從一起電纜橋架的火災事故調查探討電纜橋架防火對策

文 |權向科 （山東濟南市消防支隊）

1 一起電纜橋架火災事故調查案例

2013 年1 月6 日10 時31 分，位于濟南市歷下區文化東路51 號匯東星座發生火災，過火面積24 平方米，無人員傷亡，直接經濟損失7.5 萬元。過火區域主要是一至十六樓的電纜井內。

經勘驗：起火建筑為歷下區文化東路51 號的匯東星座大廈，該大廈主體建筑地上16 層、地下2 層，建筑面積13000 平方米，南側臨街，東、西側為車道，北側為花壇、空地。過火區域主要位于地上一層至地上十六層的樓層配電室內，樓道等其余部位僅為煙熏。各層配電室的樓層方位及布局基本相同，每層面積約1.5平方米，房門位于西墻。配電室靠南墻放置本樓層配電箱，靠西墻北側放置本樓層通訊信號箱，靠北墻、東墻的中間位置各有一電纜井橋架。

經調查，對起火原因認定如下：起火部位位于大廈三層配電間內，起火點位于三層配電間強電電纜橋架內。起火原因為電纜橋架內強電電纜對金屬橋架放電，電弧高溫引燃電線絕緣層等可燃物。起火時間為2013 年1 月6日10 時31 分左右。

注：3、4 層的配電室燒損嚴重，配電箱的儀表盤、控制開關等均燒損碳化，向上及向下樓層逐漸減輕。

注：電纜井橋架內，3、4 層的多股銅導線絕緣護套均燒損碳化。

注：三層配電室電纜井橋架打開后，北側電纜井橋架上下鐵板連接處，鐵皮熔化出一約長12 厘米、寬6 厘米的孔洞（作為2 號物證提取），熔化處邊緣擦拭后呈現有銅黃色。

2 電纜橋架的火災危險性和起火因素

2.1 電纜橋架的火災危險性

電纜橋架引發火災的原因主要是電線電纜過負荷、短路、接觸電阻過大及外部熱源作用。在短路、局部過熱等故障狀態及外熱作用下，絕緣材料電阻下降、失去絕緣能力，甚至燃燒，進而引發火災。火災中電線電纜的特征:(1)火災溫度一般在800 ～1000℃，導線電纜會很快失去絕緣能力，進而引發短路等次生電氣事故，造成更大的損失；(2)電線電纜在規定的允許載流量下有較大的過載能力；(3)在短路狀態下，電線電纜的絕緣材料會瞬間發生熔融、燃燒并引燃周圍可燃物。

2.2 電纜橋架火災的原因

電纜橋架內電線電纜從絕緣層的油浸電纜紙、交聯聚乙烯、乙丙橡皮等材料到油麻、聚氯乙烯外護套材料都是易燃性物質。當局部電纜著火燃燒達到高溫時會發生熔融，超過鄰近電纜著火溫度時，就會導致電纜群體延燃。導致電線電纜著火的原因主要有以下兒點。

2.2.1 電纜載流設計不當

電纜載流量選擇不當，部分電纜長期滿負荷或經常超負荷運行，溫升過高及電纜溝道、隧道積水致使電纜老化、受潮、過熱引起短路自燃。

2.2.2 電纜安裝施工不當

在施工中，有的單位未采取防火措施，電纜敷設混雜，常把會產生劇毒煙霧的中低壓電纜與高壓電纜一起敷設；有的施工人員在電纜敷設時沒有嚴格按操作規程和工藝要求施工，常因刮、碰、壓、扭等原因造成電纜外層損傷，易進水受潮，運行時絕緣層可能被擊穿產生電弧，引起火災。

2.2.3 電線電纜故障

(1)電線電纜制作粗糙，絕緣層受潮，致使電纜頭及終端盒在運行中產生故障而自燃、爆炸；(2)部分電纜技工工藝操作不嚴，不注意衛生，雜質、污物等清理不凈，造成界面接觸不良；(3)接頭工藝不精、制作質量不高、防火措施較少，在故障情況下受高電壓、大電流的沖擊導致接頭起火；(4)電纜接地不良，接地線焊接不牢，接觸不良，阻值偏大，造成電纜接地故障電流比正常短路電流小，使電流保護器不能及時切斷故障，而出現電弧、電火花。

