾范围降到最小。此外, 对于已经出现的电力电缆火灾的补救措施则比较被动, 但是也非常重要。
3 结语
电力电缆在社会生产和人们生活中发挥了巨大的作用, 但是由它引发的火灾也具有非常大的破坏力, 所以对于电力电缆火灾的原因分析和防止措施研究就显得尤为重要。人们首先要从思想上重视电力电缆的防火控制, 提高对电力电缆火灾原因的认识, 并能够积极遵守规章制度进行生产工作, 及时采取有效防火措施, 保证安全生产。
参考文献
[1]段尚琪.浅谈电力电缆的防火措施[G]//2011年云南电力技术论坛·论文集, 2011.
电缆火灾 篇8
关键词：发电厂,电缆沟,火灾事故
1 前言
由于电力系统使用电缆的场所存在覆盖面大、数量多、敷设密集、动力电缆在运行状态下处于发热状态等特点, 且电缆沟内电缆的特殊结构和相对集中, 当l条电缆发生故障后, 往往会使周围其他电缆产生重大火灾事故。而电缆沟道内的电缆由于在地面以下, 当电缆发生故障而引起火灾时, 较难被工作人员发现, 这就使得电缆沟火灾事故一旦发生将会造成严重的后果。不但会使设备受到不同程度的损坏, 甚至还可能造成人员伤亡, 给人民生命财产造成巨大损失。
2 渗漏水原因分析
该工程为某发电厂地下电缆沟道, 全长900余米。电缆沟道底标高最深处为-5.40m, 电缆沟道区域内由于受工业水排放及其它水源影响, 地下长年水位为-2.5~-3.5m, 电缆沟道大部分在地下水位以下。混凝土设计等级为C25, 抗渗标号为P6。变形缝处设橡胶止水带。沟道底板一侧设250mm×250mm排水沟和12个600mm×600mm积水井, 井内设150ram水泵。
该工程随地面工程分段施工, 2006年10月全部完工。2008年雨季发现渗漏水, 渗漏面广, 水量较大。经分析得知, 其渗漏水原因主要有以下几点。
(1) 变形缝处止水带处理不当, 安放位置不准确。造成止水带侧混凝土厚度不一致, 再加上止水带下部混凝土振捣不密实, 两侧产生不均匀沉降, 导致变形缝处四周均存在漏水现象, 且水量较大。 (2) 底板与侧壁施工缝 (水平缝) 处虽设有300mm高的钢板止水板, 但由于混凝土浇筑高度控制不严, 第一次浇灌混凝土应浇灌至止水板中间, 即150ram处。实际施工误差很大, 致使止水板未发挥止水作用。再加上二次浇灌混凝土间隔时间较长, 接槎处杂物清理不干净。造成混凝土结合不良, 导致渗漏水。这些部位渗漏水较多。且比较严重。 (3) 在沟道内两侧壁均预埋有安装电缆支架用的钢板埋件, 埋件钢筋端部至外墙面仅有100mm, 且这些部位钢筋较密, 混凝土振捣不密实, 墙壁外侧的水沿锚固筋渗入电缆沟道内, 出现这种渗漏部位较多, 且比较严重。 (4) 有部分沟道电缆较多, 电缆支架没有焊接在侧壁上, 而是在底板直接插埋120ram槽钢, 槽钢上焊接角钢横托架, 电缆放在托架上。由于电缆重量较大, 加上架设电缆过程中各种意外因素影响, 使槽钢立架与混凝土底板间形成微小缝隙, 地下水顺槽钢渗至沟道底板表面。经观察, 凡是槽钢支架放置电缆多的部位均存在不同程度的渗漏。
3 综合防水堵漏处理工艺
3.1 准备工作
首先。选一段渗漏最严重的区段 (约90m长) 进行试点。在排除积水, 拆割电缆架, 清点基层之后查漏点, 分析渗透水的原因, 根据渗漏水形成及渗水量等具体情况制定封堵方案。其次, 封堵时尽量切断水源。使封堵作业在无水状态下进行。如果切断水源困难, 须在带水作业状态下进行封堵时。应尽量减小渗水面积和降低水压, 设法作好引水工作。引水的原则是把大漏变小漏, 线漏变点漏, 片漏变孔漏, 制造集中通路。以便于施工。第三, 对漏水水源、地下水位变化规律和地表水及生产、生活用水的影响等因素进行综合分析, 为制定封堵和防水方案以及如何切断水源提供依据。根据工程的结构变形特点以及施工质量等原因造成的渗漏情况, 确定具体封堵方案。根据止水与防水相结合的原则, 采取堵漏止水和永久防水的综合治理方案。
