電力電纜的敷設和阻燃保護

摘 要 電給社會生產和人們生活帶來方便，也帶來了火災隱患。了解電力電纜的類型和結構，研究引發電氣火災發生的因素，提高電纜絕緣材料的耐火性，降低絕緣塑料燃燒產生的毒素，采取正確的電力電纜敷設方式，實施科學的阻燃措施，對保護生命安全，減少國家財產損失具有重要意義。

關鍵詞 電力電纜；結構；材質；敷設方式；阻燃措施

中圖分類號：TM726 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）03-0103-02

隨著電能逐漸滲入我們的生活，由電引發的災難也逐漸增加，據統計在過去十年發生的重大電氣火災中，因電氣線路引發的火災比例占到了將近一半。因此，進行電力電纜敷設方式和阻燃措施的研究，對保障人民生命安全，減少國家財產損失具有重要意義。

1 電力電纜的結構和材質

1）導體。導體是電纜傳輸電能的通道，它應該具有較高的導電性能和足夠的機械強度，不容易被氧化和腐蝕，容易生產和連接等。常用的導電材料有銅、鋁等金屬，特殊情況下也用合金或其他金屬，如鋁鎂硅合金等。

2）耐火層。耐火層包覆在導體表面，使用的主要材料是云母。云母具有良好的耐高溫性、電氣絕緣性，光滑富有彈性易加工，是極佳的耐火阻燃材料。

3）絕緣層。絕緣層用以將導體與相鄰導體及保護層隔離，一般要求有較高的物理絕緣、防潮和耐熱性能。電力電纜從絕緣層的材料類型可分為油浸紙絕緣電力電纜、塑料絕緣電力電纜和橡皮絕緣電力電纜。塑料絕緣電力電纜常用的塑料有聚氯乙烯、聚乙烯、交聯聚乙烯。橡皮絕緣電力電纜的絕緣層為橡膠加上各種調配劑，經過充分混煉后擠包在導電線芯上，經過加溫硫化而成。常用作絕緣的膠料有天然膠-丁苯膠混合物，乙丙膠、丁基膠等。

4）屏蔽層。交變的電場和磁場是分不開的兩種場，在運行的電力電纜周圍必然存在著磁場，而這種磁場會對周邊的電磁環境產生影響，會對其他的電子設備產生不良的干擾，因此在電力電纜中會設計屏蔽層。屏蔽層是用金屬材料，主要有銅編織帶、鋁編織帶、鋼帶等。在接線時通常會把屏蔽層接地，這樣也可以在電纜芯線發生破損時提供電流通路，可以起到一定的保護作用，減小事故范圍。

5）填充層。電纜的填充物起一定的絕緣作用，另外為了填滿導線間的空隙，穩定電纜結構。填充層主要采用阻燃型非吸濕性聚丙烯（PP）網狀撕裂膜，并采用阻燃玻璃布以重疊繞包的方式扎緊。

6）內護層。為了防止線芯絕緣層受機械損傷，需要在鎧裝層內側包裹內護層。這還能使絕緣層不會與水、空氣或其他物體觸摸，避免絕緣層受潮絕緣度降低。最廣泛采用的內護套為塑料、橡皮護套二種。

7）鎧裝層。鎧裝層通常使用金屬帶，比如鋼帶、鋁帶等，能增加電纜的機械強度，防碾壓和外部機械損傷，也可以防老鼠等動物啃咬。此外，鎧裝層如果正確接地，也可以起到一定的屏蔽作用，還能夠在電纜遭到雷擊時起到保護作用。

8）外護層。電纜的外護套的主要作用是防護，所用的原料主要有塑料和橡膠，其中塑料類常用有聚氯乙烯、聚乙烯等。電纜的外護套不但可以提高電纜的絕緣水平，還可以保護電纜的內部各層，使電纜內部材質與外部環境隔離，穩固電纜的結構，提高電纜的延展性，提高電纜防化學腐蝕、防水浸人、阻止電纜燃燒等技術性能，從而擴展電纜的使用環境范圍，減小了敷設難度。

