再談電力電纜隧道的消防建設

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

關(guān)鍵詞：電力電纜隧道；火災事故；防范與處置；消防建設

為了適應城市建設和電網(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)點得到了廣泛的應用。由于受城市規(guī)劃審定的走廊位置以及工期、造價等因素的影響，在考慮電纜敷設方式，選擇常規(guī)隧道與簡易隧道的同時，電力隧道的 建設規(guī)模也不斷向著長度大、直徑寬、運行維護手段不斷完善的方向發(fā)展。電力電纜隧道加強消防建設和火災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

電力電纜隧道中敷設的電纜不僅回路多，排列也相對密集。有的電纜隧道甚至不同電壓等級、不同用途的電纜混雜交錯，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)的運行安全。如果不加強消防設施的建設，可能延誤事故處置而造成重大的經(jīng)濟損失。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為臨近隧道的天然氣管道發(fā)生泄漏進入電纜溝內(nèi)，在放電火花或外界火源的誘發(fā)下發(fā)生了爆炸起火。可燃氣體進入隧道，將會對隧道的防火帶來嚴重的威脅，在運行中的隧道內(nèi)電纜發(fā)生外護套擊穿、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，都有可能引燃氣體而發(fā)生爆炸、燃燒。而由于城市中電纜隧道所處的環(huán)境較為復雜，市政公共設施的建設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，加油站地下儲油罐體、管道泄漏，也增加了易燃易爆物質(zhì)對電纜隧道滲透或襲入的可能。

例2005年國內(nèi)某企業(yè)電纜隧道的火災主要是因為采用了充油電纜，電纜被盜賊割傷造成漏油，然后電纜故障將油點燃、大火將七十米隧道內(nèi)電纜全部燒毀，損失嚴重（見圖1）。

再如：2006年某城市的火災導致隧道內(nèi)6條高壓電纜燒毀，很長時間才恢復正常供電，火災起因不明，但導致火災的主要原因是隧道內(nèi)電纜采用PE外護套沒有阻燃性能，著火之后很快蔓延至整個隧道，造成火災損失擴大（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為隧道內(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，加之上級保護拒動，最后導致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，當電纜發(fā)生接地故障時可長時間帶故障運行，在放電電弧的作用下導致火災事故。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，高壓電纜金屬護套上產(chǎn)生的懸浮電位導致電纜外護套擊穿放電導致火災的情況也屢見不鮮。近幾年全國各地電力隧道內(nèi)防盜形勢日益嚴峻。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達到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產(chǎn)生電弧放電，從而導致臨近高壓電纜外護套擊穿甚至、著火發(fā)生火災。2009年2月10日昆明供電局在電纜隧道中敷設的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層產(chǎn)生較高的懸浮電位，進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，電纜外護套發(fā)生氣化，形成明火，向周圍蔓延，最終造成了220kV、110kV多個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增棠甲線電纜護套嚴重燒灼，其中C相電纜緊貼支架位置處的外護套完全燒融，在燒融面中心位置鋁護套已燒穿（見圖4）。

事后調(diào)查，原因為施工放線時，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，電纜在運行過程中振動、位移，使電纜與支架及膠墊連接的螺絲凸出，對電纜護層不斷磨損已，造成電纜外護套磨損導致燒融。幸好及時發(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度不夠時，電纜會發(fā)生擊穿，嚴重的話會導致在科翔路隧道內(nèi)敷設的8回電纜全部燒毀，涉及損失不可估量。

通過上述對各地隧道火災事故的原因分析，并深入分析隧道內(nèi)可能引發(fā)火災的因素可以看出，隧道內(nèi)電纜火災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、可燃氣體、絕緣油等，可燃物的存在導致在放電電弧、火花或外來火源的誘發(fā)下著火成災。以及隧道內(nèi)電纜設施被盜或施工不當引發(fā)的電纜事故，這些都必須引起我們足夠的重視。

2 電力隧道消防建設的基本要求和措施

廣州供電局今、明二年計劃建成的隧道將有25km。按規(guī)劃至2020年我局建設的高壓電纜隧道將達到100公里。隨著電力隧道和隧道敷設的電纜不斷增多，電力隧道消防工作一直是電力隧道安全運行的重點。電力隧道消防理念是“預防為主，防消結(jié)合”，首先是杜絕火源；其次是掌握現(xiàn)場的溫度情況，及時消除隱患；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：

2.1 采用阻燃電纜或繞包防火膠帶

在電力隧道內(nèi)敷設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，但對于早年敷設的非阻燃電纜均需繞包防火膠帶。阻燃護層式防火膠帶可以有效阻隔、防止電纜護層延燃，保護主絕緣。

2.2 采用阻燃槽盒保護通信電纜和光纜

對于進隧道的通信電纜和光纜，為除了加強對其的阻燃性能把關(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致油膏外溢而形成火災隱患。

2.3 采用鎧裝電纜

除加強電纜本體自身保護外，對隧道內(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的電纜

對于不同層支架敷設的電力電纜，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，當電纜本體發(fā)生燃燒時，因槽內(nèi)部氧氣得不到充分補充，可以在短時間內(nèi)達到自熄的效果，將火災控制在最小的范圍。同時對防火槽盒外部的火源也能有效的及進行隔離，從而達到保護槽盒內(nèi)高壓電纜安全運行的效果。

2.6 加強隧道內(nèi)電纜溫度監(jiān)控

2.6.1 要運用分布式光纖測溫技術(shù)使隧道消防理念由被動接受逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樵诳?、可控。分布式光纖可分別安裝在電纜表面或直接將光纖制作在電纜金屬護套內(nèi)部。

2.6.2 利用感溫電纜能實時監(jiān)測電纜周圍的火情，并有報警功能。感溫電纜是以網(wǎng)狀形式分布于電纜敷設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)測火情的功能，但是只有報警功能，不能進行實時分析和統(tǒng)計查詢。

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

2.6.4 加裝接地電流監(jiān)測系統(tǒng)可以有效的在線監(jiān)測接地電流的變化，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、電纜外護套發(fā)生擊穿故障時均能有效的發(fā)現(xiàn)，從而避免接地系統(tǒng)故障所引發(fā)的隧道火災。

2.7 在隧道內(nèi)劃分防火區(qū)及設置防火門

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

2.8 嚴格電纜外護套和接頭的防火要求

2.8.1 在電纜訂貨時，應向廠家提出電纜非金屬護套，必須具有阻燃、無煙和低毒的功能。

2.8.2 對電纜接頭的外殼也必須要求具有阻燃、無煙和低毒的功能。如果一時不能達到這一要求，也必須采取涂防火漆來增強對外殼的防火功能。

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、預留的孔洞等均應用防火材料封堵。人員出入口工作間設置感煙探測器。

2.10 重視隧道消防驗收工作

電纜隧道消防建設，是一項安全基礎工作，必須根據(jù)不同電纜隧道的電纜類別、敷設情況等，經(jīng)過經(jīng)濟技術(shù)比較，制定相應的方案。在繼續(xù)完善現(xiàn)有隧道消防設施的同時，還需考慮做好新建電纜隧道消防設施的規(guī)范化設計和消防驗收工作。

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)濟運行的關(guān)鍵設施，通過對電力隧道的規(guī)范管理可以為高壓電力電纜安全運行提供良好的環(huán)境。

參考文獻

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