地下电缆管网灭火救援

■吕中华 上海消防救援总队松江支队

随着经济的迅速发展和工矿企业的日益繁荣，高新技术的广泛应用，对能源、动力的需求与日俱增，电网变电能力与电量剧增的矛盾更加突出。加上新能源动力载具的大力推广，电缆被大量地投入使用，且敷设时大多在地下或架空及夹层等设施中，一旦引起火灾给消防扑救带来重大考验。2018年7月，乐山城区大桥西街发生一起地下电缆火灾事故，电缆因起火产生爆炸，不断有浓烟从地表井盖冒出。

一、电缆的结构与类型

（一）电缆的结构

电缆主要由三部分组成：电缆芯，用于传输电能；绝缘层，保证电能沿导线芯传输，使导线芯与外界隔离；保护层（铅包），起保护密封作用，使绝缘层不受外界潮气浸入和损伤，保持绝缘性能。

（二）电缆的类型

按电压分为：低压电缆、中压电缆、高压电缆。

按功能大致分为：电力电缆、控制电缆、通讯信号电缆。

按线芯分为：单芯、双芯、三芯和四芯。

按形状分为：圆形、腰子形、半圆形、扇形、空心形以及同心圆形。

按所用绝缘材料的不同可分为：充油电缆、塑料PVC 绝缘电缆、橡皮绝缘电缆、阻燃电缆、耐火电缆。

二、地下管网的特点

电缆大多以夹层、隧道、沟道、竖井和管道等形式进行敷设；而在室外，大多是沿道路直埋或敷设在人行道下面的排管内；通过江河的电缆，有的直接敷设于河床上，也有的埋于河床底下0.5 ～1.5m 处深度。

管网隧道、竖井。管网隧道、竖井是一种封闭狭长的构筑物，一般高1.8m 以上、宽约1.5m，每60m 间隔处设置进风口和出风口，用于电缆内的通风，并在每个进出口处设置有防火间隔设施，发生火灾时用于阻止烟、热的扩散蔓延；隧道及竖井两侧设有数层电缆支架，可放置很多电缆。

电缆夹层。部分大型企业在主控室或集控室等控制室下设置专门的电缆层。如宝钢化工厂、宝钢炼铁厂以及发生“2·28”火灾的宝钢炼钢厂等都设有电缆夹层，以便将电缆和控制室内的高压电器设备分开布置；电缆夹层的高度一般为2.5m（净高）左右。

电缆沟道。较重的电缆或紧靠敷设的控制和信号电缆，一般敷设于特制的沟道或沟槽内；沟道内空间较小，有的在底部填沙，上面加装盖板，通常设有换气孔。

电缆管道。由电缆夹层、隧道、沟道、竖井等引出与设备连接的那段电缆，以及穿过楼板、墙壁的电缆都需穿入电缆管，使电缆免受机械损伤。为了方便施工、检修，在直线段每隔100 ～200m 以及管道的转弯和分支处都设置有孔洞，便于电缆的穿入和拔出。

敷设于夹层、隧道、竖井等的电缆，一般都是敷设在电缆支架上。使不同电压等级的电力电缆、控制电缆、信号电缆被托起和分层架设，这样便于散热、巡视、检修，以及避免干扰影响正常工作性能。

电缆夹层、隧道、竖井中大多安装有报警设备。如：宝钢老厂区装有感烟探测器，宝钢三期为蓝色温感报警。电缆夹层大多设有固定气体灭火系统及喷淋系统，有的电缆隧道、沟道、竖井也设置有开式喷淋系统，并在电缆构筑物旁设有供消防车停靠的喷淋泵浦结合器。

在隧道或重要回路的电缆沟道中，每隔几十米都设有专门的防火门、防火墙及通风设施，在竖井中相隔7m 设置有阻火隔层。

三、地下管网火灾的特性

（一）火势发展迅速，燃烧猛烈，产生大量烟气

供电管网一旦着火后，就会顺着电缆线路燃烧，尤其是电流方向。但这种燃烧一般发生在电缆的某一段上，燃烧速度快，烟浓，且烟气有毒；若发生在电缆隧道、沟道、竖井内易造成视线不清，散热困难，温度高，导致消防员侦察火情困难，易酿成火势扩大。