3.2 堵漏止水
正确选用封堵材料是做好堵漏止水工作的基础。我们采用水玻璃速凝剂。该材料凝结速度快, 早期强度高, 粘结力强, 抗冻性能好。选用425号以上新鲜水泥, 以加快封堵材料的凝结速度和提高强度。
根据渗漏水的部位、形式、水量、水压等情况。采用相应的封堵方法。对漏点不大的情况。采用直接快速堵塞法, 简易可行。在水压较高而漏水孔洞不大时, 辅以木楔堵塞法较为有效。对水量大且漏水面积较大的漏水点。采用引水堵漏法较为有利。
4 QBZ-B1型防水剂的应用
4.1 QBZ-B1型防水剂的特点和性能
QBZ-B1型高效防水、防腐剂是在I型基础上的改性和提高。掺人适量的 (一般掺人量为水泥重的3%~5%) QBZ-B1型防水剂所拌制的防水砂浆, 抗渗标号可达P15。掺人QBZ-B1型防水剂所拌制的砂浆 (混凝土) 促使氯硅钙与氯铝酸钙的生成, 急剧增加水泥反应数量。加快水泥的水化速度, 从而提高强度。掺人QBZ-B1型防水剂的砂浆较未掺加的砂浆抗压强度可提高15%~25%。
4.2 施工工艺要求
防水砂浆堵漏施工前应做好基层清理工作, 并严格按施工工艺要求施工。基层清理:将混凝土表面的石子、浮灰铲掉, 打成粗糙的毛面, 用钢丝刷和水刷洗干净, 避免粘染油污。抹结合层:抹刮水泥素浆一道, 厚度2-3mm, 重量比为水泥:水:防水剂=l:0.3-0.35:O.03-0.05, 使素灰浆填满基层孑L隙, 与基层结合牢固。水泥素浆要随拌随用, 放置时间不得超过lh。待灰浆初凝后再抹防水砂浆。抹防水砂浆:采用底层与面层两遍做法。底层砂浆配合比为水泥:砂:水:防水剂=l:2:0.5:0.04, 厚度8-10mm。底层凝结后, 再抹结合层一道。面层配合比采用水泥:砂:防水剂=l:2.5:0.5:0.04, 厚度6-8mm。面层施工不宜踉得太紧, 以防开裂。揉搓:抹完每层防水砂浆, 待砂浆初凝后, 用木抹子均匀揉搓一遍, 使水泥浆与砂子颗粒结合均匀, 砂浆表面应形成麻面, 以利与抹面结合。赶压:在面层防水砂浆抹完接近终凝时, 用铁抹子赶压收浆。注意掌握时间, 不要过早或过迟。养护:防水砂浆抹完后12h, 用喷雾器少量喷水养护。地面用湿草袋覆盖, 24h后洒水养护, 养护期在l4天以上。
5 电缆沟火灾的主要特点
5.1 起火迅速, 火势猛烈, 不易控制
电缆是将l根或数根绝缘的导电芯线绞合, 裹以相应的绝缘层, 外加金属或非金属 (铝、铅或塑料) 防护层而成。绝缘层主要有油浸绝缘层、橡胶绝缘层、塑料绝缘层和无机绝缘层4种, 由纸、布、棉纱、塑料、橡胶等可燃材料组成。一般情况下, 电缆是以爆燃形式起火燃烧的。电缆着火后, 火势顺着电缆线呈线形燃烧, 像点燃后的蚊香, 烟大火小速度慢。如果电缆沟内有多层电缆或电缆交叉叠放, 就会形成立体燃烧, 火势更快。一旦电缆沟内的电缆发生爆燃, 即使断电, 火势也很难控制, 主要是因为电缆燃烧后首先是裹在电芯外部的橡胶绝缘层着火, 火势顺着电缆向上下重叠的电缆蔓延燃烧。由于该电缆沟内空间狭小, 电缆起火后电缆沟内无排烟系统, 温度急剧上升, 烟火交叉混合, 加速了火势的蔓延。
5.2 高温有毒烟雾积聚, 严重威胁人员生命安全
