浅谈电力电缆隧道消防措施

何寅

关键词：电力电缆;隧道

前言：

随着城市现代化的发展，越来越多的电力将由电力电缆完成输送任务。根据最新设计要求，220千伏及以上电缆原则上需采用隧道型式，不得采用非开挖定向钻（拉管）或直埋敷设。区别于以往的电缆敷设方式，电缆隧道具有空间利用率大和运行检修方便等优点，但相比排管敷设，电缆的火灾隐患更为严重，如2016年10月日本埼玉县新座市地下电缆隧道火灾，造成东京市中心大规模停电。电缆隧道火灾不仅造成损失严重，并且难以施救，因此，为保障电网的安全运行，必须对电缆隧道采取完备的消防措施。

1 电缆隧道火灾的起因分析

（1）电缆本体及附属设施故障导致火灾：电缆本体绝缘击穿、充油电缆漏油、电缆中间接头击穿均会产生近千摄氏度高温，一旦周围有易燃物体极易引发火灾;（2）电缆接地系统故障：接地系统故障或接地系统接线错误导致长时间过热，引发火灾;（3）隧道低压线路及电器设备故障：电缆隧道内部除去电缆以外，还有相应的低压线路、照明系统、排水系统、通风系统和监控等一系列设施。这些设施长时间高强度运行状况下容易产生高温过热，引发火灾;

2 电缆隧道火灾的特点

首先，电缆隧道作为一种地下管廊建筑，设备运行单位按周期开展巡检工作，无法实时关注隧道内部情况，难以在第一时间知晓火灾情况。

其次，聚氯乙烯（PVC）材料作为电缆绝缘层的主要成分，对热的稳定性较差，其在240℃至340℃燃烧分解出氯化氢气体和二烯烃，然后在400℃-470℃开始燃烧。而氯化氢（HCl）气体和二烯烃（CnH）气体极易燃烧，燃烧温度高达上千度，烟助火长，此时火焰将沿电缆本体迅速蔓延。由于电缆隧道往往深且狭长，当这些有害易燃气体充满隧道时，人是无法进入隧道进行主动扑灭的，甚至连着火点都无法判别。因此灭火器等设施在此时就完全成为了摆设，无法起到应有的作用。在这种情况下，如果电缆隧道内部没有切实可行的灭火措施，外力将完全无法干涉隧道内部，即使切断全部电源，也再无法控制火势，隧道内部的电缆及其他设备必将完全烧毁，损失极为重大。而发生严重火灾过后的电缆隧道，内部墙面将布满可导电的金属微粒，如果不去除的话将对修复后的运行工作造成极大威胁。因此给隧道的回复工作带来的巨大的难度和工作量。

3 几种常用消防措施

3.1选用合适的阻燃电缆

根据不同地区的实际情况，电缆隧道内部除去220千伏电缆，往往还有110千伏、10千伏、0.4千伏以及通讯光缆的存在。因此，电缆的选型就显得相当重要。前文提到过，电缆主体重要组成部分聚氯乙烯的燃点是400℃-470℃，而电缆本体或附属设施发生绝缘击穿故障时产生的温度高达上千度。一单高温持续足够时间，足以造成火势蔓延。

阻燃电缆是在绝缘层和护套之间增加了一层阻燃材料，具有阻止或延缓火势蔓延能力。我们对于阻燃的定义是在规定试验条件下，试样被燃烧，在撤去火源后，火焰在试样上的蔓延仅在限定范围内并且自行熄灭的特性，即具有阻止或延缓火焰发生或蔓延的能力。其次，肉眼在透光率70%的烟雾环境中，裸视力分辨能力能达到5米。当普通聚氯乙烯燃烧时释放的烟雾的透光率仅达到15%，此情况下人的裸视力只能达到2米左右，对扑灭火情或是人员逃生都造成极大威胁。综上所述，在电缆选型方面，我们应该采用低烟无卤阻燃电缆。