电缆火灾大都发生在比较密集的竖井或隧道中，电缆一般由油浸式、橡皮和聚氯乙烯等可燃物组成，燃点低，燃烧热量大，如竖井架内电缆发生火灾，会产生“烟囱效应”，蔓延速度快，烟浓火大。

（二）灭火救援环境不理想

塑料、充油、橡胶等电缆，燃烧时都会产生大量的浓烟和有毒气体，火场能见度低，直接威胁消防救援人员的生命安全；电缆群着火后热量相互补充，而且空间狭小、易形成高温烟气灼伤人，影响战斗行动的展开，扑救困难。如1997年11月15日金山石化总厂的地下电缆火灾，整条地下缆井都是浓烟弥漫，而且温度又高，扑救时难度大，作战时间长。

（三）易产生次生灾害

管网发生火灾后，火势容易从孔洞、管道向相连的控制室和装置设备蔓延，造成回路控制失灵及主要设备损坏，导致事故扩大；设备修复困难，造成企业长时间的瘫痪，经济损失严重。2020年5月4日，陕西西安高新区发生一起工程施工现场内电缆桥架起火事故，该事故造成约6000 户用户停电。

四、灭火救援方法

（一）多层面组织侦察

电缆构筑物内的电缆燃烧后，局部区域内形成大范围的烟雾，火点难以看到，所以确定火点是一个关键。通常情况下，可以根据起火电缆经过的路线和特征进行火情侦察，查找起火点。大致可采用以下三种侦察方法：

1.外部侦察

对于电缆隧道、沟道、竖井的出入口、通风孔，若洞口的烟雾大，说明燃烧点就在附近。

2.破拆侦察

用撬棒掀开电缆隧道、沟道、竖井通风孔上的盖板，哪里烟雾大说明燃烧点就在哪里。

3.内部侦察

组成精干的侦察小组，侦察前必须对空气呼吸器、器材等装备进行认真检查。明确规定联络信号，在实施中要清楚、准确。在电缆隧道、沟道中进行火情侦察，当前进到温度较高处时，应立即停止前进，并初步确定着火点就在附近。不要盲目行动，以免误触燃烧后裸露的带电电缆和设备。内部侦察有时往往和深入内攻同时进行。

（二）合理利用通风设施

国外试验表明，在与电缆隧道截面相同的2m2截面的燃烧箱内，空气流量为4m3/min 时，热量不会积蓄。当通风设施开启时，燃着的电缆外层会被快速流动的空气所吹熄，但在竖井条件下，由于高速气流与热空气能够形成烟囱效应，高速通风反而会助长电缆未燃部分的预热，达到临界温度而延燃。

（三）充分发挥固定消防设施作用

通常，电缆构筑物内都设有固定的二氧化碳灭火系统及喷淋系统，水喷淋泵浦结合器、水幕装置、防火门等消防设施；消防队灭火前，首先应考虑派人员关闭防火门，启动水幕装置，阻止火势扩展。然后启动灭火系统灭火。另外消防车还可停靠喷淋泵浦结合器，利用喷淋系统实施有效的进攻，争取迅速扑灭火灾或者阻止火势扩大蔓延，掌握灭火的主动权。

（四）断电作业

电缆发生火灾后，首先应立即切断电源。当敷设在夹层、隧道或沟道中的电缆着火时，如遇并排敷设的电缆有着火危险，也应将这些电缆的电源切断。电缆分层排列时，则先将起火电缆上面的受热电缆的电源切断，然后把和起火电缆并排的电缆的电源切断，最后把起火电缆下面的电缆的电源切断。

（五）带电作业

在燃烧面积小、断电会造成巨大的财产损失或更为严重的后果时，为了争取灭火时机，必须在带电情况下进行灭火。带电灭火关键是解决触电危险，当采取各种安全措施以后，带电灭火和扑救断电后灭火方法相同。

