淺談電力電纜隧道消防措施

何寅

關鍵詞：電力電纜;隧道

前言：

隨著城市現代化的發展，越來越多的電力將由電力電纜完成輸送任務。根據最新設計要求，220千伏及以上電纜原則上需采用隧道型式，不得采用非開挖定向鉆（拉管）或直埋敷設。區別于以往的電纜敷設方式，電纜隧道具有空間利用率大和運行檢修方便等優點，但相比排管敷設，電纜的火災隱患更為嚴重，如2016年10月日本埼玉縣新座市地下電纜隧道火災，造成東京市中心大規模停電。電纜隧道火災不僅造成損失嚴重，并且難以施救，因此，為保障電網的安全運行，必須對電纜隧道采取完備的消防措施。

1 電纜隧道火災的起因分析

（1）電纜本體及附屬設施故障導致火災：電纜本體絕緣擊穿、充油電纜漏油、電纜中間接頭擊穿均會產生近千攝氏度高溫，一旦周圍有易燃物體極易引發火災;（2）電纜接地系統故障：接地系統故障或接地系統接線錯誤導致長時間過熱，引發火災;（3）隧道低壓線路及電器設備故障：電纜隧道內部除去電纜以外，還有相應的低壓線路、照明系統、排水系統、通風系統和監控等一系列設施。這些設施長時間高強度運行狀況下容易產生高溫過熱，引發火災;

2 電纜隧道火災的特點

首先，電纜隧道作為一種地下管廊建筑，設備運行單位按周期開展巡檢工作，無法實時關注隧道內部情況，難以在第一時間知曉火災情況。

其次，聚氯乙烯（PVC）材料作為電纜絕緣層的主要成分，對熱的穩定性較差，其在240℃至340℃燃燒分解出氯化氫氣體和二烯烴，然后在400℃-470℃開始燃燒。而氯化氫（HCl）氣體和二烯烴（CnH）氣體極易燃燒，燃燒溫度高達上千度，煙助火長，此時火焰將沿電纜本體迅速蔓延。由于電纜隧道往往深且狹長，當這些有害易燃氣體充滿隧道時，人是無法進入隧道進行主動撲滅的，甚至連著火點都無法判別。因此滅火器等設施在此時就完全成為了擺設，無法起到應有的作用。在這種情況下，如果電纜隧道內部沒有切實可行的滅火措施，外力將完全無法干涉隧道內部，即使切斷全部電源，也再無法控制火勢，隧道內部的電纜及其他設備必將完全燒毀，損失極為重大。而發生嚴重火災過后的電纜隧道，內部墻面將布滿可導電的金屬微粒，如果不去除的話將對修復后的運行工作造成極大威脅。因此給隧道的回復工作帶來的巨大的難度和工作量。

3 幾種常用消防措施

3.1選用合適的阻燃電纜

根據不同地區的實際情況，電纜隧道內部除去220千伏電纜，往往還有110千伏、10千伏、0.4千伏以及通訊光纜的存在。因此，電纜的選型就顯得相當重要。前文提到過，電纜主體重要組成部分聚氯乙烯的燃點是400℃-470℃，而電纜本體或附屬設施發生絕緣擊穿故障時產生的溫度高達上千度。一單高溫持續足夠時間，足以造成火勢蔓延。

阻燃電纜是在絕緣層和護套之間增加了一層阻燃材料，具有阻止或延緩火勢蔓延能力。我們對于阻燃的定義是在規定試驗條件下，試樣被燃燒，在撤去火源后，火焰在試樣上的蔓延僅在限定范圍內并且自行熄滅的特性，即具有阻止或延緩火焰發生或蔓延的能力。其次，肉眼在透光率70%的煙霧環境中，裸視力分辨能力能達到5米。當普通聚氯乙烯燃燒時釋放的煙霧的透光率僅達到15%，此情況下人的裸視力只能達到2米左右，對撲滅火情或是人員逃生都造成極大威脅。綜上所述，在電纜選型方面，我們應該采用低煙無鹵阻燃電纜。

