電纜隧道消防問題探討

傅曉凌

（福建省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院）

前言

電纜隧道布設(shè)在地下，環(huán)境相對(duì)單一，不會(huì)受到外界的影響。但同時(shí)也存在工作人員很少到達(dá)，若不進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，較難發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患等問題。一般隧道空間較為狹長(zhǎng)，能見度差，一旦發(fā)生火災(zāi)，因煙霧彌漫，消防人員很難發(fā)現(xiàn)著火點(diǎn)，撲救比較困難。

1 電纜隧道火災(zāi)原因分析

電纜隧道內(nèi)的運(yùn)行環(huán)境單一，運(yùn)行期間由于外界因素引起的火災(zāi)可能性極小，隧道內(nèi)火災(zāi)隱患主要是電纜火災(zāi)。

雖然電纜引起的火災(zāi)可能性較低，但還是偶有發(fā)生，比如遼寧發(fā)電廠由于電纜接頭過熱引起火災(zāi)；富拉爾基發(fā)電廠電纜溝內(nèi)發(fā)生了火災(zāi)；渾江發(fā)電廠二號(hào)循環(huán)水控制電纜中間頭過熱，燒毀了溝內(nèi)的所有電纜溝造成被迫停機(jī)事故，上海供電局因電纜中間頭過熱引起電纜隧道火災(zāi)，大面積電纜被燒損，導(dǎo)致市區(qū)局部停電事故等等。

通過對(duì)歷史上多次事故分析發(fā)現(xiàn)，外力損傷及運(yùn)行環(huán)境不良引起的電纜事故占總事故的82%，電纜本身引起的火災(zāi)所占比例較小，引起電纜火災(zāi)發(fā)生的主要原因有如下情況：

（1）動(dòng)力電纜中間接頭制作質(zhì)量不良、壓接頭不緊、接觸電阻過大，長(zhǎng)期運(yùn)行造成的電纜頭過熱燒穿絕緣。電纜中間接頭的壓接質(zhì)量好壞，只能在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)越容易發(fā)生過熱燒穿事故。

（2）接地故障電流引起火災(zāi)。據(jù)測(cè)，僅0.5A的電流的電弧溫度可達(dá)2000℃以上，足以引燃所有可燃物。

（3）長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行、受潮和受熱等，絕緣層會(huì)被損壞，發(fā)生短路等引起電纜火災(zāi)。除了因用電設(shè)備短路且保護(hù)拒動(dòng)引起的電纜火災(zāi)外，電纜由于上述原因產(chǎn)生火災(zāi)的發(fā)展速度比較緩慢、時(shí)間較長(zhǎng)，完全可以通過線性纜式感溫探測(cè)器及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故隱患，防止并杜絕火災(zāi)事故的發(fā)生。

2 電纜隧道內(nèi)火災(zāi)的特點(diǎn)

電力隧道適用于大容量電纜的長(zhǎng)距離傳輸。一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢(shì)會(huì)沿著電纜燃燒，燃燒較慢、出煙濃；如果電纜分層或交叉鋪設(shè)，火勢(shì)將會(huì)發(fā)展為立體燃燒。根據(jù)其燃燒形態(tài)，火災(zāi)主要有以下特點(diǎn)：

（1）空間封閉，熱量不易散去，一旦發(fā)生火災(zāi)，發(fā)展迅猛。

（2）空間狹長(zhǎng)，人員疏散困難。

（3）縱坡大，容易形成煙囪效益，煙火傳播迅速。

（4）由于空間和環(huán)境限制，滅火和撲救困難。

3 電纜消防設(shè)計(jì)的主要原則

根據(jù)以上分析，針對(duì)電纜隧道位于地下，一旦發(fā)生火災(zāi)，城市消防較難到達(dá)，故電纜隧道的消防應(yīng)立足于自救。根據(jù)國(guó)家基本建設(shè)的有關(guān)政策和“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的方針，在做好預(yù)防工作的同時(shí)，再配備必要的消防措施。

“預(yù)防為主”主要指的是被動(dòng)防火措施，主要包括以下方面：

（1)電纜設(shè)計(jì)自身的防火措施。

（2)被動(dòng)的防火措施，如防火分區(qū)、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控等。

