鋼鐵企業電纜火災防范措施探討

劉立燦

（河鋼股份有限公司邯鄲分公司能源中心，河北邯鄲 056015）

前言

鋼鐵企業是電能消耗大戶。大型鋼鐵企業都建有本企業管轄的110 kV、220 kV 變電站，通過電纜隧道使用高壓電力電纜向煉鐵、煉鋼、軋鋼等各工序供電。電纜隧道內電纜一般非常集中，如果發生火災，可引燃隧道內全部電纜，造成大面積停電停產，而且隧道內空間狹小，滅火和事故搶修都十分困難，甚至發生將隧道內電纜全部燒毀的惡性事故。據了解，許多鋼鐵企業都曾發生類似惡性事故，損失巨大。因此，鋼鐵企業電力電纜火災防范是一項非常重要的工作。

1 幾起典型電纜火災案例

下面對幾起典型的電纜火災事故，進行簡要的介紹和分析。

1.1 35 kV電纜護層絕緣損傷引起的電纜著火事故

某220 kV變電站中央信號突然發出35 kV母線單相接地報警信號。變電站值班人員立即組織對變電站設備進行巡查，當進入35 kV 配電室時，有明顯的絕緣膠皮燒糊所產生的刺鼻氣味，經仔細檢查，發現有黑煙從電纜隧道通過電纜過墻管的縫隙進入電纜夾層。初步判斷為電纜隧道內電纜著火。立即向調度匯報，聯系電纜停電，同時通知電纜巡檢人員檢查電纜。在聯系停電的過程中，電纜隧道內發出巨大的爆炸聲音，兩路35 kV 配出開關柜速斷保護動作跳閘。在隧道內電纜全部停電并對隧道內著火電纜完成滅火后，檢查發現著火最嚴重的位置有兩路35 kV 電纜短路放炮，另兩路電纜燒損嚴重。立即組織搶修，局部重新敷設電纜，制作電纜頭，經過20 h 的搶修，全部恢復送電。這次事故，導致2 座煉鋼廠精煉爐停產20 h，影響鋼產量約1 萬t，經濟損失約1 000 萬元。

經過現場仔細勘察，著火最嚴重的35 kV 電纜處于最下方，著火處鋼絲鎧已經放電完全燒斷，電纜弧光接地短路產生的高溫已將該處的電纜支架局部熔化。沿著電纜檢查，發現該35 kV 電纜外護套不遠處也有多處破損。經分析，該電纜著火的原因是外護套破損，外護套破損處的鋼絲鎧與電纜支架接觸接地，原有的護層交叉換位三等分段失效，導致電纜鋼絲鎧護層在該處與角鋼支架短路電流增大，發熱打火引燃電纜。最終導致該電纜及上部臨近的電纜絕緣燒壞，發生相間短路跳閘事故。下部電纜著火后，將上面的兩路電纜也燒蝕嚴重。

1.2 鋼包漏鋼引起的電氣火災事故

某煉鋼廠在冶煉操作時，由于員工操作不當，造成鋼包傾覆鋼水外泄，1 700 ℃高溫鋼水流進電纜溝，引燃電纜溝內的電纜，大火沿著電纜溝燒到不遠處的配電室，將配電室內配電柜引燃，造成該煉鋼廠局部停產近20 d，影響鋼產量近30 萬t，直接和間接經濟損失約9 500 萬元。

鋼鐵冶金行業煉鐵高爐、煉鋼轉爐、軋鋼加熱爐、鍋爐等崗位，屬于高溫崗位，如果操作不當，高溫鐵水、鋼水及其他熱源泄漏，很有可能引燃電纜，導致整個產線停產，而且恢復難度大、時間長，損失巨大。

