淺談電力電纜隧道消防措施

何寅

關(guān)鍵詞：電力電纜;隧道

前言：

隨著城市現(xiàn)代化的發(fā)展，越來越多的電力將由電力電纜完成輸送任務(wù)。根據(jù)最新設(shè)計(jì)要求，220千伏及以上電纜原則上需采用隧道型式，不得采用非開挖定向鉆（拉管）或直埋敷設(shè)。區(qū)別于以往的電纜敷設(shè)方式，電纜隧道具有空間利用率大和運(yùn)行檢修方便等優(yōu)點(diǎn)，但相比排管敷設(shè)，電纜的火災(zāi)隱患更為嚴(yán)重，如2016年10月日本埼玉縣新座市地下電纜隧道火災(zāi)，造成東京市中心大規(guī)模停電。電纜隧道火災(zāi)不僅造成損失嚴(yán)重，并且難以施救，因此，為保障電網(wǎng)的安全運(yùn)行，必須對(duì)電纜隧道采取完備的消防措施。

1 電纜隧道火災(zāi)的起因分析

（1）電纜本體及附屬設(shè)施故障導(dǎo)致火災(zāi)：電纜本體絕緣擊穿、充油電纜漏油、電纜中間接頭擊穿均會(huì)產(chǎn)生近千攝氏度高溫，一旦周圍有易燃物體極易引發(fā)火災(zāi);（2）電纜接地系統(tǒng)故障：接地系統(tǒng)故障或接地系統(tǒng)接線錯(cuò)誤導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間過熱，引發(fā)火災(zāi);（3）隧道低壓線路及電器設(shè)備故障：電纜隧道內(nèi)部除去電纜以外，還有相應(yīng)的低壓線路、照明系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)和監(jiān)控等一系列設(shè)施。這些設(shè)施長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度運(yùn)行狀況下容易產(chǎn)生高溫過熱，引發(fā)火災(zāi);

2 電纜隧道火災(zāi)的特點(diǎn)

首先，電纜隧道作為一種地下管廊建筑，設(shè)備運(yùn)行單位按周期開展巡檢工作，無法實(shí)時(shí)關(guān)注隧道內(nèi)部情況，難以在第一時(shí)間知曉火災(zāi)情況。

其次，聚氯乙烯（PVC）材料作為電纜絕緣層的主要成分，對(duì)熱的穩(wěn)定性較差，其在240℃至340℃燃燒分解出氯化氫氣體和二烯烴，然后在400℃-470℃開始燃燒。而氯化氫（HCl）氣體和二烯烴（CnH）氣體極易燃燒，燃燒溫度高達(dá)上千度，煙助火長(zhǎng)，此時(shí)火焰將沿電纜本體迅速蔓延。由于電纜隧道往往深且狹長(zhǎng)，當(dāng)這些有害易燃?xì)怏w充滿隧道時(shí)，人是無法進(jìn)入隧道進(jìn)行主動(dòng)撲滅的，甚至連著火點(diǎn)都無法判別。因此滅火器等設(shè)施在此時(shí)就完全成為了擺設(shè)，無法起到應(yīng)有的作用。在這種情況下，如果電纜隧道內(nèi)部沒有切實(shí)可行的滅火措施，外力將完全無法干涉隧道內(nèi)部，即使切斷全部電源，也再無法控制火勢(shì)，隧道內(nèi)部的電纜及其他設(shè)備必將完全燒毀，損失極為重大。而發(fā)生嚴(yán)重火災(zāi)過后的電纜隧道，內(nèi)部墻面將布滿可導(dǎo)電的金屬微粒，如果不去除的話將對(duì)修復(fù)后的運(yùn)行工作造成極大威脅。因此給隧道的回復(fù)工作帶來的巨大的難度和工作量。