主動(dòng)的消防措施：

（1）配置滅火器。

（2）設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)。

以下結(jié)合廈門電力進(jìn)島第四電纜隧道工程（海底部分）所采取的被動(dòng)、主動(dòng)滅火措施，對(duì)電纜隧道可采取的滅火方式進(jìn)行探討。

廈門電力進(jìn)島第四電纜隧道（海底部分）布置于翔安海底交通隧道的服務(wù)隧道下方，其消防的重要性就顯得尤為重要，具體布置位置詳見圖1。

圖1

4 被動(dòng)防火措施

4.1 電纜自身的防火措施

4.1.1 選擇高可靠性的電纜及其附件

絕緣材料：常用的220kV電壓等級(jí)電纜的絕緣材料有油浸紙絕緣和交聯(lián)聚乙烯絕緣。油浸紙絕緣電纜已有幾十年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，制造技術(shù)成熟可靠，性能穩(wěn)定。與充油電纜相比，交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜具有較高的允許工作溫度，較小的彎曲半徑，重量輕，附件少等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)效益明顯。但從安全性和環(huán)境保護(hù)來看，交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜沒有發(fā)生油料滲漏的隱憂，防火、防爆性能好，在電力系統(tǒng)工程中運(yùn)行良好。

金屬護(hù)套：目前，電纜金屬護(hù)套有：鉛合金護(hù)套、皺紋鋁護(hù)套。從金屬護(hù)套的短路容量方面考慮，鋁較鉛的導(dǎo)電性能好，能耐受較大的短路電流。從消防的角度分析，采用皺紋鋁護(hù)套比鉛合金護(hù)套有利。

電纜附件：電纜線路的主要附件為電纜中間接頭。20世紀(jì)80年代前，擠塑絕緣電纜的附件型式眾多，在西方國(guó)家多以繞包、模塑為主流，同時(shí)發(fā)展熱縮、冷縮附件，故障類型繁雜。近十幾年來，成功地開發(fā)了組合預(yù)制式、整體預(yù)制式等工廠預(yù)制型電纜附件，投入電網(wǎng)運(yùn)行，取得了良好的效果，我國(guó)近10年來新建的電纜線路也多采用預(yù)制式電纜附件，至今運(yùn)行良好。

4.1.2 電纜過電壓保護(hù)

電纜線路采用氧化鋅避雷器防止雷電波入侵，同時(shí)電纜金屬護(hù)套不直接接地端裝設(shè)外護(hù)層絕緣保護(hù)器，當(dāng)金屬護(hù)層上的感應(yīng)電壓接近電纜外護(hù)層的絕緣水平時(shí)，保護(hù)器動(dòng)作，保證電纜外護(hù)層不因過電壓而擊穿造成事故。

4.2 監(jiān)控系統(tǒng)

4.2.1 設(shè)置電纜監(jiān)控系統(tǒng)

設(shè)置溫控系統(tǒng)：沿電纜隧道全線布置溫度監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)視通道氣溫及電纜的實(shí)時(shí)運(yùn)行溫度，溫控系統(tǒng)與通道通風(fēng)、消防、報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，確保電纜線路的安全運(yùn)行。

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)：設(shè)置智能火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及光纖測(cè)溫系統(tǒng)。保證火情能早期發(fā)現(xiàn)，并通報(bào)，及時(shí)通知人員進(jìn)行疏散和采取相應(yīng)措施，預(yù)防和減少人員傷亡、控制火災(zāi)損失。

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)由手動(dòng)報(bào)警裝置、聲光報(bào)警器、電話插孔、報(bào)警控制盤組成。

在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警主控制盤內(nèi)建立一套專用的火災(zāi)對(duì)講電話系統(tǒng)。利用手提電話機(jī)插入手動(dòng)報(bào)警裝置旁的對(duì)講電話插孔，接入火災(zāi)對(duì)講電話系統(tǒng)。