1.3 電纜被盜割引發的隧道火災事故

某日深夜，某110 kV 變電站突發10 余路6 kV、10 kV 開關柜保護動作跳閘，立即安排電纜巡檢人員進行檢查，發現距離該站200 m 左右電纜隧道通風井冒出濃煙，判斷為電纜隧道內發生火災。聯系消防部門組織滅火，大火撲滅后，進入隧道檢查，發現著火最嚴重的位置有斷線鉗和鋼鋸，一名奄奄一息的人趴在隧道內。經過公安部門審訊，有2 人晚上潛入電纜隧道，利用鋼鋸和斷線鉗盜割隧道內廢棄的電纜，誤鋸了運行的帶電電纜，造成短路放炮，將隧道內20 余條高壓電纜引燃。鋸電纜的一人在電纜放炮時發生觸電和燒傷，無法逃跑，另一人卻沿著隧道從附近通風井逃跑，隨后也被公安人員抓獲。

此次事故造成23 條6～10 kV 電纜燒毀，直接經濟損失超過100 萬元。可見電纜防盜也是一項需要常抓不懈的重要工作。

2 電纜火災防范措施

從前面介紹的幾起電纜火災事故可以看出，發生電纜火災事故的原因，既有電纜本身缺陷導致的發熱引燃電纜，也有外部高溫引燃電纜及人為破壞導致絕緣擊穿放炮造成火災。且電纜火災事故經濟損失巨大，恢復時間長，對企業的生產經營影響巨大。防范電纜火災事故的發生，對企業正常的安全生產、提升經濟效益意義重大。需要從設計階段、施工階段、運行維護階段嚴格遵守國家及電力行業標準、規范、規程，采取綜合的技術措施和管理措施，才能達到預期的效果。

2.1 電纜工程在規劃和設計時應完善防火設計

電纜工程的規劃和設計嚴格遵守《電力工程電纜設計規范》（GB50217）、《火力發電廠與變電站設計防火規范》（GB50229）、《建筑設計防火規范》（GB50016）、《電力設備典型消防工程》（DL5027）以及《鋼鐵企業設計防火標準》（GB50414），確保電纜工程的電纜選型、敷設方式、防火設計符合國家及行業標準；視頻監控、紅外報警等防盜設施也要設計齊全。

（1）路徑的選擇

如果變電站、配電室有兩回以上的電源電纜，其中一回電纜要與其他回路電源電纜應沿不同的路徑敷設；如果是一級負荷，要有兩個電源點供電，兩回電纜走不同的路徑。防止因一個電纜通道發生火災，導致變電站、配電室全部電源停電。

（2）電纜選用

合理選用電纜芯線導體的截面及防火等級，可以避免電纜導體過載發熱引起的火災并遏制、延緩火災的蔓延。

電纜導體截面的選擇，應按經濟電流截面選用，且持續最大負荷電流應小于電纜允許的載流量。并按照電纜回路數、敷設方式、環境溫度進行校驗。防止電纜運行過程中溫度過高。

敷設在變電站、配電室電纜夾層、電纜豎井、電纜隧道、電纜溝、電纜架空通廊等處與空氣接觸的電纜，以及在發電機組主廠房、燃油系統的電纜，應選用阻燃電纜。

在外部火勢作用一定時間內需維持通電的場所或回路，例如計算機監控、報警、應急照明以及可能有熔化金屬濺落等易燃場所明敷的電纜，應選用具有耐火性的電纜。

在油罐區、高溫場所、消防電源等耐火要求高且敷設安裝和經濟合理時，可采用礦物絕緣電纜。

（3）護層接地方式的選擇

電纜通過負荷電流時，就會在芯線導體周圍產生交變電磁場，電纜的金屬護層就會感應電動勢。合理選擇電纜護層接地方式，可以有效避免因金屬護層感應電動勢過大導致的放電、護層電流發熱及引發的著火，金屬護層感應電壓過高還有可能對人身構成電擊傷害。

三芯電纜的金屬護層，應在電纜兩側終端頭接地。

單芯電纜的金屬護層接地方式：如果金屬護層感應電動勢小于50 V，可以采用一端接地、另一端經過護層保護器接地；如果金屬護層感應電動勢大于50 V，可以采取中間接地、兩端經護層保護器接地或采用交叉換位互聯方式接地。