由于电缆沟内的电缆沿着隧道纵横交错, 隧道纵深距离长、路面窄、照明条件差, 发生火灾时, 烟雾会迅速充满沟道空间, 能见度低, 起火后虽然能利用排烟机排烟, 但也难以及时排出有毒烟雾。同时, 沟道在大火猛烈燃烧时温度可达600-800℃, 会造成电缆钢支架烧熔, 电缆线蕊烧成珠状。由于沟道内通道窄, 电缆烟气不仅会破坏电气设备, 还会导致相关电气设备的短路, 直接威胁灭火人员的生命安全, 极易造成灭火人员发生中毒伤亡事故[1]。
5.3 抢救灭火十分困难
由于国内10k V电压等级以下的PVC塑料电缆被广泛应用, 其缺陷是除易于老化外, 还易燃烧, 并且在燃烧时会释放出大量含氯化氢、一氧化碳等有毒气体, 烟雾浓重, 因此, 一旦电缆着火, 抢救灭火十分困难。同时, 火灾燃烧时释放含氯化氢的有害气体, 通过各个缝隙渗透到空间, 弥漫在各种电气设备装置内或室内, 遇潮气形成稀盐酸会附着在电气设备、动力盘、控制和保护屏等各装置上形成有腐蚀性的1层导电膜, 严重降低了设备和接线回路的绝缘性, 威胁和影响电气设备的安全运行。这便是电缆火灾的“二次损害”。要清除“二次损害”很不容易, 也常被人们所忽视。
5.4 损失严重
电缆着火, 常酿成火灾, 不仅直接烧损大量价值昂贵的电缆及其他电气设备装置, 而且恢复运行时间长、难度大。在很多工业企业, 生产连续性强, 一旦停电, 会造成大面积停产, 间接损失极为严重, 如引起其他装置燃烧爆炸, 后果更加严重, 损失和影响不堪设想[2]。
6 电缆沟火灾事故原因分析
引起电缆沟火灾事故的原因有2个:一是电缆本身故障引发着火;二是外界因素引发电缆沟火灾事故。
由于电缆自身原因着火的有以下几种情况: (1) 电缆发生接地和短路事故时, 继电保护未动作, 开关切断事故电缆引起电缆过电流致使电缆过热而自燃。 (2) 电缆接头盒的中间接头因制作工艺不良, 或压接不紧, 或焊接不牢, 或连接不好, 或接头材料选择不当, 或受到损伤, 造成运行中接头氧化、脱焊、局部发热或炸裂导致着火。地下电缆的接头盒密封不好, 或灌注的绝缘剂不符合要求, 使盒内留有气孔, 漏人潮气后, 也能造成绝缘损坏或绝缘性能降低而击穿, 形成短路, 引起爆炸[2]。 (3) 电缆多次经长时间短路电流冲击, 导致绝缘水平下降而引发短路失火。 (4) 在敷设地下电缆时, 电缆的保护铅皮受到机械伤害, 或运行中绝缘体损伤, 均会导致电缆相间或相与铅皮间的绝缘击穿而产生电弧, 使电缆内的绝缘材料和电缆外的麻包发生燃烧。 (5) 电缆长期过负荷运行或保护 (开关) 装置不能及时切除负载短路电流, 致使绝缘过热损坏, 造成电缆短路起火。 (6) 电缆本身质量不过关 (如绝缘强度达不到要求, 内部绝缘制造缺陷等) 引起电缆着火。 (7) 电缆隧道内防火措施不当, 电力电缆受水浸渍, 使电缆绝缘电阻下降造成电缆接地或短路事故引起火灾。 (8) 电缆长期工作温度为70-90℃, 温度范围较低, 易引起火灾。 (9) 一般电缆的绝缘是会老化的, 有一定的使用寿命, 据有关资料介绍为15-20年。绝缘的老化使电缆的过载能力差, 自燃温度点降低较多, 容易造成电缆自燃。
