一種電纜工井阻燃保護裝置的研制

陳玥玫

摘 要：針對電纜在發生火災時，為了達到及時、有效的完成對火災主動撲滅，因此研發此款可主動對電纜起火點進行撲滅的阻燃保護裝置。該裝置的安裝在不僅不影響電纜正常運行，同時在遇火時動作準確，且采用的材料安全穩定在高溫滅火后不會產生對人及設備有害的氣體及液體。

關鍵詞：阻燃；電纜工井；電纜通道

引言

目前，石獅市電力纜化總覆蓋率已達到80%，在市區已完成了電纜的全覆蓋化，而我國工井內電力電纜設計規程所要求的防火措施，只是對電線電纜著火后的被動消防。由于在實際施工與運行中，隨著負荷地不斷增加，導致電纜的增加、敷設的集中等，加劇了電線電纜火災的危險性；因此，在工程實際施工時須從危險因素的控制著手，根據相關標準采取相應的防火措施，做好電纜工井內的主動阻燃保護以便在火災發生時，能將火災遏制在可控的范圍內。

1問題分析

現階段，電纜阻燃保護主要是在依托于電纜工井內部防火封堵及電纜外層絕緣自身阻燃性的基礎上，通過防火封堵使其電纜通道內部氧氣有限，在出現起火點時隨著氧氣量的消耗及電纜外層絕緣自身的阻燃性，使起火點自行熄滅。通過對現階段電纜阻燃保護措施進行分析后，主要存在以下問題：

（1）防火封堵密閉性較差導致電纜阻燃保護效果較差。原因：①主要是由于防火泥隨著投運時間的增加導致防火泥老化干裂或脫落；②部分防火封堵未達到密封或部分未進行防火封堵，造成電纜在起火時防火封堵未能發揮出阻燃保護。

（2）電纜阻燃保護單一。現階段電纜阻燃保護功能較為單一，主要還是依靠封堵的措施進行防火，若防火封堵未密封或材料老化導致封堵不嚴時，容易造成較大的經濟損失。

（3）電纜外層絕緣阻燃性老化。在電纜長期帶載甚至是過載運行的情況下，導體本身的熱量會使電纜絕緣層和護套層產生局部老化的現象，從而造成電纜外層絕緣阻燃性能下降，不能達到國標GB/T18380.3的阻燃要求，引起由于電纜本身引發的起火或外部火源引起的起火，均無法通過自身材料的阻燃性完成熄滅。

通過對上述的問題分析表明，傳統的電纜阻燃方式存在諸多缺點，為了在起火后對起火點進行快速的控制，達到減少電纜創口長度的目的，主要從方案實施成本、實施難度、實施時限、實施效果、可推廣性等六方面進行分析，從而研發出一種電纜阻燃保護裝置，以起到對電纜管溝內著火點主動阻燃的效果，減少由火災造成的電纜損失。

2 提出方案

新型的阻燃保護裝置須具備以下條件：①一是，在電纜故障擊穿造成起火時，為避免火勢進一步擴大，需在6s內完成對起火點的控制，達到防止電纜著火且在著火后不延燃的目的；②二是，通過對工井內多管設施有效封堵，達到對電纜的空間分割；③三是，電纜外部絕緣層在老化的情況下，也需具備一定的阻燃性，實現電纜本身難燃化。

為此，綜合對相應的需求進行分析，采用膨脹材料為基礎的阻燃保護。在發生火災時，高溫成為套管內膨脹材料膨脹的觸發條件，當材料受熱膨脹后充斥整個套管，使其失去燃燒空間，從而達到滅火的效果。

3 對策實施情況

該裝置在泉州石獅市110kV古浮變10kV旭日Ⅱ回配套送出工程中做試點投運，該工程新敷設電纜線徑為Φ300的電力電纜約0.929km，新建工井8個，新敷設電纜通道約0.117km，預埋12管用于負荷新增。

3.1 電纜工井阻燃模塊安裝流程

（1）清理工井：清掃工井基礎墻，安裝工井接地，確保工井有效接地。

（2）尺寸確定：防火板與基層搭接長度≥4cm，根據該尺寸及防火板尺寸確定螺栓或自攻螺絲孔位，螺栓軸心間距≤15cm，每邊均分。并保證在每個轉角處有膨脹螺絲固定。

（3）切割防火板：用板材切割工具，按現場尺寸割切防火板，不能損壞未切割部分不銹鋼材料與鋼絲、鋁箔等材料，并先試裝確定是否達到安裝要求。

（4）銼鈍防火板邊緣：用銼刀銼鈍防火板切割后的不銹鋼材料板邊緣，以防損傷電纜。

（5）阻火帶安裝：每根電纜穿越防火板處加裝阻火帶，阻火帶須反復纏繞兩圈，確保高溫時能夠有效封堵通道口，同時阻火帶可隨意拆除，重復使用。

3.2 電纜涂料安裝施工前準備

（1）涂料開封前，應清除桶蓋周圍的灰塵及雜物，仔細檢查并確認涂料的品種、牌號、儲存有效期等是否符合要求；使用前應攪拌均勻，以充分發揮涂料的效能。

（2）涂料稀釋遵守稀釋劑的配套型號及用量，涂料稀釋后應攪拌均。防火涂料內加入金屬化合物（用Al（OH）3和Mg（OH）2：作為阻燃劑）作為阻燃劑，該金屬混合物的吸收效應使電纜具有阻燃性。金屬化合物Al（OH）3為34.6%，Mg（OH）2為31%。

（3）涂刷前應使用60-100目的篩子濾出油漆中較大的顆粒、漆皮及雜質，過濾后的油漆加蓋保護。

3.3 電纜涂料的安裝施工工藝

在涂刷施工前，應做好電纜上的灰塵、油污及其它污垢進行清除，以免影響防火涂料附著。在涂刷施工時，環境相對濕度應不大于80%，氣溫在5～40℃之間（大風、雷雨天不得進行戶外作業），其中需特別注意復涂的時間和干燥情況，一般應間隔20分鐘。在涂刷施工后，應確保涂刷厚度達到1mm，相鄰的電纜靠近電纜頭的部分應涂刷防火涂料。

結束語

該裝置在投運之初，因電纜運行負荷不大及外層絕緣阻燃性較好，短時未產生可觀的經濟效益。但該裝置有效年限約為20年，隨著投運時間、負荷的增加以及運行環境的惡化、電纜的老化，其故障次數也會隨之上升。按設備投運有效期20年對該線路理論預算穿透30起，按每起可節省6000元材料費用，共計節約180000元。同時該設備投運于8個工井安裝該裝置，其單個設備成本7000元，共計成本56000元，利用該裝置大約可節約124000元。此外，電纜工井防火項目一直為運檢部重點關注的項目，由于石獅市電力纜化程度較高，該裝置的投運能讓電纜運行安全上升一個級別，能夠在電纜通道火災發生時，有效分離消防空間，避免火勢蔓延對電纜線路造成更大的損失。

參考文獻：

[1]朱志飛，王克英.電力電纜火災在線監測系統的設計.廣東電力，2002，15（5）：39-41

[2]劉水和.電線電纜防火性能分析.科技創新與應用，2016（6）：287-288

[3]伍文慧.一種用于電纜的防火涂料及其制備方法：中國，2017（10）： 42-48