（4）阻火方式的設計

電纜溝道、夾層、豎井內設置防火阻隔及封堵，可以將火災限制在一定范圍，防止火災蔓延。

電纜構筑物中電纜引至電氣柜、盤或控制屏、臺的開孔部位，電纜貫穿隔墻、樓板的孔洞處、工作井中電纜管孔等部位均應實施阻火封堵。

在電纜隧道或重要回路的電纜溝中的分支處、至控制室的入口處、長距離電纜隧道每隔200 m 處，宜設置阻火墻，為便于巡檢、維護人員的通過，阻火墻上設置防火門。

（5）設計配置滅火器具、阻燃涂料

電纜夾層電纜密集處、電纜溝道中電纜中間接頭，設計安裝懸掛式滅火器（彈），電纜中間接頭處兩側全部電纜涂刷防火涂料?？梢杂行ё柚闺娎|著火事故的擴大。

（6）設計自動監控系統

目前，電纜的視頻監控系統、紅外防盜報警系統、火災自動報警系統、局部放電監測系統、護層接地電流監控系統、溫度監控系統等都有比較成熟的技術，可以有效監測、分析和掌握電纜的運行狀況、參數以及局放、發熱等缺陷的發展趨勢，防范突發事故的發生，同時可以及時發現初期著火事故，采取相應的滅火措施。

2.2 電纜工程建設階段嚴把質量關

（1）電纜訂貨嚴把質量關

電纜采購訂貨，需對電纜制造廠家的資質、規模、質量體系、業績、信譽等進行實地考察，選擇優質名牌的電纜制造廠家。對電纜的生產制造、出廠試驗過程進行質量跟蹤監控，確保電纜的出廠質量符合國家及行業標準、規范，符合工程圖紙要求。

（2）電纜工程施工嚴格遵守施工規范

電纜工程施工及驗收要嚴格遵守《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規范》（GB50168），確保電纜工程質量。

電纜敷設應先清理堅硬雜物，嚴禁生拉硬拽，防止破壞電纜的護層及絕緣。電纜固定要使用專用卡具，10 kV 等級電纜間距不小于100 mm，大于10 kV 等級的電纜間距不小于250 mm，彎曲半徑不小于電纜外徑20 倍。防止電纜堆積散熱不暢導致局部過熱。

電纜中間接頭、終端接頭的制作，要遵守電纜接頭制作作業指導書，按照電纜附件制造廠家安裝制作工藝規范，確保電纜中間接頭及終端接頭質量。除此之外，電纜中間接頭宜加裝防爆盒，可以有效防范中間接頭短路放炮對周邊電纜構成的破壞。

電纜夾層所有電纜全部涂刷防火涂料，涂刷5遍，厚度1 mm 左右；溝道內電纜接頭處兩側各5 m所范圍內有電纜涂刷防火涂料的要求，涂刷5遍、涂刷厚度1 mm 左右，防止電纜頭短路放炮引燃其他電纜。

電纜夾層、電纜頭上部懸掛的滅火器（彈）應符合設計要求，并具有有效期內合格標志。

電纜交接試驗應嚴格按照《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》（GB50150）進行試驗，試驗合格才能送電運行。

（3）電纜試運行檢查

電纜試驗合格，初次送電要全面檢查電纜的溫度是否異常升高、有無異常聲音、是否有放電現象；檢查交叉換位箱、接地線是否正常，護層電流是否正常，是否異常升高導致發熱，護層感應電壓是否異常升高導致放電。如果發現發熱、放電、冒煙等異?，F象，應立即停電做消缺處理。

（4）監控系統的施工及驗收

視頻監控、紅外防盜報警、局放監測、護層電流監測、溫度監測及火災自動報警系統等自動監控系統嚴格按照設計及制造廠家的技術要求進行施工安裝調試，電纜投運前，自動監控系統應驗收合格，并符合設計及廠家的技術規范。

