再談電力電纜隧道的消防建設(shè)

摘 要：本文通過近年來國內(nèi)各地部分電力電纜隧道火災(zāi)事故的情況，分析電纜隧道內(nèi)火災(zāi)主要成因，強(qiáng)調(diào)了對(duì)電力電纜隧道做好預(yù)防為主，防消結(jié)合工作的重要性，提出了電力電纜隧道消防建設(shè)的基本要求和措施。

關(guān)鍵詞：電力電纜隧道；火災(zāi)事故；防范與處置；消防建設(shè)

為了適應(yīng)城市建設(shè)和電網(wǎng)發(fā)展的需要，城市供電電纜化率在不斷提高。而電力隧道以其電纜輸送容量大、土地利用率高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、有利于防止和減少外力影響造成電纜的損壞等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。由于受城市規(guī)劃審定的走廊位置以及工期、造價(jià)等因素的影響，在考慮電纜敷設(shè)方式，選擇常規(guī)隧道與簡易隧道的同時(shí)，電力隧道的 建設(shè)規(guī)模也不斷向著長度大、直徑寬、運(yùn)行維護(hù)手段不斷完善的方向發(fā)展。電力電纜隧道加強(qiáng)消防建設(shè)和火災(zāi)防范與處置也被日益提到了重要的位置。

1 電纜隧道必須重視消防建設(shè)

電力電纜隧道中敷設(shè)的電纜不僅回路多，排列也相對(duì)密集。有的電纜隧道甚至不同電壓等級(jí)、不同用途的電纜混雜交錯(cuò)，即使一條電纜發(fā)生故障，也可能波及其他。輸電電纜是城市電網(wǎng)的核心部分，隧道內(nèi)敷設(shè)的往往是城市電網(wǎng)中最重要的輸電電纜線路，隧道及其中電纜線路的安全，直接關(guān)系到城市中心區(qū)電網(wǎng)的運(yùn)行安全。如果不加強(qiáng)消防設(shè)施的建設(shè)，可能延誤事故處置而造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)有關(guān)資料提供的情況，近幾年，國內(nèi)其他城市也曾發(fā)生多起電力隧道火災(zāi)事故。例如，我國某城市曾發(fā)生了一起電力隧道爆炸事故，隧道內(nèi)所有電纜都付之一炬，隧道頂蓋被也爆炸掀起，造成多名路人傷亡，爆炸著火的原因是因?yàn)榕R近隧道的天然氣管道發(fā)生泄漏進(jìn)入電纜溝內(nèi)，在放電火花或外界火源的誘發(fā)下發(fā)生了爆炸起火。可燃?xì)怏w進(jìn)入隧道，將會(huì)對(duì)隧道的防火帶來嚴(yán)重的威脅，在運(yùn)行中的隧道內(nèi)電纜發(fā)生外護(hù)套擊穿、電纜發(fā)生接地故障產(chǎn)生電火花或電弧、甚至在隧道內(nèi)有施工明火作業(yè)時(shí)，都有可能引燃?xì)怏w而發(fā)生爆炸、燃燒。而由于城市中電纜隧道所處的環(huán)境較為復(fù)雜，市政公共設(shè)施的建設(shè)施工又不斷影響著電纜隧道的周邊條件，臨近隧道的其他管道，如天然氣管道，加油站地下儲(chǔ)油罐體、管道泄漏，也增加了易燃易爆物質(zhì)對(duì)電纜隧道滲透或襲入的可能。

例2005年國內(nèi)某企業(yè)電纜隧道的火災(zāi)主要是因?yàn)椴捎昧顺溆碗娎|，電纜被盜賊割傷造成漏油，然后電纜故障將油點(diǎn)燃、大火將七十米隧道內(nèi)電纜全部燒毀，損失嚴(yán)重（見圖1）。

再如：2006年某城市的火災(zāi)導(dǎo)致隧道內(nèi)6條高壓電纜燒毀，很長時(shí)間才恢復(fù)正常供電，火災(zāi)起因不明，但導(dǎo)致火災(zāi)的主要原因是隧道內(nèi)電纜采用PE外護(hù)套沒有阻燃性能，著火之后很快蔓延至整個(gè)隧道，造成火災(zāi)損失擴(kuò)大（見圖2）。