在各防火分區(qū)內(nèi)按規(guī)定距離設(shè)置聲光報(bào)警器。

4.2.2 加強(qiáng)電纜的預(yù)防性試驗(yàn)及監(jiān)視

一般來說，電纜頭是電纜絕緣的薄弱環(huán)節(jié)，所以加強(qiáng)對(duì)電纜頭的監(jiān)視和管理是電纜防火的重要環(huán)節(jié)。如發(fā)現(xiàn)電纜頭有不正常溫升或有氣味、煙霧時(shí)，應(yīng)及早退出運(yùn)行，避免電纜頭在運(yùn)行中著火。另外，電纜隧道要有完善的防鼠、蛇竄入的設(shè)施，防止小動(dòng)物破壞電纜絕緣引發(fā)事故。

發(fā)生火災(zāi)時(shí)，電纜隧道的氣溫可能上升，此時(shí)應(yīng)關(guān)閉電纜隧道的通風(fēng)換氣系統(tǒng)，使電纜隧道處于獨(dú)立運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)減少電纜線路負(fù)荷，密切監(jiān)視電纜隧道及電纜外皮的溫度，使電纜處于安全運(yùn)行模式。

4.2.3 消防聯(lián)動(dòng)控制

采用聯(lián)動(dòng)控制裝置含于報(bào)警盤內(nèi)，當(dāng)光纖測(cè)溫系統(tǒng)探測(cè)到火災(zāi)發(fā)生或手動(dòng)報(bào)警時(shí)，可對(duì)區(qū)域內(nèi)各相關(guān)消防設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)啟動(dòng)或經(jīng)人工確認(rèn)后遠(yuǎn)傳啟動(dòng)。內(nèi)容包括：

自動(dòng)切斷火災(zāi)發(fā)生區(qū)域的照明電源；

自動(dòng)切斷火災(zāi)發(fā)生區(qū)域的檢修電源；

自動(dòng)啟動(dòng)火災(zāi)發(fā)生區(qū)域的聲光報(bào)警器。

自動(dòng)啟停各分區(qū)的軸流風(fēng)機(jī)并監(jiān)視軸流風(fēng)機(jī)的狀態(tài)；

在終端變電站控制室內(nèi)設(shè)置緊急停止電纜隧道軸流風(fēng)機(jī)的硬接線按鈕。

4.3 電纜隧道結(jié)構(gòu)防火措施

電纜隧道采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求耐火等級(jí)要求。

根據(jù)《城市電力電纜線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》（DL/T5221-2005）第13.3.1條規(guī)定，電纜隧道每隔200m設(shè)一防火分區(qū)，用阻火墻分隔，阻火墻采用阻火包壘成，厚度300mm，阻火墻上設(shè)甲級(jí)防火門，防火門平時(shí)處于常閉狀態(tài)，可手動(dòng)雙向開啟。

電纜隧道沿縱向每隔75m設(shè)安全孔，供巡檢修人員出入，同時(shí)當(dāng)電纜線路故障時(shí)，可讓人員就近迅速逃離通道。

4.4 消防照明

每個(gè)防火分區(qū)內(nèi)每隔約10m在電纜隧道頂部設(shè)一盞疏散照明指示燈，用于發(fā)生火災(zāi)或其他原因引起斷電時(shí)的人員疏散指示。為防止火災(zāi)時(shí)疏散指示標(biāo)志被毀壞，影響安全疏散，采用耐火耐高溫性能的疏散照明指示燈。

5 主動(dòng)滅火措施

主動(dòng)滅火措施即指一旦發(fā)生火情采取的措施，有移動(dòng)式滅火器或配置自動(dòng)滅火系統(tǒng)。現(xiàn)在目前國(guó)內(nèi)電纜隧道均配有移動(dòng)式滅火器，但極少布置自動(dòng)滅火系統(tǒng)。

廈門電力進(jìn)島第四電纜隧道與交通隧道結(jié)合的設(shè)計(jì)方式，不僅是電纜隧道的安全問題，其與交通隧道的關(guān)系，電纜隧道的消防安全顯得更為重要。此工程經(jīng)國(guó)內(nèi)消防、電纜業(yè)內(nèi)的專家論證，采取將電纜置于無(wú)機(jī)不燃阻火槽盒中，并在阻火槽盒中電纜以外的空隙填充阻火包，并在電纜接頭處設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)。