2.3 嚴格按照運維規程加強電纜的運行和維護

（1）制定電纜線路巡檢規章制度，確定巡檢周期、巡檢內容，并嚴格執行

巡檢主要內容包括電纜運行電壓不超過額定電壓的15%、負荷電流在電纜的允許載流量范圍內；戶內接點溫度一般不超過60 ℃，超過60 ℃應增加巡檢頻次，超過90 ℃應及時安排消缺處理；電纜應無異常聲音，沒有放電現象；外護套沒有破損，電纜中間接頭防爆盒正常、絕緣膠無熔化溢出；接地箱（換位箱）、接地線應正常，接地電流、護層電流正常，沒有異常升高；防火隔墻應無裂紋和傾斜，防火封堵應嚴密無脫落，防火涂料應無龜裂、翹皮和脫落，懸掛的滅火器（彈）外觀、壓力正常，防火門正常、處于關閉狀態并密封嚴密；火災自動報警系統、紅外監控報警系及其他自動監控系統工作應正常。電纜溝道應無滲漏水。電纜溝道內低處應設置集水坑，安裝自動排水泵，自動排水泵應工作正常，能及時排出積水，防止積水浸泡電纜及接地箱、換位箱。

電纜溝道通風機應正常工作，能保證溝道內空氣對流，降低溝道內溫度。

（2）定期對電纜進行清掃、檢修、預防性試驗

定期進行預防性的清掃、檢修和試驗，清除電纜戶內頭灰塵臟污，檢查有無放電現象，對接點進行檢查緊固，測量電纜絕緣電阻和吸收比，必要時進行耐壓試驗，通過試驗數據，并與上次試驗數據比較，以便掌握電纜的絕緣性能以及缺陷的發展趨勢，及時采取應對措施，防范突發短路放炮事故的發生。

（3）加強火災自動報警裝置的維護檢查

檢查電纜火災自動報警系統的感煙、感溫探頭沒有誤報警，要制定維護計劃，每隔3年清洗維護一次，確保性能良好。感溫纜應與電纜緊密固定，沒有破壞斷裂和脫落?；馂淖詣訄缶b置工作正常，沒有誤報警。

（4）加強電纜防盜管理

加強電纜的防盜，是電纜運行維護工作的一項重要內容。電纜溝道內已經停電的廢舊電纜要及時清理干凈；進出溝道的門、鎖完好，鑰匙保管好；視頻監控、紅外防盜報警系統工作正常，發生故障的視頻監控探頭、紅外探頭要及時更換；對進入溝道工作的外來人員要進行審核并將外來人員信息進行登記備案，工作時做好監護工作，工作完畢要全部撤出，由業主方將電纜溝道的門鎖好，并及時開啟紅外探頭布警。

（5）加強缺陷管理，及時消除缺陷

在巡檢、維護、試驗中發現電纜發熱、放電缺陷，要及時安排消缺處理。

如果電氣接點發熱，可以打開電氣連接點，清除氧化層，重新連接緊固。如果發生電纜頭引線發生引線間、引線對空氣放電，要采取引線絕緣加強處理，必要時重新制作終端頭。如果護層電流明顯升高，應檢查電纜護層絕緣是否局部破壞造成絕緣降低、交叉互聯是否失效；或者檢查護層保護器損壞，導致護層兩點接地，從而引起護層電流升高。

2.4 鋼鐵冶煉生產加強標準化操作，防止高溫金屬液體溢流引燃電纜

鋼鐵企業煉鐵、煉鋼生產過程中，由于操作失誤導致鐵水、鋼水溢流引燃電纜的事故不在少數。因此，鋼鐵企業加強煉鐵、煉鋼生產的標準化操作，杜絕高溫鐵水、鋼水溢流引燃電纜，確保電纜安全可靠運行供電。

3 結論

鋼鐵企業電纜火災事故損失大，恢復時間長。電纜防火是一項重要的工作，也是一項系統工程。防范電纜火災需要從設計規劃、工程建設、生產運行操作、檢修維護試驗等方面嚴格遵守國家和行業規范、規程，制定完備的措施，常抓不懈，才能有效降低和避免電纜火災事故的發生，為鋼鐵企業鐵、鋼、軋各生產工序提供電力能源保障，為鋼鐵企業穩產高產、降低成本、提高競爭力打下良好的基礎。