1.用灭火器带电灭火

常用灭火剂的绝缘强度：常用的灭火剂有CO2、1211、1311 干粉等。这些灭火剂都不导电，有足够的绝缘能力。

确定最小安全距离：当主管中队到达火场后，如果火灾面积不大，强度不高，侦察小组人员携带灭火器带电灭火不失为最佳方法，但到达现场后切勿盲目行动，指挥员应当取得单位技术人员的协助，了解带电的电力线路的电压和火灾情况，确定最小安全距离后，再组织人员进行带电灭火。用灭火器带电灭火时，人体、灭火器的喷嘴、筒体与带电体之间不小于表1 所列的最小安全距离。

表1 带电作业时接地体对带电体的最小距离

2.用水带电灭火

用水带电灭火时，带电体与喷射水流的水枪、人体、大地可以形成一个回路，这个回路中所通过的电流大小，对人身的安全有直接影响。据试验，人体的电阻约为1kΩ，当电流通过人体的电流不超过1mA，就可以保障扑救人员的安全。那么影响水枪导电量大小的因素有哪些呢？试验证明：水柱的导电电流的大小与水的电阻率、水压、电压、水枪喷嘴至带电体之间的距离、水枪喷嘴的直径等因素有关。

所以在用水带电灭火时，要考虑到电缆电压的大小，使用较为纯净的水（尽量使用市政消火栓的水而不用河浜水或地下阴井水），增大人与带电体之间的距离，以提高安全程度。表2、表3 为不同水压直流水枪和开花水枪的水柱漏泄电流试验数据：

表2 不同水压直流水枪的水柱漏泄电流

表3 不同水压开花水枪的水柱漏泄电流

从以上可以得出在电缆实际火灾中，采用直流水枪进行带电灭火时，距离带电体较近的情况下，不宜采用过高的水压；采用开花水枪进行带电灭火时，不宜采用过低的水压，但可采用点射的方法灭火；采用喷雾水枪带电灭火时，则应有足够的水压保证雾化程度和足够的电阻值。

3.用水带电灭火具体方法

穿戴均压服：目前使用的均压服有两种，一种是用棉纤维或动物纤维与紫铜丝并捻的经纬交织布制成的；另一种是用棉布经化学镀铜或镀银制成的，这两种均压服包括：帽子、手套、袜子、胶鞋等，而胶鞋底则用导电橡胶制成。在穿戴均压服时，一定要把衣服、帽子、手套、袜子和胶鞋之间用铜丝和铜扣连接好，使其相互间连成整体。

穿戴绝缘胶靴和绝缘手套：穿戴绝缘胶靴和绝缘手套灭火时，水枪不用接地线，宜采用塑料水枪，进一步提高绝缘强度。在扑救过程中，要防止水流入手套和胶靴中降低绝缘强度。在向带电设备射水时尽量使用点射和扫射，其他人员要防止与水带接触。

采用高压水枪的雾化水流扑救：高压水枪的出水口径为6.5、7.0、7.5、8.0mm，工作压力4 MPa，采用雾化水流扑救时，高压喷雾水流的射程与上述出水口径相对应为9、11、12、15m，雾化水滴直径100 ～200μm，扑救时应根据电压高低选好距离，并在雾化水流正常后，才能射向带电体灭火。

采用双级离心式喷雾水枪：双级离心式喷雾水枪是在一般直流水枪的喷嘴上安装一个双级离心喷雾头构成的。这种水枪的雾化程度好，几乎是不导电的，这种喷雾水枪的最远射程为10m 左右。用这种喷雾水枪进行带电灭火时，水枪可不用接地线，应根据电压选好距离，消防泵压保持在0.5 ～0.7MPa，并在水枪喷出的雾状水正常后，才能射向带电体灭火。经试验：喷雾水枪喷嘴距离127kV 带电体1.5m 用7.07×105Pa 的水压进行灭火，没有漏泄电流。

设置接地装置：可用2 ～3 根长20 ～30m 截面为1 ～1.5mm2的软铜丝并在一起作为接地线。接地棒可用1m 多长不生锈的铁管或铁棍。水枪手可将接地线一端牢固接在金属水枪喷嘴上，但不能使用塑料水枪，另一端与接地棒连接，并将接地棒钉入地下0.5m 以下深度。如土壤太干燥，可以浇一些水以降低接地电阻。持水枪时，手的位置一定要放在接地线后面，根据电压高低，选择好与带电体的距离，然后射水扑救。

