論電力電纜的安全運行與防火技術

國網上海市電力公司奉賢供電公司 潘 婷

1 什么是電力電纜

常規電纜有以下幾個組成部分：線芯層、絕緣層、屏蔽層和保護層。線芯層是導電部分，它是電力電纜的重要組成部分，主要用于電能的輸送[1]。絕緣層顧名思義就是將各電氣單元彼此隔離的保護層，它能保證電能的輸送，防止漏電，在電力電纜結構中也是不可缺少的一部分。屏蔽層這一層基本上在15kV 及以上的電力電纜中都能看到，功能與絕緣層類似。保護層的作用是保護整條線纜不受外力的損壞，確保線路能夠正常運行。

通常來講，我們會根據電壓的數值來對電纜進行分類，如：35kV 及以下的中、低壓電力電纜，達到110kV 以上的被稱為高壓電纜，達到275～800 kV 以上的是超高壓電纜[2]，還有達到1000kV 及以上的則被稱為是特高壓電纜，同時還有根據絕緣材料進行的分類等。

2 電力電纜的運行

由于單一的電力電纜無法工作，所以接下來要探討整體電力線路的運行。輸送電能的線路，其組成單元通常有：電纜本體、中間接頭、線路頭等，同時還需要建設相應的設施如電纜溝、隧道等。

電纜線路運行工作，需要著重做好的工作有以下幾個方面：負荷監視、溫度監視、腐蝕監視與絕緣監督。

2.1 負荷監視

電纜能通過的電流值一般是根據橫截面積、絕緣種類等來規定的，并利用相關設備實時檢測作為主要負荷監視手段，避免由于線纜的絕緣層超過了可承受的最高溫度而導致使用時間大大降低。

2.2 溫度監視

電纜的溫度監測，一般都是在夏季，或者是地區用電負荷最大時進行。在測量電線溫度時，需要進行參照物的溫度測量，以便達到相應的參照條件。

2.3 腐蝕監視

在線路鋪設時周圍的土壤環境難以改變，這其中發生各種腐蝕的風險就會相當高，因此電纜附近的土壤需要定期進行相應的酸堿值檢測，避免出現外層保護層因腐蝕出現破裂或損壞，造成不必要的損失。

2.4 絕緣監督

通常情況下，我們做完預防性試驗后，需要對線路的外層進行直流電壓的通過檢測來發現并消除外護層的缺陷，因為保護層對每條電纜線路來講都相當重要，及時發現電纜線路中絕緣薄弱的位置，則是至關重要的工作[3]。

3 故障檢測尋找

上面我們已經提到了關于電纜線路正常運作所需要做的一下常規監督手段，但畢竟人力有限，在整個線路的運行過程中，出現問題的可能性不會因為所有的安防工作都已做到而消失，因此，我們依舊要針對一些常規的故障進行檢測。通常電纜發生故障后，我們的操作步驟如下：

3.1 故障性質確定

根據故障發生時出現的情況，先初步判斷故障類型，確定故障，如電阻故障、短路還是斷路以及其他的情況[4]。

3.2 故障點燒穿

在發生故障時，可以將以一些高阻故障通過燒穿的方式，從而變成低阻故障，這樣的話便于下一步的測算工作繼續。

3.3 粗測

這一步就是利用專用的測量儀器，在電纜的任意一側對故障的距離進行初步的測算，以便順利找到故障發生的位置。

3.4 路徑測尋

利用一些方法精確探測，如音頻感應探測法，找出故障電纜的鋪設路徑甚至是線路的埋設深度。而音頻感應探測法就是一種需要向線纜中接入音頻信號電流后并根據接收到這種信號的強弱來判斷路徑的方法。

上述的流程就是一個故障點的正常的尋找方法，當然，通過不斷實踐，我們的故障探尋方法也出現了很多，常用的還有如：沖擊放電法、聲磁同步檢測等都是能夠找到故障發生位置方法。