5.1 移動(dòng)式滅火器配置

電纜隧道內(nèi)除了經(jīng)過培訓(xùn)的工作人員進(jìn)入外，無(wú)外人可以進(jìn)入，其環(huán)境相對(duì)單純，不存在有可燃介質(zhì)，故電纜隧道內(nèi)采用滅火器作為消防設(shè)施是非常經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的，其處理臨時(shí)突發(fā)狀況也是最為及時(shí)、有效的。

根據(jù)工程實(shí)踐情況，在電力隧道每一應(yīng)急出口附近設(shè)置手提式磷酸銨鹽干粉滅火器；同時(shí)在每一防火分區(qū)內(nèi)每隔25～30m設(shè)置手提式磷酸銨鹽干粉滅火器。

5.2 自動(dòng)滅火系統(tǒng)

在做好電纜本身的防火防爆措施的前提下，電力部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城市電力電纜線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》（DL/T5221-2005）第13.3.3“在電纜進(jìn)出線特別集中的隧道、電纜夾層和豎井中，可加設(shè)濕式自動(dòng)噴水滅火、水噴霧滅火或氣體滅火等固定滅火裝置”的規(guī)定，確定了設(shè)置自動(dòng)滅火裝置的原則。其可采用的自動(dòng)滅火措施有：水噴霧或者氣體滅火措施。

廈門電力進(jìn)島第四電纜隧道工程為特長(zhǎng)型的海底電纜隧道（約5.95km），由于電纜隧道太長(zhǎng)，受空間及場(chǎng)地的限制，全程使用濕式自動(dòng)噴水和水噴霧滅火系統(tǒng)均不適合；現(xiàn)有國(guó)內(nèi)適用于電氣火災(zāi)的氣體滅火系統(tǒng)消防方式有七氟丙烷自動(dòng)滅火系統(tǒng)、CO2氣體滅火系統(tǒng)、1301滅火系統(tǒng)、超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)、SDE氣體滅火系統(tǒng)等，考慮到場(chǎng)地與空間高度的限制及環(huán)保的要求，在經(jīng)濟(jì)、可靠前提下的，較為適合工程的滅火方案有兩個(gè)：方案一：超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)；方案二：SDE氣體滅火系統(tǒng)。

以上兩方案具備各自特點(diǎn)，超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)具有安裝簡(jiǎn)便，運(yùn)行維護(hù)方便，一次一處火情的損失小，遇火能自發(fā)啟動(dòng)，不需要火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)提供電信號(hào)，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，避免了誤報(bào)誤噴，可靠性高；而無(wú)管網(wǎng)SDE氣體滅火系統(tǒng)一次火情的損失較大，且控制報(bào)警系統(tǒng)復(fù)雜，與方案一相比需要另增加一套感煙探測(cè)及相關(guān)報(bào)警系統(tǒng)，同時(shí)火情后氣體的排放增加服務(wù)通道的通風(fēng)壓力，若滿足規(guī)范要求迅速排放氣體，這就意味著通道的通風(fēng)排煙系統(tǒng)投資將大幅增加。綜合以上因素并結(jié)合工程的特點(diǎn)，廈門電力進(jìn)島第四電纜隧道采用超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)以上消防系統(tǒng)的分析，筆者認(rèn)為電力隧道消防是一個(gè)系統(tǒng)工程，預(yù)防是關(guān)鍵，在做好預(yù)防的前提下，避免外在的火災(zāi)隱患是電纜隧道消防重點(diǎn)，是否設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定。同時(shí)由于電力隧道還在發(fā)展中，消防中還有些問題需要在運(yùn)行中不斷的完善和解決。

[1]《城市電力電纜線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》（DL/T5221-2005）.

[2]中華人民共和國(guó)公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).《干粉滅火裝置》（GA602-2006）.

[3]中華人民共和國(guó)公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).《氣溶膠滅火系統(tǒng)》（GA499.1-2010）.

[4]《火探管式自動(dòng)探火滅火裝置設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)范》（DBJ04-231-2005）.山西省地方標(biāo)準(zhǔn)2005-8-01實(shí)施.

[5]《超細(xì)干粉自動(dòng)滅火裝置設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)范》（DB35/T1153-2011）福建省地方標(biāo)準(zhǔn).2011-10-01實(shí)施.