3 電纜橋架內電線電纜的防火措施

3.1 選用阻燃電線電纜

3.1.1 阻燃電線電纜防火機理

(1)在燃燒反應的熱作用下，位于凝聚相的阻燃劑熱分解吸熱，使凝聚相內溫度上升減慢，延緩了材料的熱分解速度；

(2)阻燃劑受熱分解后，釋放出連鎖反應自由基阻斷劑，使火焰、連鎖反應的分枝中斷，減緩氣相反應速度；

(3)催化凝聚相熱分解固相產物，焦化層或泡沫層的形成加強了這些層狀硬殼阻礙熱傳遞的作用；

(4)在熱作用下，阻燃劑出現吸熱性相變，阻止凝聚相內溫度的升高。

3.1.2 阻燃電線電纜的分類及選用

《電力工程電纜設計規范》中把采用阻燃電纜、耐火電纜等作為電纜防火的重要措施，對各種阻燃電纜的選用作了明確規定。凡能通過成束電線電纜燃燒試驗的電纜稱之為阻燃電纜。阻燃電纜主要包括普通型阻燃電線電纜、無鹵低煙阻燃電纜、低鹵低煙型阻燃電纜、耐火電纜。這些產品的制造技術、性能特性不同，應用范圍也不同。

(1)普通型阻燃電線電纜。普通型阻燃電線電纜(簡稱阻燃電纜)制造簡單、成本低，是防火電纜中用量最大的電纜品種。其特點是在成束敷設的條件下，電纜被燃燒時能將火焰的蔓延控制在一定范圍內，避免電線電纜著火延燃而造成重大災害，提高了電纜整條線路的防火水平。

(2)無鹵低煙阻燃電纜。無鹵低煙阻燃電纜不僅具有優良的阻燃性能，而且在燃燒時幾乎不產生腐蝕性氣體和毒性氣體，僅產生極少量的煙霧，減少了對儀器、設備的腐蝕及對人體的損害，有利于火災時的滅火救援。無鹵低煙阻燃電纜通常考核電纜的阻燃性能、腐蝕性、煙濃度及毒性指標。這類電纜的阻燃性能通過成束燃燒試驗，分A、B、C 三種。燃燒氣體的腐蝕性通過測定燃燒氣體水溶液的pH 值和電導率來確定，煙濃度一般用電纜燃燒時的透光率來評定，試驗按GB/T17651-1998 規定的方法進行，毒性指數的測試方法由用戶規定。無鹵阻燃電纜的機械性能比普通電纜稍差，這是由于加入特殊添加劑所致，其特殊性能見表1。無鹵低煙阻燃電纜適用于地鐵、隧道、船舶和車輛以及核電站、重要的高層建筑等安全性要求比較高的場所和重要設施。

表1：無鹵低煙阻燃電纜特殊性能

(3)低鹵低煙阻燃電纜。低鹵低煙阻燃電纜的HCL 釋放量和煙濃度指標介于普通阻燃電纜與無鹵阻燃電纜之間。這種電纜不僅具備阻燃性能，而目在燃燒時釋放的煙量較少，HCL 釋放量較低，主要用于地鐵、隧道、高層建筑等對電纜燃燒的煙濃度及HCL 發生量有一定限制的場所。低鹵低煙阻燃電纜的絕緣和護套材料成分通常是以聚氯乙烯樹脂為基材，配以特種增塑劑、高效阻燃劑、HCL 吸收劑、抑煙劑等，經特殊工藝加工而成，顯著改善了普通阻燃聚氯乙烯絕緣材料的燃燒性能，大大降低了材料的煙密度和HCL 釋放量。

(4)耐火電纜。耐火電纜在著火燃燒時仍能保持一定時間的正常運行，主要有三種類型。一是礦物絕緣電纜(又稱氧化鎂絕緣電纜)，采用氧化鎂作絕緣材料，無縫銅管作護套，經特殊工藝制作而成，具有優良的防火、防爆、耐高溫、耐腐蝕等特性，應用于要求特別安全或高環境溫度、高輻射強度的場所，該電纜的長期使用溫度為250℃，在950～1000℃可持續供電3h。但該類電纜制造工藝復雜，價格昂貴，安裝較復雜，制造長度也受限制。二是硅絕緣電纜，其絕緣層采用硅橡膠混合物，具有較好的耐火性能，但材料主要依賴進口，價格偏高，制造及應用受限制。三是用無機材料與一般有機絕緣材料復合構成的復合絕緣電纜，耐火層采用耐火云母帶繞包在普通導體外。這種電纜工藝簡單，價格較低，生產長度和使用范圍不受影響，耐火性能較好，目前國內大多數電纜廠均生產這種耐火電纜供公共設施、高層建筑等處應用。