也可用粗铜线编好的0.8m×0.8m 的网格板，网格孔眼的边长取2 ～3cm，在网格板上牢固地接好一根3m左右的接地线，连接用铜线绑扎加固或用锡焊加固。用水带电灭火时，把接地网格板上接地线空出的一端牢固连接在金属水枪喷嘴上。根据电压高低选好安全距离，扑救人员在接地网格板上站好，才能射水灭火。

再者用粗铜线编成草鞋样的网格鞋套上，代替网格接地板。此种方法行动起来更方便，两只鞋上牢固连接好3m 左右长的接地线，灭火时把两只鞋的接地线同时牢固连接在金属水枪喷嘴上，根据电压高低选好距离，然后射水扑救。

（六）使用窒息灭火

在内攻条件非常恶劣，固定消防设施又不奏效的前提下，为了迅速灭火也可采用窒息法。将电缆隧道、沟道、竖井内的防火门关闭，用沙袋、泥土等将电缆构筑物的孔洞堵死，关闭通风机防止空气流动，从而起到窒息灭火的作用。但采用窒息灭火应注意：在封堵灭火前，人员必须全部撤离电缆构筑物；必须把构筑物内的孔洞全部堵死；窒息灭火的时间严格控制好，宁长勿短；在开洞检查灭火效果时，水枪手必须先布置到位，做好射水准备方可移去堵洞物。

五、地下电缆灭火救援对策

（一）初期小火

对于阻燃电缆的初期火灾，可以考虑切断电源让其自行熄灭；对于外露电缆的火灾，也可使用黄土和干沙进行覆盖灭火；在火情侦察过程中，侦察小组携带好相关灭火器，当侦察到起火点后，可利用灭火器迅速扑灭火点。

（二）成灾大火

电缆构筑物大面积燃烧，固定消防设施启动后效果又不大，应考虑采取深入内攻灭火。内攻前应准备充分，挑选业务素质好，经验丰富，具有应变能力的消防员。同时要求有关部门切断电源，然后选择最佳进攻时机。常见的灭火措施：

电缆构筑物空间较大时，利用现有配备的干粉车、二氧化碳车等特种车辆，组织战斗小组深入内攻。也可和火情侦察同步跟进。内攻人员必须佩戴空气呼吸器，戴上绝缘手套，携带照明灯具等必要的装备。几名战斗员互相协同深入电缆构筑物内实施侦察，找准着火点后，沿导向绳回到入口处，取余下战斗员准备好的干粉枪或二氧化碳枪，至燃烧部位通过导向绳发联络信号，要求供干粉或二氧化碳。由于目前配备的斯太尔干粉车上装有长度40m 的胶管4 根，当车辆与着火处距离超过40m时，可采用胶管连接进行操作。

如果电缆构筑物内由于燃烧空气不足温度较高时，可用水罐车灭火，但必须是在切断电源后。水枪手应组成梯队形，前面的水枪手灭火，后面的水枪手掩护。进攻速度不宜过快，稳步前进。易使用喷雾射流，不仅效果明显，可以驱散高温烟气保护人员，又可以进行有效的冷却保护，防止触电。在使用喷雾水枪时，人与带电体的距离必须大于3m。

电缆构筑物空间较小时，可不用内攻的方法。待切断电源后，使用泡沫从电缆隧道、沟道、竖井的入口一端向内灌泡沫，另一端放开，使烟气和热量扩散。也可向内大量灌水，直到将着火点用水封住，火即自行熄灭。如果电缆构筑物的进攻端和散热端离燃烧点较远时，应考虑在燃烧点两侧破拆，向破拆洞口灌注泡沫或用作排烟，这样可以减少进攻时间，提高灭火剂的使用效率。

六、结语

综上所述，电缆火灾应该引起各级消防救援人员的重视，我们要根据火灾现场的实际情况，合理利用地形、地物和单位的灭火装备，充分利用现有的装备，保证安全、科学、快速地处置。