4 電纜防火工作

從經驗來看，在整個電力電纜線路的運維工作中，防火一直都是重中之重，因為其所影響的范圍比較巨大，因此本節內容，將重點解讀電力電纜的防火工作。

4.1 起火原因

在電力線路中，電纜使用的比重正逐漸增加。許多的用電、產電、輸電企業都在大量使用電力電纜，因此一旦發生線路起火的情況，勢必會引起諸如停工、停產等情況發生。此外，在發生相應火情時，由于絕緣材料的關系，還會產生大量濃煙與有毒氣體，這不僅會污染環境，還會危及人員的生命財產安全。為此，電力電纜應該怎樣做防火工作呢？首先要做的是及時排查起火原因，一般情況下，電纜線路的的絕緣層是由一些可燃但絕緣的材料組成，雖然可以保證內外絕緣，但也導致電纜因此具有燃燒起火的可能性。

一般來講，導致電纜起火的原因有以下幾點：

絕緣層損壞導致短路。電纜的鉛皮在線路的鋪設過程中如果被損壞，或者是在運輸過程中絕緣層受到損壞，都會引起電纜的絕緣擊穿情況出現，從而導致電纜的發生燃燒起火的情況。

長時間過載運行。電纜絕緣材料并不是在任何溫度下都可以正常運行。長時間的高負荷運行，極易導致線路溫度超過正常發熱的最高溫度，從而使絕緣層出現老化的情況。眾所周知，如果線纜的絕緣層老化，就會大大降低絕緣材料的絕緣性能，從而導致發生線路起火燃燒的概率增加，嚴重的可能會順著整條線路發生多出起火燃燒的情況。

高差淌、漏油。在一些油浸電纜鋪設過程中，如果出現高差較大的情況，就極有可能出現如淌油、漏油的情況，這種現象造成的結果就是：位于高處電纜由于油料流失變得過于干燥，使得電纜的熱阻提升，絕緣焦化而變得容易出現絕緣擊穿的情況，而處在低處的電纜，會因為油料的積聚從而使電纜接頭的位置壓力上升，從而出現漏油的現象，大大增加了起火的概率。

接頭盒絕緣擊穿現象。電纜接頭盒的接頭如果在操作過程中有焊接不牢的情況，或者是材料選擇不適用的問題，那么在運行過程中極有可能出現如氧化、過熱、凝膠軟化等情況；在制作中間接頭時，如果灌注的絕緣劑質量不符合標準；電纜盒密封效果不良，甚至出現損壞等情況，都可能引起絕緣擊穿，造成短路，這就會促使線路按出現起火的情況發生。

外部火種、熱源導致線路起火。當一些其他位置，如鍋爐系統，其制粉系統或者輸煤線路發生粉塵燃燒情況；蒸汽管道附近線路遭受長時間烘烤的情況；化學制品對線路造成酸堿不同程度的腐蝕情況以及工業電焊濺起的火花等等，都是能夠生火情的因素，因此這些位置的檢測也是工作重心之一。

