變電站電纜火災成因分析和預防對策

張 穎 王 強

(1.晉中市消防支隊，山西榆次 030600;2.國網山西省電力公司晉中供電公司，山西榆次 030600)

隨著社會的發展和國民經濟的不斷增長，供電負荷也在不斷增大，使得變電站的安全運行在保障生產建設安全、經濟迅猛發展、國家治安穩定、人民安居樂業等方面發揮了極為重要的作用，而電纜作為變電站傳輸電力和信息的重要載體，遍布全站各處，數量很大，一般都在幾萬到幾十萬米之間。電纜的敷設方式有直接敷設和有保護物敷設兩種:直接敷設也就是直接在空氣中裸露敷設;有保護物敷設可分為穿管敷設、槽盒覆蓋敷設、電纜溝敷設、層架支持敷設和隧道敷設等。前者現在采用的很少了，后者在變電站中的應用則較為廣泛。這些電纜通向全站各處各個部位的設備，一旦發生火災，往往會造成電力中斷，造成非常嚴重的財產損失和社會影響，因此，本文結合變電站電纜火災的特點、危害及形成原因，闡述了變電站電纜火災的預防對策。

1 變電站電纜火災的特點及成因

變電站作為整個電力網中的線路連接點(見圖1)，用于交換電壓、交換功率和匯集、分配電能的設施，電纜作為變電站重要介質，用量較大，在此，對比較關鍵的特點及成因進行探討。

圖1 動力系統圖

1.1 變電站電纜火災的特點

1)成束延燃:電纜一般采用分層成束的方式敷設，一旦著火，燃燒就可以蔓延到鄰近的電纜，甚至造成更大面積的電纜燃燒。2)煙氣危害大:電纜著火后，聚氯乙烯等絕緣材料會產生大量有毒的熱煙，同時，產生熱對流，降低能見度，嚴重影響了人員逃生和火災撲救。

1.2 變電站電纜火災的成因［1］

電纜隧道堆放雜物，電纜或電纜支架上積灰過厚，電纜隧道有可燃氣體、可燃液體泄漏等，經高溫或明火引燃，發生火災或爆炸。電纜與熱力管道距離過近或電纜長期過負荷，溫度過高使絕緣材料老化，造成絕緣性能下降，擊穿引燃。電纜的防護層在電纜敷設時遭到損壞或電纜絕緣在運行中受到機械損傷，引起電纜相間與外層間的絕緣擊穿。油浸電纜敷設時高、低位差較大，發生淌油或電纜頭滲油現象，致使高位電纜端的絕緣油流失或干枯，熱阻增加，絕緣焦化而擊穿起火。電纜中間接頭壓接不緊，焊接不牢，使運行中的電纜接頭發生氧化;注入電纜中間接頭盒的絕緣物質劑量不符合要求，或灌注時盒內存有氣孔;電纜盒密封不良或受損，裂紋浸入潮氣，使絕緣擊穿，起火爆炸。電纜頭表面受潮或積污，電纜頭瓷套管破裂及引出線相間距離過小等導致閃絡起火。

2 變電站電纜火災的預防對策

2.1 嚴把防火設計關

新建、改建、擴建工程的電纜選擇與敷設要嚴格執行 GB 50229-2006火力發電廠與變電站設計防火規范、GB 50116-98火災自動報警系統設計規范等的有關規定，選擇合格的消防產品，各單位要在設計階段介入，嚴格審查防火要求，對過程進行管理，并與主體工程同時投產。

2.2 設置火災自動報警系統

火災自動報警系統，主要功能是早起發現并通報火災，并及時采取有效措施控制和撲滅火災。另外，目前一些地區供電企業推行無人值班站，如果設置了火災自動報警系統，一旦發生火災事故，可以早發現，早控制。根據GB 50116-98火災自動報警系統設計規范要求，此類場所或部位宜選擇纜式線型定溫探測器［2］，它是一種方便可靠的電纜火災探測設施［3］，以正弦波的方式敷設在電纜上方，并盡可能貼近可能發生燃燒或過熱的地點，或者安裝在危險部位上，使其盡量與可能過熱處接觸，可以及時在設定的溫度報警，達到早發現，早期報警的目的。

2.3 設置滅火設施

在實際工程應用中，較為常見的為氣溶膠滅火裝置、超細干粉滅火系統。

2.3.1 氣溶膠滅火裝置

氣溶膠滅火裝置是在軍用煙火技術的基礎上發展起來的一種滅火技術，是以氣體(通常為空氣)為分散介質，以固態或液態的微粒為分散質的膠體體系，即細小的固體或液體微粒分散在氣體中形成的穩定物態體系。它具有下列特點:1)滅火效能高。2)滅火速度快。3)對臭氧層的耗損能值和溫室效應潛能值均為0，符合環保要求。4)無導電性，低腐蝕，對電子電力設備無影響。5)反應前的滅火劑為固態，可在常溫常壓下存放，易儲存保管。

2.3.2 超細干粉滅火裝置

目前，超細干粉滅火裝置分為兩大類:

1)貯壓懸掛式。采用氮氣驅動，每個裝置上有壓力顯示器，日常維護中可以直觀地檢查到滅火裝置的運行狀態，這種裝置由罐體和噴頭組成，噴頭上安裝有感溫玻璃球，優點是滅火劑在氣體驅動下，噴射均勻，全淹沒滅火效果好，啟動時聲音很小，貯存壓力為低壓范圍，安全。缺點是滅火裝置有泄漏壓力的隱患，如果生產廠家選用的密封件及其他材料低劣，會出現泄漏壓力，如不及時補充壓力，會造成滅火時，滅火劑不能噴出。因此要嚴把產品質量關。2)非貯壓懸掛式。其中又分為:脈沖式和固氣態轉換式。脈沖式采用發射火藥作為氣體發生劑，在導火索引燃或電引發器(點火頭)激活后，瞬間產生大量氣體，沖破噴口處鋁鉑，滅火劑在巨大的氣體膨脹力作用下，瞬間噴射到滅火區域內或保護對象上，瞬間滅火。