2007年國內(nèi)某城市發(fā)生的220kV變電站全停事故是因?yàn)樗淼纼?nèi)一路采用消弧線圈接地系統(tǒng)的10kV電纜出現(xiàn)故障，接地電弧引燃隧道內(nèi)堆積的光纜，大火燒毀了同隧道的110kV電纜，加之上級(jí)保護(hù)拒動(dòng)，最后導(dǎo)致220kV變電站全停事故。原因是接地系統(tǒng)為經(jīng)消弧線圈接地，當(dāng)電纜發(fā)生接地故障時(shí)可長時(shí)間帶故障運(yùn)行，在放電電弧的作用下導(dǎo)致火災(zāi)事故。此外隧道內(nèi)高壓電纜接地系統(tǒng)發(fā)生破壞，如接地線被盜，交叉互聯(lián)線被盜，高壓電纜金屬護(hù)套上產(chǎn)生的懸浮電位導(dǎo)致電纜外護(hù)套擊穿放電導(dǎo)致火災(zāi)的情況也屢見不鮮。近幾年全國各地電力隧道內(nèi)防盜形勢(shì)日益嚴(yán)峻。北京、上海、天津、杭州等地均發(fā)生過高壓電纜接地線、交叉互聯(lián)線被盜事件。接地系統(tǒng)被破壞后，交叉互聯(lián)三段電纜的中間2段由于交叉互聯(lián)線被盜而完全懸空，懸空段電纜懸浮電壓將會(huì)達(dá)到4～6kV甚至更高。被盜接地線或交叉互聯(lián)線斷口處與電纜支架之間將會(huì)產(chǎn)生電弧放電，從而導(dǎo)致臨近高壓電纜外護(hù)套擊穿甚至、著火發(fā)生火災(zāi)。2009年2月10日昆明供電局在電纜隧道中敷設(shè)的110千伏及220千伏電纜，由于電纜中間接頭交叉互聯(lián)系統(tǒng)被盜，造成220kV七官Ⅱ回A相電纜中間接頭金屬防護(hù)層產(chǎn)生較高的懸浮電位，進(jìn)而使中間接頭處的同軸電纜擊穿放電，在持續(xù)放電電弧的高溫作用下，電纜外護(hù)套發(fā)生氣化，形成明火，向周圍蔓延，最終造成了220kV、110kV多個(gè)變電站全站停電的重大事故和大量的電纜燒毀（見圖3）。

2012年6月，我局科翔路隧道內(nèi)也曾發(fā)生220kV增棠甲線電纜護(hù)套嚴(yán)重?zé)疲渲蠧相電纜緊貼支架位置處的外護(hù)套完全燒融，在燒融面中心位置鋁護(hù)套已燒穿（見圖4）。

事后調(diào)查，原因?yàn)槭┕し啪€時(shí)，電纜擺放到支架上的施工安裝不正確，電纜支架與膠墊連接的螺絲安裝不當(dāng)，電纜在運(yùn)行過程中振動(dòng)、位移，使電纜與支架及膠墊連接的螺絲凸出，對(duì)電纜護(hù)層不斷磨損已，造成電纜外護(hù)套磨損導(dǎo)致燒融。幸好及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。若繼續(xù)發(fā)展下去，電纜主絕緣融化使絕緣強(qiáng)度不夠時(shí)，電纜會(huì)發(fā)生擊穿，嚴(yán)重的話會(huì)導(dǎo)致在科翔路隧道內(nèi)敷設(shè)的8回電纜全部燒毀，涉及損失不可估量。

通過上述對(duì)各地隧道火災(zāi)事故的原因分析，并深入分析隧道內(nèi)可能引發(fā)火災(zāi)的因素可以看出，隧道內(nèi)電纜火災(zāi)的主要成因有以下幾類：隧道內(nèi)有可燃物，包括電纜不阻燃、通訊光纜、可燃?xì)怏w、絕緣油等，可燃物的存在導(dǎo)致在放電電弧、火花或外來火源的誘發(fā)下著火成災(zāi)。以及隧道內(nèi)電纜設(shè)施被盜或施工不當(dāng)引發(fā)的電纜事故，這些都必須引起我們足夠的重視。

2 電力隧道消防建設(shè)的基本要求和措施

廣州供電局今、明二年計(jì)劃建成的隧道將有25km。按規(guī)劃至2020年我局建設(shè)的高壓電纜隧道將達(dá)到100公里。隨著電力隧道和隧道敷設(shè)的電纜不斷增多，電力隧道消防工作一直是電力隧道安全運(yùn)行的重點(diǎn)。電力隧道消防理念是“預(yù)防為主，防消結(jié)合”，首先是杜絕火源；其次是掌握現(xiàn)場(chǎng)的溫度情況，及時(shí)消除隱患；最后是采取隔離方法自熄。因此，建議電力隧道防火具體措施需做好以下幾點(diǎn)：

2.1 采用阻燃電纜或繞包防火膠帶

在電力隧道內(nèi)敷設(shè)的電力電纜必須采用阻燃電纜或繞包防火膠帶，禁止使用充油或油紙絕緣電纜，但對(duì)于早年敷設(shè)的非阻燃電纜均需繞包防火膠帶。阻燃護(hù)層式防火膠帶可以有效阻隔、防止電纜護(hù)層延燃，保護(hù)主絕緣。

2.2 采用阻燃槽盒保護(hù)通信電纜和光纜

對(duì)于進(jìn)隧道的通信電纜和光纜，為除了加強(qiáng)對(duì)其的阻燃性能把關(guān)之外，還在隧道兩側(cè)支架頂部放置兩個(gè)阻燃槽盒，將通信電纜和光纜放入阻燃槽盒，避免被外界火源波及或由于其破損導(dǎo)致油膏外溢而形成火災(zāi)隱患。