引起电缆沟火灾的外部因素有如下几种情况: (1) 施工时, 由于电、气焊接火花飞溅而引起电缆着火。 (2) 电缆在施工中受到机械性损伤, 造成气隙, 投入运行后常引起局部放电, 电弧使电缆发生树纹状裂纹, 导致接地短路, 引起火灾。 (3) 在电缆隧道与油开关室连接处未封堵好, 由于油开关漏油引起电缆隧道内存油而造成火灾。 (4) 设计中, 开关选择不当, 或开关质量低劣, 开关爆炸等发生母线短路而引起电缆起火。 (5) 电缆隧道未用耐火材料封堵, 造成外部火灾侵入, 引起电缆延燃, 扩大火灾事故。 (6) 电缆沟内未按电压等级分层敷设, 或通风不畅, 也易引起火灾。 (7) 鼠害也是引起电缆沟火灾的原因之一。 (8) 电气设备故障起火或其他杂物起火导致电缆着火。 (9) 由于相间距离或相对距离不足, 在过电压作用下产生弧光使电缆着火。
7 防止电缆沟火灾事故的对策措施
为防止电缆沟火灾事故的发生, 必须树立预防为主、防消结合的方针, 只有将电缆防火工作与企业生产现场整体防火工作相结合, 与企业的安全文明生产相结合, 使电缆经常处于良好的外部环境下运行, 才能从根本上制止电缆沟火灾事故的发生。
7.1 预防措施
(1) 根据负载合理选择电缆, 在工程造价允许的情况下, 电缆容量尽可能留有余地。 (2) 为电缆创造良好的运行环境, 避免因运行环境恶劣加速电缆绝缘老化和损伤。电缆沟要有良好的排水设施, 如设置排水浅沟、集水井, 并能有效排水, 必要时设置自启停抽水装置, 防止积水, 保持内部干燥;防止水、腐蚀性气体液体及可燃性液体气体进入电缆沟;要有完善的防鼠蛇窜人的设施, 防止小动物破坏电缆绝缘引发事故等等。 (3) 加强电缆的预防性试验。电缆预防性试验不能只看试验数据是否合格, 还应该对数据进行比较和分析, 既可以和相同电缆的试验数据进行比较, 也可以和本电缆历史试验数据进行比较, 以探求试验数据的规律。例如, 做直流耐压试验时, 如果发现所测得的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, 或与相同电缆比较数值增大得较多, 或者和本电缆以前所测数据比较呈明显的上升趋势, 或者三者之间的泄漏电流不平衡系数较大等现象, 都应该认真分析。如果不是试验方法不当所引起的, 可以适当提高试验电压或延长试验时间, 判断电缆是否符合继续运行的条件要求。 (4) 加强对电缆头制作质量的管理和运行监测。严格控制电缆头制作材料和工艺质量, 所制作电缆头的使用寿命不低于电缆的使用寿命, 接头的额定电压等级及其绝缘水平不得低于所连接电缆的额定电压等级及其绝缘水平;绝缘头两侧绝缘垫间的耐压值不得低于电缆护层绝缘水平的2倍;接头形式应与所设置环境条件相适应, 且不致影响电缆的流通能力, 电缆头两侧各2-3m的范围内应采用防火包带作阻火延烧处理。但是, 由于电缆头通常是在现场手工制作的, 受现场工作条件限制及手工制作分散性的影响, 一般来说电缆头是电缆绝缘的薄弱环节。 (5) 完善电缆终端头、中间接头的阻隔措施。对于电缆终端头、中间接头还应该有防火阻隔措施, 以保证万一电缆头着火不会引燃相邻的电缆。 (6) 定期对电缆所连接的开关及保护装置进行校验, 确保其动作的正确性。 (7) 将电缆按不同类型分层布置, 并做到摆放有序。
7.2 阻燃措施
采用封、堵、涂、隔、包、水喷雾等措施防止电缆延燃。电缆进入电缆沟的管口要严格进行防火封堵, 防止单根电缆或少量电缆着火而引燃大量电缆;要保证防火封堵的严密性和厚度, 特别是电缆集中的地方, 最好用软堵料以保证封堵严实, 维护检查中应及时将破坏的封堵还原;要保证防火堵料有足够的机械强度, 以防止电缆着火特别是发生电气短路时引起空气的迅猛膨胀而产生的冲力, 破坏机械强度低的防火封堵层, 使防火封堵失去作用[5]。
7.3 优化外界环境条件