2 電力電纜的敷設

1）電力電纜敷設的基本規定。電纜的類型和使用環境不同，應該遵循不同的規定，應該遵循便于敷設、方便維護、環境安全、成本最低的要求。

同一通道內的電纜數量比較多的情況下，同一側的電力電纜應該分層架設，并且要按由高到低的電壓等級順序排列。單芯電力電纜用于交流電能輸送時，要考慮電壓相序的放置位置和不同相的電纜間的間距，要使得電纜的金屬防護層感應電壓不超過允許值標準，電纜的線徑選擇也要根據實際負荷的持續工作電流的大小確定。

明敷的電力電纜不應該平行敷設在熱力管道的上部，除執行GB50289外，還應滿足電纜與熱力管道平行時間距應等于或大于1 m，交叉時間距應等于或大于0.5 m。

在隧道、溝槽、豎井、夾層等封閉式電力電纜通道中，不能有熱力管道、易燃氣體或易燃液體的管道穿越。電纜以及管或溝穿過墻或板的孔洞應用非可燃性材料封堵。

在有行人通過的各類建筑設施的路面或隧洞中，電纜不能敞露式敷設。

2）電力電纜的敷設方式。

①地下直埋敷設：直埋電纜雖然施工簡單方便，但也要按嚴格的安全措施和技術工藝進行施工，否則會造成電纜的直接或間接損壞。施工前必須進行現場實地勘察，畫好電纜走向圖，盡量避開高溫地段和帶有化學物質的土壤。在城市中敷設還要考慮與其他線路及管道的允許距離，確保安全。電纜埋入地下的深度不應小于0.7 m，多條電纜應考慮不能重疊；②保護管敷設：保護管敷設比較安全可靠，能防止電纜受腐蝕性氣體的侵蝕和機械損傷，更換方便。保護管主要有鋼管和塑料管兩大類。鋼管主要是焊接管和電線管。塑料管種類較多，最常用的保護管有塑料玻璃鋼復合管、MPP改性聚丙烯電力電纜保護管、塑合金電力電纜保護管等。這些保護管所使用的主要材料以聚乙烯樹脂為原料，有聚氯乙烯、聚丙烯、氯化聚氯乙烯等；③構筑物敷設：電纜構筑物應該按照需要敷設的全部電纜的數量確定尺寸，構筑的空間應能滿足方便敷設施工和巡視維護時人員活動的需要。電纜溝道內安裝的支架層間距離應該留足，可以方便電纜敷設、固定和放置接頭。若在一層放置多根電纜時，要考慮更換電纜或增設接頭所需要的空間。隧道底部應設置縱向排水邊溝。電纜溝的溝壁和蓋板，應牢固耐用，能夠承受一定重量和長久抵抗所處環境的侵蝕。隧道的安全孔間距在工業廠區或變電所內不宜大于75 m。在城市區域內，開挖式的隧道安全孔的間距不應大于200 m，對于非開挖式的隧道安全孔應綜合考慮隧道的深度、敷設電纜種類數量和消防通風需要等因素合理設置；④水下敷設：水中電纜敷設環境特殊，為了保障電纜能穩定可靠運行，一般要求水流速度小、河底穩固、河岸耐沖刷的河段。電纜在水下敷設時應該把電纜埋在水底泥沙中，埋設深度在通航水道中，淺水區應大于0.5 m，深水航道應大于2 m，并需要添加覆蓋以穩固保護。電纜不應敷設在碼頭、渡口、水工構筑物附近。單芯電纜在非通航河道且水流速度不超過1 m/s的河中，相同回路的線間距離不能小于0.5 m，不同回路的線間距離不能小于5 m。水下電纜的兩岸，應設置醒目的警告標志。endprint