2.3 采用鎧裝電纜

除加強(qiáng)電纜本體自身保護(hù)外，對(duì)隧道內(nèi)的防火也可以起到一定有益的作用。從電纜制造工藝來講，鎧裝電纜的阻燃性能容易實(shí)現(xiàn)；此外，即使某條電纜存在電弧燒毀，而鋼鎧本身為不燃性材質(zhì)，可以一定程度上阻止火焰的蔓延。

2.4 用防火板隔離不同電壓等級(jí)的電纜

對(duì)于不同層支架敷設(shè)的電力電纜，在有接頭的地方用防火板將接頭與上下電纜層間隔離，10 kV和110kV及以上電纜之間用防火板隔離。電纜密集區(qū)段將10kV電纜接頭噴涂防火涂料或繞包防火包帶。

2.5 采用防火槽盒進(jìn)行電纜間防火隔離

在電力隧道內(nèi)電纜防火隔離多采用防火槽盒，防火槽盒具有良好密封性，當(dāng)電纜本體發(fā)生燃燒時(shí)，因槽內(nèi)部氧氣得不到充分補(bǔ)充，可以在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到自熄的效果，將火災(zāi)控制在最小的范圍。同時(shí)對(duì)防火槽盒外部的火源也能有效的及進(jìn)行隔離，從而達(dá)到保護(hù)槽盒內(nèi)高壓電纜安全運(yùn)行的效果。

2.6 加強(qiáng)隧道內(nèi)電纜溫度監(jiān)控

2.6.1 要運(yùn)用分布式光纖測(cè)溫技術(shù)使隧道消防理念由被動(dòng)接受逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樵诳亍⒖煽亍７植际焦饫w可分別安裝在電纜表面或直接將光纖制作在電纜金屬護(hù)套內(nèi)部。

2.6.2 利用感溫電纜能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電纜周圍的火情，并有報(bào)警功能。感溫電纜是以網(wǎng)狀形式分布于電纜敷設(shè)較密集的通道或高壓電纜與中低壓電纜混放的通道內(nèi)，有較好的監(jiān)測(cè)火情的功能，但是只有報(bào)警功能，不能進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和統(tǒng)計(jì)查詢。

2.6.3 采用有害氣體在線監(jiān)測(cè)的方式，監(jiān)控可燃易爆等有害氣體進(jìn)入隧道。對(duì)于可燃燒氣體如煤氣、油揮發(fā)氣體等有效成分進(jìn)行監(jiān)測(cè)，早發(fā)現(xiàn)，早處理，將火災(zāi)隱患消滅在萌芽狀態(tài)。

2.6.4 加裝接地電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以有效的在線監(jiān)測(cè)接地電流的變化，在接地系統(tǒng)發(fā)生接地電流過大或接地系統(tǒng)發(fā)生破壞、電纜外護(hù)套發(fā)生擊穿故障時(shí)均能有效的發(fā)現(xiàn)，從而避免接地系統(tǒng)故障所引發(fā)的隧道火災(zāi)。

2.7 在隧道內(nèi)劃分防火區(qū)及設(shè)置防火門

當(dāng)電纜隧道發(fā)生火災(zāi)情況后，防火門將是最后的屏障，它可以將電力隧道的火災(zāi)控制在某一區(qū)域內(nèi)，從而降低火災(zāi)的損失。

2.8 嚴(yán)格電纜外護(hù)套和接頭的防火要求

2.8.1 在電纜訂貨時(shí)，應(yīng)向廠家提出電纜非金屬護(hù)套，必須具有阻燃、無煙和低毒的功能。

2.8.2 對(duì)電纜接頭的外殼也必須要求具有阻燃、無煙和低毒的功能。如果一時(shí)不能達(dá)到這一要求，也必須采取涂防火漆來增強(qiáng)對(duì)外殼的防火功能。

2.9 封堵電力隧道穿墻孔洞

電纜穿越防火隔墻的孔洞、電纜穿出外界的孔洞、預(yù)留的孔洞等均應(yīng)用防火材料封堵。人員出入口工作間設(shè)置感煙探測(cè)器。

2.10 重視隧道消防驗(yàn)收工作

電纜隧道消防建設(shè)，是一項(xiàng)安全基礎(chǔ)工作，必須根據(jù)不同電纜隧道的電纜類別、敷設(shè)情況等，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，制定相應(yīng)的方案。在繼續(xù)完善現(xiàn)有隧道消防設(shè)施的同時(shí)，還需考慮做好新建電纜隧道消防設(shè)施的規(guī)范化設(shè)計(jì)和消防驗(yàn)收工作。

3 結(jié)束語

電力隧道是城市電力系統(tǒng)輸配電網(wǎng)架的重要組成部分，是確保電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)施，通過對(duì)電力隧道的規(guī)范管理可以為高壓電力電纜安全運(yùn)行提供良好的環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

叢光 韓曉鵬等 隧道電纜火災(zāi)成因分析[C] 中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)科技服務(wù)中心2008