固氣態轉換式滅火裝置是綜合脈沖式和貯壓式兩種產品的優點上，開發的新型產品，具有貯壓式產品的外殼，類似于脈沖式產品的鋁鉑噴口(小噴口，在噴口下方設置有濺粉盤，使超細干粉噴射均勻)，其氣體發生劑是在發射火藥的基礎上加入了延緩劑，在接收到啟動信號(點火頭激活)后產氣，滅火劑儲罐內的壓力增加，當達到一定壓力后再沖破小噴口鋁鉑，噴射滅火劑滅火。

非貯壓式超細干粉滅火裝置的優點是常態常壓，沒有壓力泄漏的隱患。其缺點也很明顯，如脈沖式產品是爆炸方式驅動，爆炸聲音較大。兩種產品均屬于有火工技術，裝置內的氣體發生劑屬于危險品，廠家必須回收集中處理，如報廢產品不能及時回收，會給社會留下安全隱患。

2.4 應用阻燃、耐火電纜及涂刷防火涂料增加電纜自身的防火性能［4］

塑料絕緣阻燃電纜以阻燃塑料作為絕緣層和護套層，并在絕緣層和護套層之間添加填充料而制成，較為常用的是PVC絕緣電纜。

耐火電纜是以阻燃塑料作為絕緣層和護套層并用雙層云母帶搭接纏繞導體的每一相，使相與相之間在外部火焰的作用下不形成短路，在燃燒條件下也能保證電纜通電，其中的佼佼者是礦物絕緣電纜，又稱無機耐火電纜，是由銅芯、銅護套和氧化鎂絕緣等全無機物組成的電纜，具有較強的防火、防潮、耐腐蝕性能和優良的電氣性能。

在可燃電纜的表層涂刷防火涂料，平時能將電纜運行過程中產生的熱量向外傳播，防止電纜過熱;火災發生時，遇火時膨脹，產生保護層，隔絕火焰，使電纜在一定時間內能保持完好，能有效防止火焰沿電纜蔓延。

2.5 做好防火封堵、分隔

封堵的目的是防止火災順電纜燃燒，阻止火勢蔓延。凡穿越墻壁、樓板和電纜溝道而進入控制室、電纜夾層、控制柜、儀表盤、保護盤、配電室等處的電纜孔、洞、豎井及控制室和配電室之間、進入油區的電纜入口處必須用防火堵料嚴密封堵;靠近充油設備、充油電纜或油浸化絕緣電纜終端頭的電纜溝蓋、電纜因出口，應有防火阻燃措施，蓋板應封堵;汽機機頭附近、防爆門、鍋爐灰渣孔以及磨煤機冷風門的泄壓口，不得正對電纜，否則必須采取罩蓋、封閉式槽盒等防火措施。

2.6 落實日常防火檢查

在運行期間，一般采用巡檢人員日常巡檢的方式對正常電纜進行監控，同時，通過工業電視對敷設于電纜層的電纜進行遠程監控，因此，為了進一步提高電纜的運行水平，確保一些隱患和事故苗子能夠及時得到消除，在確保技防、物防的同時，一定要做到人防，即:

1)定期檢查并記錄電纜的表面溫度及周圍溫度，尤其應檢查最熱點的電纜溫度，當測得電纜溫度不正常或超過額定溫度時，必須查明原因，采取適當措施;2)電纜在正常運行中不允許過負荷，一旦發現電纜負荷超過額定值時，要立即采取必要的減負措施，保證電纜安全運行;3)電纜溝道、電纜井及電纜橋架等必須定期巡查，對發現的異常情況和現象，要嚴密監視，及早消除。當地面的改板被破壞時，應及時修補;4)在敷設電纜的溝道上，嚴禁堆放瓦礫、建筑材料、笨重物件及酸堿性排泄物等。因電纜施工而拆除的防火隔墻，鑿開的孔洞應重新封堵;5)巡視電纜線路時，應著重檢查電纜的接頭盒有無發熱、漏膠等缺陷，電纜終端接頭應清潔，套管無破裂、漏油及放電現象，引出線接頭是否緊固，有無發熱等異狀，電纜無損傷及嚴重腐蝕，接地線應完好;6)對電纜線路應定期進行清掃維護。電纜隧道及電纜溝內支架和過橋電纜支架必須牢固。若松動或腐蝕嚴重，應采取防護和加固措施。

3 結語

電纜發生火災火勢兇猛，燃燒迅速，煙氣危害大，撲救困難，而且修復期長，損失嚴重，一旦火災發生，將給電力安全生產帶來嚴重危害和威脅，為了預防電纜火災事故的發生，必須牢固樹立預防為主，防消結合的指導思想，提高全員認識。

［1］田 波.電纜火災的成因分析及預防措施探討［A］.中國消防協會電氣防火專業委員會2006年學術論文集［C］.2006：2.

［2］GB 50116-98，火災自動報警系統設計規范［S］.

［3］李寶慶，張 峰.線型感溫探測器在發電廠中的應用［J］.山西電力，2006(5)：4.

［4］郭鐵男.中國消防手冊(第三卷)［M］.上海：上海科學技術出版社，2006：224-226.