3 幾種常用消防措施

3.1選用合適的阻燃電纜

根據(jù)不同地區(qū)的實(shí)際情況，電纜隧道內(nèi)部除去220千伏電纜，往往還有110千伏、10千伏、0.4千伏以及通訊光纜的存在。因此，電纜的選型就顯得相當(dāng)重要。前文提到過，電纜主體重要組成部分聚氯乙烯的燃點(diǎn)是400℃-470℃，而電纜本體或附屬設(shè)施發(fā)生絕緣擊穿故障時(shí)產(chǎn)生的溫度高達(dá)上千度。一單高溫持續(xù)足夠時(shí)間，足以造成火勢(shì)蔓延。

阻燃電纜是在絕緣層和護(hù)套之間增加了一層阻燃材料，具有阻止或延緩火勢(shì)蔓延能力。我們對(duì)于阻燃的定義是在規(guī)定試驗(yàn)條件下，試樣被燃燒，在撤去火源后，火焰在試樣上的蔓延僅在限定范圍內(nèi)并且自行熄滅的特性，即具有阻止或延緩火焰發(fā)生或蔓延的能力。其次，肉眼在透光率70%的煙霧環(huán)境中，裸視力分辨能力能達(dá)到5米。當(dāng)普通聚氯乙烯燃燒時(shí)釋放的煙霧的透光率僅達(dá)到15%，此情況下人的裸視力只能達(dá)到2米左右，對(duì)撲滅火情或是人員逃生都造成極大威脅。綜上所述，在電纜選型方面，我們應(yīng)該采用低煙無鹵阻燃電纜。

3.2安裝電纜隧道監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

為起到提前發(fā)現(xiàn)火情的目的，電纜隧道監(jiān)測(cè)系統(tǒng)至少需要由以下幾個(gè)模塊構(gòu)成：視頻監(jiān)控，溫度監(jiān)測(cè)，火災(zāi)（煙霧）報(bào)警等。視頻監(jiān)控：視頻監(jiān)控可以最直觀的了解到電纜隧道內(nèi)部的實(shí)時(shí)情況。一般來說，視頻監(jiān)控都設(shè)置在電纜中間接頭、接地箱及水泵等關(guān)鍵位置。同時(shí)運(yùn)行人員可以隨時(shí)通過監(jiān)控系統(tǒng)切換視頻畫面，對(duì)影像資料進(jìn)行儲(chǔ)存和調(diào)用。溫度監(jiān)測(cè)：在電纜運(yùn)行中，介質(zhì)損耗會(huì)隨著電流和溫度的上升而上升。當(dāng)電力電纜的溫度過高時(shí)，還會(huì)加速絕緣老化。當(dāng)溫度超過閥值（90C°）后，可能會(huì)引起火災(zāi)，造成電力中斷。有毒氣體濃度監(jiān)測(cè)：隧道中往往存在著一氧化碳，硫化氫和甲烷等裂隙瓦斯。裂隙瓦斯是從隧道圍層中溢出的有害氣體的總稱。裂隙瓦斯對(duì)人體有極大的害處，甚至能造成人員死亡。另外，當(dāng)氧氣濃度太低時(shí)，也會(huì)危及隧道中運(yùn)行人員的人身安全。火災(zāi)（煙霧）監(jiān)測(cè)：根據(jù)前文提到的，煙霧濃度是火災(zāi)發(fā)生的一個(gè)先兆，監(jiān)控隧道內(nèi)部煙霧濃度，即可提前發(fā)現(xiàn)火情，將火災(zāi)扼殺在初始階段。同時(shí)由于地下隧道只有出入口與外界聯(lián)通，通風(fēng)性非常差，容易造成煙霧無法消散。煙霧的殘留，也會(huì)腐蝕電氣設(shè)備，加速電氣設(shè)備老化。火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必須配備報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)隧道內(nèi)發(fā)生火情，能夠做到及時(shí)反映，向指定的多個(gè)手機(jī)號(hào)碼和系統(tǒng)終端發(fā)送報(bào)警信號(hào)。

3.3設(shè)置防火隔斷

將電纜隧道認(rèn)為劃分成若干個(gè)區(qū)域，并在每個(gè)區(qū)域交界區(qū)設(shè)置防火隔斷。

3.3.1 設(shè)置防火門

當(dāng)電纜隧道發(fā)生火災(zāi)時(shí)，防火門可以最有效的阻擋火勢(shì)蔓延。根據(jù)防火能力的不同，防火門分為甲乙丙三個(gè)等級(jí)，電纜隧道內(nèi)部應(yīng)當(dāng)采用甲級(jí)防火門，保證其在火災(zāi)發(fā)生時(shí)耐火極限可以達(dá)到1.5至2小時(shí)。