3 電力電纜的防火阻燃措施

1）電力電纜的起火原因。電纜隧道內有雜物堆積，電纜的表面或電纜橋架上有較厚的灰塵，有可燃氣體、可燃液體泄漏到隧道內等，在高溫或明火引燃時，引發火情或爆炸。

電纜距離熱源較近，或者長期超負荷運行，外部高溫或電纜導線產生的熱量造成電纜絕緣材料老化，導致絕緣性能下降，發生絕緣擊穿，引起火情。

電纜在電纜敷設時防護層遭到損壞，或者電纜在運行中絕緣層受到機械損傷，引起電纜絕緣擊穿。

電纜中間接頭工藝不合格，線頭壓接不緊，焊接不牢，使接頭逐漸發生氧化，接觸電阻增大，使導線發熱量增加，破壞了電纜的絕緣性能，造成絕緣擊穿。電纜接頭制作工藝不符合要求、表面積污或受損，潮氣入浸，造成絕緣擊穿，起火爆炸。電纜頭瓷套管破裂或引出線的相間距離過小，導致發生閃絡起火。

2）電纜絕緣材料燃燒產生的有害影響。電力電纜所使用的絕緣層都是些含有可燃性的橡膠、聚氯乙烯等有機化合物，這類的物質在燃燒時所產生的熱量達19000 kJ/kg～46000 kJ/kg。而電纜絕緣層的熔點卻遠遠低于這些數值，如聚氯乙烯塑料熔點僅為120℃。電弧的溫度在1000℃～8000℃，一旦電纜出現放電現象將極易引燃絕緣物質。

絕緣材料的燃燒會產生大量的有毒、有害氣體，諸如氯化氫、一氧化碳等，會造成人窒息、中毒，危及生命。鹵化物氣體經燃燒反應會生成強烈的酸霧，會對人、物、環境造成進一步傷害，還會造成電子設備受到強酸侵蝕，危害也相當大。

3）電力電纜的防火阻燃措施。參照相關標準合理選擇電纜型號，科學規劃避免超負荷運行。嚴格把關電纜頭的制作質量，防止電纜頭受潮或達不到絕緣要求。按規范進行周期性電纜和回路中斷路器及開關的測試，及早消除隱患。電纜溝要保持干燥，防止積水，避免電纜受潮，造成絕緣降低，引起短路。定期排除電纜上的積塵，防止所積粉塵自燃引起電纜著火。電纜敷設時要符合相關規定。配備必要的滅火器材、安全用具等，制定合理科學的應急預案。

用耐火材料封堵電纜在穿過墻壁、盤底、豎井時的孔洞，防止電纜著火時，高溫煙氣擴散和伸張造成火災面擴大。在電纜層間設置耐熱隔火板，防止電纜層間竄燃。在電纜通道設置分段隔墻和防火門，防止電纜竄燃，擴大火情。

4）阻燃電纜的發展前景。近年來，隨著高層建筑的高度和數量不斷增加，安全需求也隨之提高，新建設的大樓基本都采用了新型的阻燃耐火型電纜，這些電纜主要是使用氟塑料來替代含氫的塑料，利用其耐高溫和不延燃等特性來減少火災隱患。還有高溫超導電纜，其電能輸送能力超過普通電纜3至5倍，損耗低重量輕，特別是沒有火災隱患，可廣泛應用于短距離的電能傳輸場合。

4 總結

總之，我們的生產和生活越來越多的依賴于電能，在越來越龐大的電力傳輸網絡中使用阻燃耐火的環保型電纜，對防火安全和綠色環保具有重要的作用和推廣意義。

參考文獻

[1]白玉岷.電纜的安裝敷設及運行維護[M].機械工業出版社，2011.

[2]GB50217-2007 電力工程電纜設計規范[S].人民出版社，2008.

作者簡介

吳啟衛（1978-），男，河南鄧州人，工程師，研究方向：輸變電。endprint