(1) 定期巡视电缆线路, 严防外力破坏损伤电缆, 如在电缆路径上开挖、取土等。 (2) 提高各级人员电缆防火意识, 尽可能避免在电缆周围进行焊接、切割等带有明火性质的作业, 如必须进行作业的, 则应按规定办理动火工作票, 采取可靠措施并在专人监护下实施作业。 (3) 加大技术改造力度, 对电缆头相间距离不足的先天性缺陷, 应尽可能地进行改造处理或采取有效隔离措施, 避免因过电压作用引起相间短路, 造成电缆着火。 (4) 加大对电缆头周围白色垃圾危害性的宣传及清理力度, 避免因白色垃圾 (如锡箔纸等) 飘落于电缆头接线处造成相间短路引发电缆着火的事故。 (5) 加强电缆沟的通风措施, 这也是提高电缆安全运行、避免火灾发生的一个重要措施。电缆沟道应有通风设施, 以降低沟道内的温度, 保证沟道内的温度在夏季不超过室外空气温度10℃。大部分电缆沟都设置在厂房内和变电所等部位, 由于周围环境等因素, 使电缆沟的热量不能及时散发出去, 增加了电缆的运行温度, 为火灾的发生留下了隐患。所以, 在厂房内电缆密集的电缆沟和母线室电缆夹层安装通风机, 在户外电缆沟盖板上加装通风孔, 以确保电缆沟内的空气流通, 改善电缆的运行环境。
7.4 提高电气设备健康水平, 防止火灾事故
(1) 电缆的火灾事故大部分是由于外部设备起火而引燃的。因此, 修好、用好、维护好现场的其他设备, 按期进行电气设备的预防性试验, 特别是在高温和易燃易爆场所, 更要对设备严格管理, 保证设备始终处于健康完好状态。 (2) 防止其他设备着火引燃电缆。可采取的措施有:电缆隧道盖板密封, 防止设备故障失火时油流到电缆隧道里引燃电缆;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;制粉系统的防爆门对着的电缆要有防火槽盒包装, 防止防火门动作喷火引燃电缆;汽机机头下的电缆用防火槽盒包装等等。
7.5 加强事故预防及演练
制定切实可行的灭火应急预案并加强演练, 提高各级人员、特别是运行值班人员处理突发火险事故的应对能力, 是防止火灾蔓延的重要保证。
7.6 加强灭火装置及设施的配置
(1) 安装火灾报警装置是防止电缆火灾事故的重要手段。要做到这点单靠生产人员现场巡视是不够的, 必须运用现代化监控手段, 采用火灾报警系统进行监视。通过多次事故分析发现, 电缆沟内火灾的发生主要是由于动力电缆中间接头制作质量不良造成的, 而从电缆头过热到事故的发生, 其发展速度比较缓慢, 时间较长, 通过电缆在线监测系统完全可以防止、杜绝此类事故的发生。 (2) 安装防火门和防火阻燃段是避免电缆火灾事故发生和漫延的重要措施。在通向控制室、母线室等处的电缆沟除严密封堵外, 还应在适当位置加装防火门和防火阻燃段, 在电缆直沟间隔50m加装1道防火门, 并在防火门两侧安装阻燃段, 阻燃段两端用防火胶泥封堵, 每端封堵长度不小于150nun。防火门和防火阻燃段的安装, 有效地将电缆之间隔开。安装防火门不仅能阻隔火情, 使燃烧的电缆缺氧窒息, 还能阻止烟气扩散弥漫。
8 结束语
电缆沟防火是一个较新而又重要的课题, 在现阶段, 由于多种原因不可能将全部电缆都更换为阻燃耐火电缆。因此, 只有严格按照设计要求、工艺标准施工, 采用经有关部门鉴定合格的防火材料和阻燃电缆, 才能大大地减少电缆沟火灾事故, 减少人民生命财产损失, 保证电网设备安全稳定运行。
参考文献
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[4]许泽峰, 张称心.变电站电缆火灾事故的原因分析及应对措施.内蒙古电力技术, 2OO6, 24 (3) :51-53.