同時(shí)由于電纜隧道的通風(fēng)要求，防火門平時(shí)應(yīng)當(dāng)開啟，只有火災(zāi)發(fā)生時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。因此隧道內(nèi)部防火門還需要安裝閉門器。該閉門器一方面應(yīng)當(dāng)可以與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，當(dāng)發(fā)生火情時(shí)自動(dòng)動(dòng)作;另一方面應(yīng)當(dāng)保證火情發(fā)生時(shí)當(dāng)電力供應(yīng)被切斷時(shí)，也能有效動(dòng)作。

3.3.2 設(shè)置防火封堵

在隧道內(nèi)部各類電纜、通訊光纜進(jìn)出控制（箱）室、電纜層以及電纜防火墻時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)所有孔洞進(jìn)行嚴(yán)密的防火封堵。防火封堵材料應(yīng)當(dāng)相對(duì)柔軟，避免造成電纜表皮的磨損;同時(shí)也應(yīng)當(dāng)具備足夠鵝機(jī)械強(qiáng)度，有一定的抗沖擊力。

3.3.3 電纜本體防火涂料噴涂

相比防火包帶，防火涂料有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：一是工程造價(jià)低;二是施工簡(jiǎn)便，無需抬升電纜本體;三是不影響電纜散熱。一般情況下，我們?cè)陔娎|中間接頭相鄰處、電纜進(jìn)出控制（箱）室、電纜層以及電纜防火墻處噴涂防火涂料，涂層厚度不應(yīng)小于3毫米。

3.3.4 噴淋滅火裝置

噴淋滅火裝置在滅火方面具有較大的優(yōu)勢(shì)，滅火效率高，水資源豐富，工程造價(jià)低，尤其是噴淋裝置對(duì)隧道內(nèi)部的有毒有害氣體有極大的清除作用。然而噴淋滅火裝置也有其局限之處：供水管道滲漏水容易引發(fā)電力故障;噴淋滅火雖然撲滅固體火焰非常有效，但是使用在電氣設(shè)備上容易引發(fā)二次事故;并且當(dāng)火情撲滅后，隧道內(nèi)水勢(shì)蔓延，給搶修恢復(fù)工作也帶來不便。因此噴淋滅火裝置只適用于電纜隧道內(nèi)的非電力工作區(qū)域。

3.3.5 懸掛式超細(xì)干粉滅火裝置

懸掛式超細(xì)干粉滅火裝置是現(xiàn)階段電纜隧道內(nèi)使用比較廣泛的一種滅火裝置。相比其他滅火裝置，它的優(yōu)勢(shì)在于：一是工程造價(jià)極低;二是裝設(shè)簡(jiǎn)易，一般只需要懸掛在電纜終端、中間接頭、接地箱和電氣控制箱上方，當(dāng)溫度上升至設(shè)定值時(shí)，該裝置自動(dòng)打開閥門，釋放超細(xì)干粉。然而懸掛式超細(xì)干粉滅火裝置同樣存在幾點(diǎn)不足：一是有效滅火區(qū)域較小，隧道內(nèi)裝置用量多;二是該裝置屬于一次性設(shè)備，無法反復(fù)填充使用，且有效期一般為3至5年，需要定期更換。

結(jié)束語(yǔ)：

電纜隧道作為一種特殊的火災(zāi)高危場(chǎng)所，設(shè)置一系列有效的消防措施是非常必要的，然而截至目前為止，選擇經(jīng)濟(jì)而有效的消防設(shè)施，設(shè)計(jì)科學(xué)的消防系統(tǒng)仍然是個(gè)嚴(yán)峻的課題。本文僅以個(gè)人多年生產(chǎn)管理實(shí)踐為基礎(chǔ)得出一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，希望可以拋磚引玉。