4.2 起火撲救

既然前面已經提到了一些電纜起火的原因，那么針對電纜一旦著火的情況，應采取的撲救措施應當有以下幾個步驟：

4.2.1 迅速切斷起火電纜電源

電纜起火燃燒，不管是什么原因造成的，首要工作都應當是立即切斷電源，其次才是撲滅明火，排查暗火的操作，最后還要根據起火的特征來認真檢查，找出相應的事故發生點。

4.2.2 電纜溝內起火的切斷

當電纜溝中線路起火時，那么在同溝并排的所有電纜都有可能受到波及從而同時起火燃燒，這就需要同時切斷溝內所有電源。

4.2.3 關閉隔火門，阻隔火勢蔓延

當線路通道內起火時，為了有效避免因空氣流通導致火勢難以控制，需要迅速關閉隔火門，阻止空氣進入，從而達到迅速滅火的目的。

4.2.4 做好人身防護

電纜起火通常都會產生大量濃煙與有害氣體，因此在救火過程中，撲救人員需做好防護，穿戴相應的防火防電設備后再進入火場。

4.2.5 滅火器材選用

在滅火時，除常規的干粉滅火器、二氧化碳滅火器以外，有條件的也可以使用砂土來進行覆蓋滅火，但如果是用水滅火，最好使用噴霧水槍。

4.3 常規維護

線路運行保持額定負荷。電力線路在正常運行時，一般不允許超過額定負荷工作，若是必須超負荷運行，那么就需要嚴格控制運行時間，避免過長，造成線路過熱發生起火。

遵守電纜敷設規定。敷設電纜時需要盡可能遠離熱源，如無法避免，則需要保持相應的距離，并采取隔熱措施。

定期巡檢維護。對電力電纜應定期巡檢，需要同時測量相應位置的空氣溫度、電纜溫度，更要對大容量電纜以及對應接頭盒的溫度做好相應記錄，對于異常數據要及時發現并處理。

密閉孔、洞，設置防火門及隔墻。為了在起火時能夠很好地遏制火勢蔓延，必須將所有線路需要穿越進入的位置密封。對線路隧道等設置防火隔墻及防火門。通常情況下，這類設施都應當是常閉狀態，這樣即便發生火情，也可以進行有效的火情隔離或限制燃燒等工作，從而阻止火勢蔓延。

線路通道需清潔、通風。避免在隧道、通道內出現雜物堆放、垃圾填埋等情況，如出現例如積水、漏油的情況，務必及時處理，在線路運行過程中，保持通風，維持標準的工作環境。

保證隧道、溝道照明情況良好。在相應的隧道、溝道中，需要保持良好的照明狀態，并在有上下出口的隧道口、溝道口常備專用的上下梯設備，便于在進行各項檢查及火情撲救時人員設備的進入與退出。

嚴禁各類明火進入規定作業區內。在需要防火的范圍內附近進行明火作業時，需要密切監控火種的位置，做好必要的防火措施，避免火源與線路的直接或密切接觸。

定期進行檢修。按照相應的規章制度與電纜運行的實際情況，需要定期對電纜進行檢修，以便及時發現、處理缺陷，排查潛在隱患，保證電纜運行安全，特別是避免火災發生。

4.4 防火電纜的運用

現如今，隨著企業越來越重視生產安全工作，因此在選用選用關鍵設備時所采用的材料方向也傾向于安全為主，因此，防火電纜也在這種條件下誕生。

防火電纜，是在進行過燃燒測試能夠經受住一定燃燒考驗的新型電纜，這種測試可能是：點燃線路并撤去火源后，火焰僅在特定范圍內燃燒或能自行熄滅的狀態。目前，業內習慣將具有阻燃、無鹵低煙、低鹵低煙、耐火等類似性能的電纜稱為防火電纜[5]。

4.4.1 阻燃電纜

阻燃電纜的特點是降低火勢蔓延的速度，從而保證火情控制在一定范圍，而且這種電纜也因為生產成本比較低，從而成為了防火電纜中被大量使用的品種。

4.4.2 無鹵低煙阻燃電纜

無鹵低煙電纜的特點是在具有良好阻燃性的情況下，同時還降低了煙霧、粉塵等產生的濃度，大大降低了火情對人員、設備的傷害，這就有利于在發生火情時的安保部門及時救援。

4.4.3 低鹵低煙阻燃電纜

低鹵低煙阻燃電纜的特點與無鹵低煙電纜的特點類似，但低鹵低煙阻燃電纜煙霧濃度指標、粉塵產生指標等方面卻處于前兩者的中間，也就是說，如果阻燃電纜是1，無鹵低煙阻燃電纜是2的話，那么低鹵低煙阻燃電纜就可能是1.5。

4.4.4 耐火電纜

耐火電纜的特點是耐火阻燃性極高，可以在線路已經發生起火燃燒的情況下，仍然保持正常運行一段時間，即便是伴隨起火后已經水噴淋的情況下，整條耐火電纜的線路依舊可以完整運行。

據目前的實踐了解來看，已經有不少企業開始在電力線路的敷設過程中使用一些相關的防火電纜，企圖在除去基礎防護以外，在材料運用方面遏制電纜線路起火的可能性。

5 結語

總體來說，電纜線路能否正常、安全的運行，其直接關系到整個電網系統的穩定與發展，不僅僅只用電企業、產電企業幾方面的問題，只有從電纜生產、運輸、敷設、安裝、檢測等各個方面同時加強管控，同時在驗收過程中嚴格質量把關，才有可能將電纜線路故障的發生概率降至最低，也才能保障線路長期且穩定的安全運行。