探讨电力电缆的防火设计

探讨电力电缆的防火设计

邵伟涛

（东莞供电局）

摘要：电力电缆属于易燃品，一旦发生火灾后其火势凶猛，很难得到有效扑救，进而导致电缆与电力设备出现烧毁的问题。同时，电缆着火还会引发长时间的停电问题，影响居民生产、生活用电质量。因此，要对电力电缆的防火设计工作引起重视，加强防火技术与防火措施的应用。本文先对电力电缆火灾特点与原因进行探讨，并进一步研究电力电缆防火设计的相关内容。

关键词：电力电缆；防火设计；防火措施

1引言

随着国内经济的不断发展，我国对于电能资源的需求量必定急剧增加，以我局为例，电力电缆敷设长度超过17000公里，但电缆化率高达74%。目前，常用的电力电缆主要由三部分组成：导体、绝缘层、护套，因而电力电缆有着良好的绝缘性能。但是，由于电缆内部的电流活动相对频繁，因而输电工作中电缆会出现发热问题，严重时可能引起火灾。电力电缆的分布较广，并且连接着数量较多的电气设备，因此要加强延燃（阻燃）技术的应用，提高电力电缆防火质量。

2电力电缆的概述

2.1电力电缆的结构

电力电缆的基本结构为导体、绝缘层、护套三大部分组成，对于6kV以上电缆，导体和绝缘层外还有屏蔽层。如图1所示为三芯电力电缆基本结构图。

图1三芯电力电缆基本结构

电缆采用铜或铝做导体，起导电、传输电能的作用；绝缘层包在导体外面起绝缘作用；导体屏蔽（内半导电层）起均匀导体表面电场、消除气隙的作用；绝缘屏蔽（外半导电层）起屏蔽作用，消除绝缘与金属屏蔽间的间隙；金属屏蔽层起屏蔽作用；铠装层起增加机械保护作用；内护套和外护套起密封保护作用。

2.2电缆敷设方式

电缆工程敷设方式的选择应根据工程条件、环境特点和电缆类型、数量等因素确定，且按运行可靠、便于维护的要求和经济技术合理的原则来选择。电力电缆敷设主要有直埋敷设、排管敷设、沟道敷设等方式，以及上述方式交互结合等方式敷设，敷设方法分为人力敷设和机械敷设。

2.3电力电缆火灾特点的分析

2.3.1火势凶猛、难以扑救

部分电力电缆会使用隧道或直埋的敷设方式，电缆所处的外界环境较为复杂。在电缆夹层中电缆密布，同时电缆隧道存在的高差将造成自然抽风现象，一旦电力电缆出现着火问题将很难进行扑救，并且还会伴随着长时间的停电问题。

2.3.2电缆火灾会造成“二次灾害”问题

电缆着火时，将释放大量的有毒气体，如果周围有工作人员，火灾所产生的强烈酸雾将对人体健康造成危害。同时，火灾还会导致电力设备、接线回路出现烧伤问题。

2.3.3电缆火灾将造成严重的经济损失

长时间、大面积的停电会影响附近居民的生产活动与日常生活；其次，线路与电力设备的维护与更换也需要一定的费用。

2.4电力电缆火灾问题的原因

2.4.1内部原因

电缆运行时间过长、防水措施不到位、绝缘材料质量不达标等问题，均可导致电缆火灾问题的出现。如果线路维护工作中，不能对运行时间超过规定年限的电缆进行及时的更换，那么电缆的老化问题将直接影响到电缆运行的安全性。同时，在进行电缆防水设计与施工时，由于电力电缆长期暴露在户外环境中，并且长期受到雨雪等不利天气的影响。这一过程中，一旦电缆长时间浸泡在水中，将造成电缆的绝缘电阻下降，进而对电缆的击穿强度造成不利影响，严重时可能出现短路事故，进而引发相应的火灾问题。此外，电缆绝缘材料也对电缆的绝缘性能有着重要的影响。一般来说，绝缘材料主要由高分子聚合物构成，由于这些聚合物的燃点较低，因而防火设计不合理、防火措施不到位将引发火灾。另外，如果电缆中间的接头位置没有连接紧密，将造成电缆接触位置的电阻显著增加，这不仅会造成电能资源的浪费，同时也会导致连接处的温度增高，甚至引发火灾问题。

2.4.2外部原因

2.4.2.1外部运行环境相对复杂

如果电缆构筑物的接口处没有进行严格的封堵，将导致线路出现短路问题，进而导致火灾问题的出现。

2.4.2.2运行维护不到位

电缆通道巡视内容过于简单，主要关注电缆标志、电缆沟（井）盖板损坏或被盗、电缆通道沿线情况等。对电缆通道内杂物堆积情况等隐患情况未能及时发现；巡视缺乏有效检测手段，自主电缆振荡波试验未在我局普及使用。电缆通道巡视往往以目测为主，而红外测温主要关注电缆与架空线接头发热情况，对于符合测温条件的电缆中间接头缺少测温监测，难以掌握电缆中间接头的运行状况。

2.4.2.3技防标准缺失

目前的电力电缆通道建设标准不包含防火墙、防盗电缆盖板等防火防盗措施。

2.4.2.4电缆质量参齐不齐

市面上各种各样电力电缆厂家，质量得不到有效的报障，严重影响电力电缆的防火性能。

3电力电缆的防火设计分析

3.1注重防火阻燃技术的应用

在进行电力电缆设计工作时，要注意一下几点问题：

（1）电缆孔洞封堵工作中，要提高封堵的严实可靠效果。绕包时要达到拉紧密实的效果，并且要严格根据材料的使用要求，控制缠绕层数与厚度。绕包工作结束后，还要每隔相应的距离进行绑扎。为提高电力电缆的防火效果，可以应用防火包带，或者是应用防火涂料提高电缆的防火性能。