电缆火灾 篇9
2007年8月24日,重庆市九龙坡区石坪桥中阳大厦地上一层一家经营快餐的商业门面厨房烟道发生火灾,火势通过垂直烟道向上蔓延引燃设置于地上二层的室外电气线路,并沿线路敷设方向迅速蔓延,通过架空线缆串向50 m外的相邻建筑,将该建筑内的重庆市九龙坡区妇幼保健医院的变压器引爆,引起当时就诊和住院病人的极大恐慌。经消防队员的及时处置,火势得到有效控制,未造成人员伤亡,但火势通过电线电缆的快速蔓延给所有现场人员留下了深刻印象。
2004年12月8日,重庆市移动通信公司大坪营业厅因电器线路故障引发火灾,火势通过电缆竖井迅速从地上一层蔓延至2～5层,经消防官兵近4 h的扑救,火灾被扑灭。此次火灾过火面积553 m2,造成直接经济损失28.4万元,无人员伤亡,但由于电信中断造成的间接损失非常严重。
1995年10月15日,青岛世原鞋业有限公司(韩国独资)制造准备车间因电缆线短路发生火灾,烧毁该车间全部建筑10 386 m2及大批机器设备、原材料,直接财产损失2 785.8 万元。
随着我国经济的快速发展,由电气引起的火灾逐年增多,其中由于电线电缆原因所引发的火灾占很大比例。该类火灾事故的频发,使人们对电线电缆火灾危险性的认识不断加深,对电线电缆防火阻燃等性能的要求也越来越高。由于电线电缆火灾具有蔓延快、扑救难、产生二次危害的恢复时间长等特点,会给国民经济及人民群众的生命财产带来巨大损失,笔者认为有必要对电线电缆的防火措施进行探讨,有效减少电线电缆火灾事故,确保人民生命财产的安全。
2 电线电缆的火灾危险性和着火因素
2.1 电线电缆的火灾危险性
电线电缆引发火灾的原因主要是过负荷、短路、接触电阻过大及外部热源作用。在短路、局部过热等故障状态及外热作用下,绝缘材料电阻下降、失去绝缘能力,甚至燃烧,进而引发火灾。火灾中电线电缆的特征:(1)火灾温度一般在800～1 000 ℃,导线电缆会很快失去绝缘能力,进而引发短路等次生电气事故,造成更大的损失;(2)电线电缆在规定的允许载流量下有较大的过载能力;(3)在短路状态下,电线电缆的绝缘材料会瞬间发生熔融、燃烧并引燃周围可燃物。
电气火灾造成人员大量死亡的主要原因是火灾中燃烧产生的有毒气体和烟雾,由于电线电缆的塑料绝缘层在燃烧中伴有聚氯乙烯热分解,会释放大量HCl、Cl2、CO等有毒气体,对周围地区及火灾范围内的人或生物造成严重危害。烟雾不仅有热损伤、毒害和窒息等伤害作用,而且有减光性,烟气产生20 s后可使火场能见度减到零。通电电线电缆在通过电缆沟、电缆隧道等敷设的电缆火灾火焰蔓延速度可达2 m/min,如果遇上“竖井”、“封闭沟道”、“电缆通廊”等管道,由于“烟囱”效应,火势蔓延将更加迅速。
2.2 电线电缆火灾的原因
电线电缆从绝缘层的油浸电缆纸、交联聚乙烯、乙丙橡皮等材料到油麻、聚氯乙烯外护套材料都是易燃性物质。当局部电缆着火燃烧达到高温时会发生熔融,超过邻近电缆着火温度时,就会导致电缆群体延燃。导致电线电缆着火的原因主要有以下几点。
2.2.1 电缆载流设计不当
电缆载流量选择不当,部分电缆长期满负荷或经常超负荷运行,温升过高及电缆沟道、隧道积水致使电缆老化、受潮、过热引起短路自燃。
2.2.2 电缆安装施工不当
在施工中,有的单位未采取防火措施,电缆敷设混杂,常把会产生剧毒烟雾的中低压电缆与高压电缆一起敷设;有的施工人员在电缆敷设时没有严格按操作规程和工艺要求施工,常因刮、碰、压、扭等原因造成电缆外护层损伤,易进水受潮,运行时绝缘层可能被击穿产生电弧,引起火灾。
2.2.3 电线电缆故障
(1)电线电缆制作粗糙,绝缘层受潮,致使电缆头及终端盒在运行中产生故障而自燃、爆炸;(2)部分电缆技工工艺操作不严,不注意卫生,杂质、污物等清理不净,造成界面接触不良;(3)接头工艺不精、制作质量不高、防火措施较少,在故障情况下受高电压、大电流的冲击导致接头起火;(4)电缆接地不良,接地线焊接不牢,接触不良,阻值偏大,造成电缆接地故障电流比正常短路电流小,使电流保护器不能及时切断故障,而出现电弧、电火花。