3.2 科學設計及安裝

3.2.1 封堵

防火封堵是采用防火堵料將電纜穿越處的小縫隙進行堵塞，防止電纜著火延燃。對電纜溝與電氣盤、箱、柜的連接處、隔墻、樓板的孔洞等均需進行阻燃封堵。最好采用滲透性強、發泡時脹力大、密封性能、防水作用好，而且可拆性好、方便增補的材料。電纜防火門要長期關閉，電纜防火板和電纜溝蓋板的縫隙應封閉，電纜敷設密集處采用軟堵料封堵嚴實。防火封堵一般用鋼筋等材料作骨架以提供足夠的機械強度，防止電纜著火，特別是發生電氣短路時引起的空氣迅速膨脹，產生一定的沖擊，破壞骨架，使防火封堵失去作用。

3.2.2 分隔

防火隔墻可將長電纜隧道、電纜溝道分割成小區段，將著火區間縮小，可采用耐火隔板、硅酸鋁纖維氈、防火堵料、防火涂料等。防火隔墻用礦渣棉筑成，在隧道中與防火門配套使用。為了便于電纜新增與更換，防火隔墻應簡易目易于拆卸。電纜隧道單起分隔作用的電纜防火墻厚度不應小于240 毫米，防火墻要比電纜支架寬100 毫米以上，防火墻兩側還要有不小于1000 毫米的阻火段，以有效地防止電纜火災的串延。

3.2.3 涂層

涂刷防火涂料可避免電纜著火后延燃。防火阻燃帶施工方便，不易脫落，適應性強，價格便宜，性能與防火涂料相似。在進入柜體的電纜至終端頭部分，在防火隔墻兩側2 ～3 米區域內將所有電纜涂刷二遍防火涂料或包防火阻燃帶。防火涂料的阻火效果與涂層厚度和原料性質有關，應與隔、堵等防火措施組合使用。

3.2.4 設置防火設施

(1)設置火災報警系統。根據實際情況，選擇適當的報警探頭和適合電纜層特點的報警系統。目前在電纜溝、管道井使用較為廣泛的是線性(或稱纜式)感溫探測器。

(2)高壓水噴霧滅火。在電纜廊道電纜密集的地區采用一般的防火材料比較困難，宜采用高壓水噴霧滅火方式。為使水噴霧滅火及時有效地發揮作用，需配置高靈敏度的監測及控制系統。在大型建筑物內及電纜隧道中采用此法效果顯著。

(3)加強電纜層(井)的通風。利用自然通風條件，盡可能在電纜層靠外墻部位設置通風口(通風口的具體設置可結合火災撲救時的突破口)。同時還應建立不間斷供電的機械排煙系統，以便在火災初期通過自動報警聯動打開排煙風機。

3.3 規范的日常管理

(1)防止由于電纜內部絕緣的缺陷、老化、受潮、損傷等電纜自身故障引起電纜短路、短路電弧著火，及時發現絕緣不良的電纜，并將其退出運行。

(2)保持良好的運行環境，嚴禁熱力系統的廢氣、廢水流入電纜溝、電纜隧道。

(3)加強對電纜頭的監視和管理。電纜頭受多方面因素影響是電纜絕緣的薄弱環節，所以加強對電纜頭的監視和管理至關重要。對放在電纜溝、電纜隧道、電纜槽盒、電纜夾層內的動力電纜終端頭、中間接頭必須登記造冊，加強監視，避免運行中的電纜頭著火。

4 結束語

綜上所述，要做好電纜橋架的防火工作，就要從電線電纜的正確選擇、正確安裝和強化日常規范化管理等方面著手，做到安全可靠、技術先進、經濟合理，有效防止電線電纜引起的火災，并減少火災造成的人員傷亡和財產損失。

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