（2）对于易出现火灾事故的电缆回路，要按照规范要求做好防火阻燃设计，并且要提高施工环节的防火阻燃技术应用效果。另外，对于相对重要电缆回路，可以根据实际需要施加防火涂料。

（3）具体施工工作中，要加强对墙壁、楼板等位置电缆洞孔的处理，必要时可以使用钢板或者是石棉板进行封闭。设计工作中，对于电缆隧道、分叉道口等位置，要合理设计防火墙和防火门。电缆通道内部，不允许易燃气体管道或热力管道穿越，以免导致电力电缆温度升高，为火灾问题的发生埋下安全隐患。其中，表1为用于容易发生火灾场合的电缆类别推荐表（√表示可用），表2为不同电缆型号的阻燃性能分析。

3.2提高电缆隧道以及盖板的设计质量

3.2.1加强电力电缆的监管

随着经济的发展，电力电缆率在电网中的比重不断增加，就要求项目管理部门、运行维护部门、施工部门等单位加强对电力电缆建设的监管，特别是要穿越大量的电缆隧道与沟道等土建设施，主要从电力电缆建设的四个方面加强监管：

（1）设计工作中要对地下水条件进行分析，考虑到工业水流排水坡度对于电缆的影响。在进行排水浅沟以及积水井的设计工作时，可以安装自动抽水装置，降低积水对电缆的影响，防止短路等问题的发生。

（2）在进行户外电缆沟的盖板设计时，要尽可能提高设计标准，重点选用重量轻、强度高混凝土板。

（3）体作业之前，要进行电源的切断，使用石棉板对附近的电缆进行分隔。

（4）为了提高重点位置电缆运行的安全性，可以加装消防装置以及火灾自动报警系统等。施工过程中，如果电缆井中预埋了一定数量的电缆空管口，那么要及时做好管口的封堵工作，这一环节中可以应用防水密封塞，采用3M的1000N型防火密封胶，并且最好选用塑胶或橡胶材质。通过应用弹性好、抗老化、耐水压、耐酸碱的密封塞，可以避免雨水顺着空管流入到电缆井中，进而对地下机房中的电力设施起到良好的保护作用。

表1用于容易发生火灾场合的电缆类别推荐表（√表示可用）

表2不同电缆型号的阻燃性能分析

3.3合理设置消防灭火设施

在进行电缆沟的建设工作时，虽然采取了相应的防火措施，但是电缆火灾问题仍然没有得到根治。因而，现阶段要加强电缆监测系统的应用，对电力电缆局部温度的异常升高问题进行有效的监控。一旦发现异常问题，该系统将自动发出警报，进而可以提醒工作人员做好异常状况的检查。此外，还要加强对自动灭火装置的设计与应用。自动灭火装置的种类较多，比如目前应用较广的有水喷淋自动灭火系统等，有着良好的防火效果。

图2电缆竖井封堵推荐设计

3.4尽快建立技防标准

由于技防标准的缺失，导致在电力电缆并网验收前，相关验收人员的管控力度不同，导致并网的电力电缆技防情况各不相同。完善电缆通道技防措施，通过加建防火墙、加装中间头防爆盒、充沙、更换防盗盖板等措施，从电力电缆各个验收环节中，提升主、配网主要电缆通道防火防盗水平。为了限制电缆着火延燃范围，减少事故损失，在进行主厂房电缆设计敷设时，每条电缆隧道、竖井、电缆沟或电缆架空吊架上所通过的电缆应符合下列原则：发电机容量为20万kW及以上时，为1台机的电缆；发电机容量为10万kW以上时为1～2台机的电缆；发电机容量为10万kW以下时，为2～3台机的电缆，下图2为电缆竖井封堵推荐设计。

3.5其它防火技术的应用

3.5.1应用复合型防火桥架来提高电缆的防火效果

对于复合型防火桥架而言，其主要由无机阻燃材料制造而成，该桥架有着良好的防火性能，并且可以起到防水、耐腐等作用。在桥架的内外层涂上相应的防火涂层，能够确保火灾发生时达到阻燃的效果。

3.5.2可以应用防火阻燃桥架

目前，防火阻燃桥在化工领域、石油等行业有着广泛的应用，尤其是在电缆沟以及电缆管道、电缆隧道等场所，应用防火阻燃桥架有着良好的效果，其不仅可以对电缆的延燃长度进行有效控制，同时能够降低火灾蔓延的范围，降低火灾的危害。

3.5.3电力电缆防火设计中，加强对钢制复合耐火电缆槽盒的应用

钢制复合耐火电缆槽盒的主要成分为玻璃纤维增强布料，同时采用无机粘合剂进行复合。该装置有着良好的耐火、耐油效果，并且材料本身耐腐蚀、无毒、无污染。当有火灾发生时，该装置能够有效阻隔火势的蔓延，并且起到良好的防火作用。另外，以往所使用的电力电缆主要为油浸电缆，这一类型的电缆应用过程中存在相应的缺陷，因而要进行油浸电缆的改进，加强对交联电缆的应用。

4结束语

做好电力电缆防火设计对于提高电力系统运行的稳定性、安全性有着重要的意义，因而，要加强对防火电缆材料的应用。具体设计与施工环节中，要合理应用防火工艺、措施与电缆种类，严格按照设计要求进行施工，提高电缆使用的安全效果，防止电力电缆火灾问题的出现。

参考文献

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