电力隧道消防设计思考

张齐云 欧阳玉宝

随着城市的迅速建设发展，城市供电的形式逐渐发生变化，越来越多的电力隧道用在城市电网建设中。珠海某新开发区域4回路～8回路220 kV高压供电，拟采用电缆隧道形式铺设，长约9 km。该电力隧道均为输送容量较大的220 kV重要线路，一旦发生火情，影响范围广，容易造成大面积停电。因此有必要对隧道消防系统进行研究。

1 电力隧道的火灾特征

电力隧道适用于大容量电缆的长距离传输。某根电缆起火初期，火灾会沿着电缆燃烧，燃烧较慢、出烟浓;如果电缆分层或交叉铺设，火势将会发展为立体燃烧。根据其燃烧形态，火灾主要有以下特点:

1)空间封闭，热量不易散去，一旦发生火灾，发展迅猛;

2)空间狭长，人员疏散困难;

3)纵坡大，容易形成烟囱效益，烟火传播迅速;

4)由于空间和环境限制，灭火和扑救困难。

根据以上特点，本工程的电力隧道防火主要从以下几方面考虑:

1)电缆设计自身的防火措施;

2)被动的防火措施，如防火分区、现场监控等;

3)主动的灭火措施，如灭火器、水喷雾等系统。

根据本工程电力隧道设计的合作模式，其中电缆的设计属于珠海市电力专业设计院内容，我院主要负责土建工程和辅助工程。故本案例不论述电缆设计自身的防火措施。

2 电力隧道结构和基本形式

4回路220 kV电力隧道断面尺寸为2 400 mm×2 500 mm。隧道两侧沿墙面各布置3排电缆，桥架宽600 mm。最下排距地面150 mm，其中两排三相单芯电缆层间距为600 mm，上排电缆接头层间距为650 mm;上空安装其他附属设备(照明、监控、消防等) (见图1)。

为便于人员通行，电力隧道人行通道宽1 200 mm。单芯电缆外径约120 mm，1回路一簇并排放置。为便于附属设备和消防安装，电缆接头上空至少1 100 mm。

3 电力隧道被动防火措施

电力隧道的被动防火措施主要包括:电力隧道的构造防火、火灾自动报警系统等。

3.1 电力隧道构造防火设计

3.1.1 电力隧道耐火极限

根据GB 50016-2006建筑设计防火规范(以下简称“建规”)第12.1.8条及条文说明，电缆隧道的构造耐火极限不低于2 h。同时根据广东省标准DBJ/T 15-64-2009城市地下空间开发利用规划与设计技术规程第7.5.13条文共同沟防火墙的耐火极限不应低于2 h，同时防火墙上应设置甲级防火门。本工程耐火极限取2 h。

3.1.2 电力隧道内部的防火封堵

电力隧道内部的防火封堵对于隧道防火意义重大，合理的防火封堵可以有效的遏制火灾的蔓延，将损失和危害控制在最小的范围。合理的确定防火分区是防火阻隔的重要手段。根据DL/T 5221-2005城市电力电缆线路设计技术规定第13.3.1条防火分隔间距厂区外应该为200 m。防火分区不仅应该考虑防火间距问题，还应该考虑防火面积问题。参考广东省标准《城市地下空间开发利用规划与设计技术规程》14.2.4条地铁除站厅和站台外的其他部分，防火分区面积不宜超过1 500m2，本工程考虑防火分区应同时满足防火面积不应大于1 500 m2和防火间距不应大于200 m。每个防火分区内至少有两个安全出口，并且有一个直通地面的安全出口。

本工程电力隧道除考虑防火分区外，还考虑将动力电缆和控制电信布置在耐火槽盒内。根据电力火灾统计情况，很多是由动力电缆和控制电信引起的。将该电缆置于耐火槽盒中有较可靠的窒息灭火和隔热效果，耐火槽盒以外的空隙还可填充阻火包，杜绝因电缆故障引起的火灾。不将220 kV电缆置于电缆槽盒的主要原因是通风不畅，严重影响过流能力。

3.2 火灾自动报警系统

隧道内火灾自动报警系统应形成独立的系统。根据电力隧道线形布置、距离长特点，报警控制器应该进行分区报警、消防联动，分区范围不超过3 km。在监控中心设置主机，各分区设置分机，相互之间采用专用的通信网络连接。

考虑隧道内凝露，空间高度等对保护半径、探头寿命的影响，隧道内温度检测采用分步式光缆检测方式。报警方式通过继电器触点方式传给控制主机。同时按照每20 m2设置感烟和感温探测器。

4 电力隧道主动灭火系统

4.1 灭火器主动灭火系统

灭火器灭火系统是电力隧道消防系统中必备的措施，它具有经济、实用、及时等特点。一些城市(如北京、成都等)的电力隧道内只设置了灭火器，没有设置自动灭火系统，由此可见其在电力隧道消防系统中的重要性。

根据本工程实践情况，在电力隧道每一应急出口附近设置手提式磷酸铵盐干粉灭火器(MFAC4)4具;同时在每一防火分区内每隔25 m设置手提式磷酸铵盐干粉灭火器(MFAC4)2具，每一电缆接头处设置手提式磷酸铵盐干粉灭火器(MFAC4)2具。

4.2 自动灭火系统

部分电力隧道工程中没有设置自动灭火系统，但是本工程认为由于电力隧道路长，巡视人员少，当发生火情时，人员难以及时到位灭火，同时也不宜人工扑灭。故扑灭和减缓初期火灾，自动灭火系统作用至关重要。目前电缆隧道中使用的灭火剂主要有自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统及气体灭火系统。考虑电力电缆的实际情况及对相关人员和环境的影响，本工程推荐采用水喷雾灭火系统。水喷雾灭火系统的一般设计参照GB 50219-95水喷雾灭火系统设计规范设计。但是电力电缆单层虽然是规则的，由于细长比很大，同时多层布置的电缆对喷雾有一定的阻挡作用，故需要合理的布置电力电缆位置，确定喷头的保护面积、设置高度和雾化角(见图2)。

首先在可能的情况下电力电缆层间距拉大，上层电力电缆尽可能布置在靠边墙侧，避免上层电缆对下层的阻挡。喷头的保护面积应该按照包容多层电缆的规则形体表面计算确定。如本工程断面应该为(2.4+0.6+0.6+0.3)×2=7.8 m2/延米(电缆接头按0.3 m高计)。同时喷头安装高度应满足三个因素:

1)喷头距顶板距离h1(75 mm～150 mm);

2)最上层支架靠墙边侧应在水雾雾化角保护范围内h2×tan (θ/2)≥1.2 m;

3)最下层支架应在水雾垂直保护范围内R≥h3，R为喷头垂直保护半径。

5 结语

通过对以上消防系统的分析，笔者认为电力隧道消防是一个系统工程，需要各专业协调配合。同时由于电力隧道还在发展中，消防中还有些问题需要在运行中不断的完善和解决。

［1］ GB 50016-2006，建筑设计防火规范［S］.

［2］ DBJ/T 15-64-2009，城市地下空间开发利用规划与设计技术规程［S］.

［3］ DL/T 5221-2005，城市电力电缆线路设计技术规定［S］.

［4］ GB 50219-95，水喷雾灭火系统设计规范［S］.