2.2.4 其他原因
(1)油浸电气设备故障喷油起火,油流入电缆隧道内引起电缆着火;(2)电缆沟盖板不严,电焊渣火花落入沟道内使电缆着火;(3)鼠害导致电缆绝缘破损短路;(4)靠近高温油道的电缆上堆积的煤粉自燃着火;(5)对电缆防火缺乏足够的认识,规章制度执行不力,火灾隐患不能及时发现排除。
3 电线电缆的防火措施
3.1 选用阻燃电线电缆
3.1.1 阻燃电线电缆防火机理
(1)在燃烧反应的热作用下,位于凝聚相的阻燃剂热分解吸热,使凝聚相内温度上升减慢,延缓了材料的热分解速度。(2)阻燃剂受热分解后,释放出连锁反应自由基阻断剂,使火焰、连锁反应的分枝中断,减缓气相反应速度。(3)催化凝聚相热分解固相产物,焦化层或泡沫层的形成加强了这些层状硬壳阻碍热传递的作用。(4)在热作用下,阻燃剂出现吸热性相变,阻止凝聚相内温度的升高。
3.1.2 阻燃电线电缆的分类及选用
《电力工程电缆设计规范》中把采用阻燃电缆、耐火电缆等作为电缆防火的重要措施,对各种阻燃电缆的选用作了明确规定。凡能通过成束电线电缆燃烧试验的电缆称之为阻燃电缆。阻燃电缆主要包括普通型阻燃电线电缆、无卤低烟阻燃电缆、低卤低烟型阻燃电缆、耐火电缆。这些产品的制造技术、性能特性不同,应用范围也不同。
(1)普通型阻燃电线电缆。
普通型阻燃电线电缆(简称阻燃电缆)制造简单、成本低,是防火电缆中用量最大的电缆品种。其特点是在成束敷设的条件下,电缆被燃烧时能将火焰的蔓延控制在一定范围内,避免电线电缆着火延燃而造成重大灾害,提高了电缆整条线路的防火水平。根据试验时垂直成束布放的电缆根数(即燃烧物的体积)和燃烧时间的不同分为A、B、C 三种类别。目前,A、B类阻燃电缆只有在敷设密集程度高、火灾危险性大的电缆线路,或者发电站、核电站、地铁、隧道、重要的高层建筑等比较重要的场所使用。
(2)无卤低烟阻燃电缆。
普通型阻燃电缆在火灾时燃烧会放出大量的浓烟和HCl等有毒气体,其危险性和造成生命财产的损失比火灾燃烧本身的危害性更大。无卤低烟阻燃电缆不仅具有优良的阻燃性能,而且在燃烧时几乎不产生腐蚀性气体和毒性气体,仅产生极少量的烟雾,减少了对仪器、设备的腐蚀及对人体的损害,有利于火灾时的灭火救援。无卤低烟阻燃电缆通常考核电缆的阻燃性能、腐蚀性、烟浓度及毒性指标。这类电缆的阻燃性能通过成束燃烧试验,也分A、B、C三种。燃烧气体的腐蚀性通过测定燃烧气体水溶液的pH值和电导率来确定,烟浓度一般用电缆燃烧时的透光率来评定,试验按GB/T 17651-1998规定的方法进行,毒性指数的测试方法由用户规定。无卤阻燃电缆的机械性能比普通电缆稍差,这是由于加入特殊添加剂所致,其特殊性能如表1所示。无卤低烟阻燃电缆适用于地铁、隧道、船舶和车辆以及核电站、重要的高层建筑等安全性要求比较高的场所和重要设施。
(3)低卤低烟阻燃电缆。
低卤低烟阻燃电缆的HCl释放量和烟浓度指标介于普通阻燃电缆与无卤阻燃电缆之间。这种电缆不仅具备阻燃性能,而且在燃烧时释放的烟量较少,HCl释放量较低,主要用于地铁、隧道、高层建筑等对电缆燃烧的烟浓度及HCl发生量有一定限制的场所。低卤低烟阻燃电缆的绝缘和护套材料成分通常是以聚氯乙烯树脂为基材,配以特种增塑剂、高效阻燃剂、HCl吸收剂、抑烟剂等,经特殊工艺加工而成,显著改善了普通阻燃聚氯乙烯绝缘材料的燃烧性能,大大降低了材料的烟密度和HCl释放量,其特殊性能如表2所示。
(4)耐火电缆。
耐火电缆在着火燃烧时仍能保持一定时间的正常运行,主要有三种类型。一是矿物绝缘电缆(又称氧化镁绝缘电缆),采用氧化镁作绝缘材料,无缝铜管作护套,经特殊工艺制作而成,具有优良的防火、防爆、耐高温、耐腐蚀等特性,应用于要求特别安全或高环境温度、高辐射强度的场所,该电缆的长期使用温度为250 ℃,在950～1 000 ℃可持续供电3 h。但该类电缆制造工艺复杂,价格昂贵,安装较复杂,制造长度也受限制。二是硅绝缘电缆,其绝缘层采用硅橡胶混合物,具有较好的耐火性能,但材料主要依赖进口,价格偏高,制造及应用受限制。三是用无机材料与一般有机绝缘材料复合构成的复合绝缘电缆,耐火层采用耐火云母带绕包在普通导体外。这种电缆工艺简单,价格较低,生产长度和使用范围不受影响,耐火性能较好,目前国内大多数电缆厂均生产这种耐火电缆供公共设施、高层建筑、地铁等处应用。