3.2安裝電纜隧道監測系統

為起到提前發現火情的目的，電纜隧道監測系統至少需要由以下幾個模塊構成：視頻監控，溫度監測，火災（煙霧）報警等。視頻監控：視頻監控可以最直觀的了解到電纜隧道內部的實時情況。一般來說，視頻監控都設置在電纜中間接頭、接地箱及水泵等關鍵位置。同時運行人員可以隨時通過監控系統切換視頻畫面，對影像資料進行儲存和調用。溫度監測：在電纜運行中，介質損耗會隨著電流和溫度的上升而上升。當電力電纜的溫度過高時，還會加速絕緣老化。當溫度超過閥值（90C°）后，可能會引起火災，造成電力中斷。有毒氣體濃度監測：隧道中往往存在著一氧化碳，硫化氫和甲烷等裂隙瓦斯。裂隙瓦斯是從隧道圍層中溢出的有害氣體的總稱。裂隙瓦斯對人體有極大的害處，甚至能造成人員死亡。另外，當氧氣濃度太低時，也會危及隧道中運行人員的人身安全。火災（煙霧）監測：根據前文提到的，煙霧濃度是火災發生的一個先兆，監控隧道內部煙霧濃度，即可提前發現火情，將火災扼殺在初始階段。同時由于地下隧道只有出入口與外界聯通，通風性非常差，容易造成煙霧無法消散。煙霧的殘留，也會腐蝕電氣設備，加速電氣設備老化。火災監測系統必須配備報警系統，當隧道內發生火情，能夠做到及時反映，向指定的多個手機號碼和系統終端發送報警信號。

3.3設置防火隔斷

將電纜隧道認為劃分成若干個區域，并在每個區域交界區設置防火隔斷。

3.3.1 設置防火門

當電纜隧道發生火災時，防火門可以最有效的阻擋火勢蔓延。根據防火能力的不同，防火門分為甲乙丙三個等級，電纜隧道內部應當采用甲級防火門，保證其在火災發生時耐火極限可以達到1.5至2小時。

同時由于電纜隧道的通風要求，防火門平時應當開啟，只有火災發生時自動關閉。因此隧道內部防火門還需要安裝閉門器。該閉門器一方面應當可以與監測系統聯動，當發生火情時自動動作;另一方面應當保證火情發生時當電力供應被切斷時，也能有效動作。

3.3.2 設置防火封堵

在隧道內部各類電纜、通訊光纜進出控制（箱）室、電纜層以及電纜防火墻時，應當對所有孔洞進行嚴密的防火封堵。防火封堵材料應當相對柔軟，避免造成電纜表皮的磨損;同時也應當具備足夠鵝機械強度，有一定的抗沖擊力。

3.3.3 電纜本體防火涂料噴涂

相比防火包帶，防火涂料有以下幾點優勢：一是工程造價低;二是施工簡便，無需抬升電纜本體;三是不影響電纜散熱。一般情況下，我們在電纜中間接頭相鄰處、電纜進出控制（箱）室、電纜層以及電纜防火墻處噴涂防火涂料，涂層厚度不應小于3毫米。

3.3.4 噴淋滅火裝置

噴淋滅火裝置在滅火方面具有較大的優勢，滅火效率高，水資源豐富，工程造價低，尤其是噴淋裝置對隧道內部的有毒有害氣體有極大的清除作用。然而噴淋滅火裝置也有其局限之處：供水管道滲漏水容易引發電力故障;噴淋滅火雖然撲滅固體火焰非常有效，但是使用在電氣設備上容易引發二次事故;并且當火情撲滅后，隧道內水勢蔓延，給搶修恢復工作也帶來不便。因此噴淋滅火裝置只適用于電纜隧道內的非電力工作區域。

3.3.5 懸掛式超細干粉滅火裝置

懸掛式超細干粉滅火裝置是現階段電纜隧道內使用比較廣泛的一種滅火裝置。相比其他滅火裝置，它的優勢在于：一是工程造價極低;二是裝設簡易，一般只需要懸掛在電纜終端、中間接頭、接地箱和電氣控制箱上方，當溫度上升至設定值時，該裝置自動打開閥門，釋放超細干粉。然而懸掛式超細干粉滅火裝置同樣存在幾點不足：一是有效滅火區域較小，隧道內裝置用量多;二是該裝置屬于一次性設備，無法反復填充使用，且有效期一般為3至5年，需要定期更換。

結束語：

電纜隧道作為一種特殊的火災高危場所，設置一系列有效的消防措施是非常必要的，然而截至目前為止，選擇經濟而有效的消防設施，設計科學的消防系統仍然是個嚴峻的課題。本文僅以個人多年生產管理實踐為基礎得出一點經驗，希望可以拋磚引玉。