3.2安装电缆隧道监测系统

为起到提前发现火情的目的，电缆隧道监测系统至少需要由以下几个模块构成：视频监控，温度监测，火灾（烟雾）报警等。视频监控：视频监控可以最直观的了解到电缆隧道内部的实时情况。一般来说，视频监控都设置在电缆中间接头、接地箱及水泵等关键位置。同时运行人员可以随时通过监控系统切换视频画面，对影像资料进行储存和调用。温度监测：在电缆运行中，介质损耗会随着电流和温度的上升而上升。当电力电缆的温度过高时，还会加速绝缘老化。当温度超过阀值（90C°）后，可能会引起火灾，造成电力中断。有毒气体浓度监测：隧道中往往存在着一氧化碳，硫化氢和甲烷等裂隙瓦斯。裂隙瓦斯是从隧道围层中溢出的有害气体的总称。裂隙瓦斯对人体有极大的害处，甚至能造成人员死亡。另外，当氧气浓度太低时，也会危及隧道中运行人员的人身安全。火灾（烟雾）监测：根据前文提到的，烟雾浓度是火灾发生的一个先兆，监控隧道内部烟雾浓度，即可提前发现火情，将火灾扼杀在初始阶段。同时由于地下隧道只有出入口与外界联通，通风性非常差，容易造成烟雾无法消散。烟雾的残留，也会腐蚀电气设备，加速电气设备老化。火灾监测系统必须配备报警系统，当隧道内发生火情，能够做到及时反映，向指定的多个手机号码和系统终端发送报警信号。

3.3设置防火隔断

将电缆隧道认为划分成若干个区域，并在每个区域交界区设置防火隔断。

3.3.1 设置防火门

当电缆隧道发生火灾时，防火门可以最有效的阻挡火势蔓延。根据防火能力的不同，防火门分为甲乙丙三个等级，电缆隧道内部应当采用甲级防火门，保证其在火灾发生时耐火极限可以达到1.5至2小时。

同时由于电缆隧道的通风要求，防火门平时应当开启，只有火灾发生时自动关闭。因此隧道内部防火门还需要安装闭门器。该闭门器一方面应当可以与监测系统联动，当发生火情时自动动作;另一方面应当保证火情发生时当电力供应被切断时，也能有效动作。

3.3.2 设置防火封堵

在隧道内部各类电缆、通讯光缆进出控制（箱）室、电缆层以及电缆防火墙时，应当对所有孔洞进行严密的防火封堵。防火封堵材料应当相对柔软，避免造成电缆表皮的磨损;同时也应当具备足够鹅机械强度，有一定的抗冲击力。

3.3.3 电缆本体防火涂料喷涂

相比防火包带，防火涂料有以下几点优势：一是工程造价低;二是施工简便，无需抬升电缆本体;三是不影响电缆散热。一般情况下，我们在电缆中间接头相邻处、电缆进出控制（箱）室、电缆层以及电缆防火墙处喷涂防火涂料，涂层厚度不应小于3毫米。

3.3.4 喷淋灭火装置

喷淋灭火装置在灭火方面具有较大的优势，灭火效率高，水资源丰富，工程造价低，尤其是喷淋装置对隧道内部的有毒有害气体有极大的清除作用。然而喷淋灭火装置也有其局限之处：供水管道渗漏水容易引发电力故障;喷淋灭火虽然扑灭固体火焰非常有效，但是使用在电气设备上容易引发二次事故;并且当火情扑灭后，隧道内水势蔓延，给抢修恢复工作也带来不便。因此喷淋灭火装置只适用于电缆隧道内的非电力工作区域。

3.3.5 悬挂式超细干粉灭火装置

悬挂式超细干粉灭火装置是现阶段电缆隧道内使用比较广泛的一种灭火装置。相比其他灭火装置，它的优势在于：一是工程造价极低;二是装设简易，一般只需要悬挂在电缆终端、中间接头、接地箱和电气控制箱上方，当温度上升至设定值时，该装置自动打开阀门，释放超细干粉。然而悬挂式超细干粉灭火装置同樣存在几点不足：一是有效灭火区域较小，隧道内装置用量多;二是该装置属于一次性设备，无法反复填充使用，且有效期一般为3至5年，需要定期更换。

结束语：

电缆隧道作为一种特殊的火灾高危场所，设置一系列有效的消防措施是非常必要的，然而截至目前为止，选择经济而有效的消防设施，设计科学的消防系统仍然是个严峻的课题。本文仅以个人多年生产管理实践为基础得出一点经验，希望可以抛砖引玉。