3.2 科学设计及安装
电缆防火设计应结合现场实际情况进行,原则是做好“六不”,即通过科学设计,并采用封、堵、隔等措施合理安装,保证单根电缆着火不延燃到多根电缆;电气盘、柜着火不延燃到电缆沟;电缆沟着火不延燃到电缆隧道;电缆隧道着火不延燃到电气控制室、电气配电装置的电缆夹层;一个电气室着火不延燃到其它室;一台机组的电缆着火不延燃到其它机组。防止由于局部电缆着火引起全面着火。
3.2.1 封 堵
防火封堵是采用防火堵料将电缆穿越处的小缝隙进行堵塞,防止电缆着火延燃。对电缆沟与电气盘、箱、柜的连接处、隔墙、楼板的孔洞等均需进行阻燃封堵。最好采用渗透性强、发泡时胀力大、密封性能、防水作用好,而且可拆性好、方便增补的材料。电缆防火门要长期关闭,电缆防火板和电缆沟盖板的缝隙应封闭,电缆敷设密集处采用软堵料封堵严实。防火封堵一般用钢筋等材料作骨架以提供足够的机械强度,防止电缆着火,特别是发生电气短路时引起的空气迅速膨胀,产生一定的冲击,破坏骨架,使防火封堵失去作用。
3.2.2 分 隔
防火隔墙可将长电缆隧道、电缆沟道分割成小区段,将着火区间缩小,可采用耐火隔板、硅酸铝纤维毡、防火堵料、防火涂料等。防火隔墙用矿渣棉筑成,在隧道中与防火门配套使用。为了便于电缆新增与更换,防火隔墙应简易且易于拆卸。电缆隧道里起分隔作用的电缆防火墙厚度不应小于240 mm,防火墙要比电缆支架宽100 mm以上,防火墙两侧还要有不小于1 000 mm的阻火段,以有效地防止电缆火灾的串延。
3.2.3 涂 层
涂刷防火涂料可避免电缆着火后延燃。防火阻燃带施工方便,不易脱落,适应性强,价格便宜,性能与防火涂料相似。在进入柜体的电缆至终端头部分,在防火隔墙两侧2～3 m区域内将所有电缆涂刷三遍防火涂料或包防火阻燃带。防火涂料的阻火效果与涂层厚度和原料性质有关,应与隔、堵等防火措施组合使用。
3.2.4 分 流
大型变电所、降压站、中央控制室以及大型电缆隧道的电缆,应多用电缆进出口。对电缆敷设密集的部位应考虑进行分流改造,建立双通道或多通道,将电缆分散布置,有序排列,并保持间距。
3.2.5 设置防火设施
(1)设置火灾报警系统。
根据实际情况,选择适当的报警探头和适合电缆层特点的报警系统。目前在电缆沟、管道井使用较为广泛的是线性(或称缆式)感温探测器。
(2)高压水喷雾灭火。
在电缆廊道电缆密集的地区采用一般的防火材料比较困难,宜采用高压水喷雾灭火方式。为使水喷雾灭火及时有效地发挥作用,需配置高灵敏度的监测及控制系统。在大型建筑物内及电缆隧道中采用此法效果显著。
(3)加强电缆层(井)的通风。
利用自然通风条件,尽可能在电缆层靠外墙部位设置通风口(通风口的具体设置可结合火灾扑救时的突破口)。同时还应建立不间断供电的机械排烟系统,以便在火灾初期通过自动报警联动打开排烟风机。
3.3 规范的日常管理
(1)防止由于电缆内部绝缘的缺陷、老化、受潮、损伤等电缆自身故障引起电缆短路、短路电弧着火,及时发现绝缘不良的电缆,并将其退出运行。
(2)保持良好的运行环境,严禁热力系统的废气、废水流入电缆沟、电缆隧道。
(3)加强对电缆头的监视和管理。 电缆头受多方面因素影响是电缆绝缘的薄弱环节,所以加强对电缆头的监视和管理至关重要。对放在电缆沟、电缆隧道、电缆槽盒、电缆夹层内的动力电缆终端头、中间接头必须登记造册,加强监视,避免运行中的电缆头着火。
4 结束语
综上所述,要做好电缆的防火工作,就要从电线电缆的正确选择、正确安装和强化日常规范化管理等方面着手,做到安全可靠、技术先进、经济合理,有效防止电线电缆引起的火灾,并减少火灾造成的人员伤亡和财产损失。
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