随着城市架空线路的改造,10kV-220kV电压等级的线路改为电缆,为城市电力电缆隧道的大规模建设提供了可能。 这类电缆隧道工程基本位于城市中心区域,一旦发生火灾,将危及城市安全,因此应采取积极措施防止电缆隧道火灾的发生。
电缆隧道中的电缆在燃烧时会产生大量的烟雾和易燃气体。 电缆隧道空间狭长,火焰沿电缆迅速蔓延燃烧,产生的烟雾、有毒气体、高温、高温积聚在隧道内,不仅腐蚀和破坏电气设备,而且对人体危害很大,威胁人的生命安全, 并且难以灭火。而且,一旦电缆***,就会造成更严重的火灾和停电事故,后果非常严重,维修工作也非常困难。 鉴于电缆火灾后果的严重性,有必要对电缆隧道的防火、通风和防火措施进行深入分析。
城市电缆隧道火灾的原因可归纳为以下几个方面:
1)电缆中间接头质量差,压接接头质量差,压接接头差,接触电阻过大,电缆头过热,长期运行,烧穿绝缘。电缆中间接头压接不良,只有在运行中才能发现,运行时间越长,越容易过热烧毁事故。
2)接地故障电流造成灾害。
3)长期过载运行,受潮受热等,绝缘层会被破坏,发生短路,引起电缆起火。
为了使电缆隧道长期、安全、有效地工作,必须根据其特点采取合理的措施防止火灾的发生,从而防患于未然。
当隧道发生火灾时,防火隔板的划分有利于人员疏散,电缆隧道的防火隔板通常由防火墙隔开,有效减少了某个隔板的火灾对其他区域的影响,减少了其他隔板的损失。
城市电力电缆线路设计技术规程“ DL T-2016 in 94.2、规定:电缆隧道位于电厂和变电站内,防火间隔距离不超过100m; 电缆隧道位于电厂和变电站外,防火间距不超过200m。
电力工程电缆设计标准GB50217-2018 in 70.2、规定:长距离电缆沟、隧道、架空桥应相隔约100m,或在隧道通风段,与厂区外、站区外约200处。
当电缆隧道位于电厂或变电站内时,最大防火隔板不应超过100m,当电缆隧道位于电厂或变电站外时,最大防火隔板不应超过200m。
电力工程电缆设计标准GB50217-2018 in 56.6、规定:沿隧道纵向长度不应小于2个安全孔; 工业厂房或变电站隧道内安全孔间距不应大于75m;
根据实验数据,在浓烟环境中,人们低头捂住鼻子时,可以走30m左右的距离。 因此,如果条件允许,建议在厂区内电缆隧道与变电站之间以约75m的间隔进行防火隔板。
电力工程电缆设计标准GB50217-2018 in 70.3、规定:除通向主控室的防火墙部分、厂区墙体或通风段隔开的长距离隧道外,其他情况下不得设置防火门。
建议为安全起见,可以在每个防火隔断上增加一扇防火门,正常情况下,防火门是打开的起到通风的作用,一旦发生火灾,火灾探测器会发出警报,防火门会自动关闭,起到控制区域内火势的作用。 防火门采用A级防火门,耐火极限不小于200h。
火力发电厂和变电站设计防火标准 GB50229-2019 年 11 月4.1、规定:长度超过100m的电缆沟或电缆隧道应采取阻燃或隔离措施,防止电缆火灾蔓延,耐火限额不得低于200h 防火墙或分区;
电力工程电缆设计标准GB50217-2018 in 70.3、规定:防火堵塞、防火墙、防火段等防火堵漏构件的耐火限值不得低于贯穿构件(如建筑墙体、楼板等)的耐火限值,且不得小于1h。
防火门 GB12955-2008 in 45.1.2 A级防火门耐火隔热150h,防火完整性 150h。
在电力电缆隧道的电缆上刷上防火漆,并在每个防火门(防火墙)和防火隔断两侧不小于1m的截面上的所有电缆上涂上防火涂料、防火胶带或防火挡板; 在有火灾隐患的部位(如电缆接头),电缆两侧约3m处与其他电缆平行铺设的范围内,宜使用防火涂料或防火胶带,以防阻燃。 这些方法的主要目的是,如果一根电缆着火而不燃烧到其他电缆上,除了隔断防火墙和防火门外,还应在电力电缆和控制电缆之间增加防火隔板。 防火插头必须有一定的厚度,并且非常紧密。 特别是在电缆密集的区域,可以使用软插拔材料进行紧固的插拔,电缆经过日常维护后,必须重新堵塞损坏的地方。
电力工程电缆设计标准GB50217-2018 in 70.3、规定:电缆穿透隔墙、楼板的孔洞,工作井内的电缆管孔应防火; 公共电缆沟、隧道、桥梁的主要通道的分支,以及控制或分配装置的电缆沟、隧道和架空桥梁的入口,以及厂区的墙壁设有防火隔离; 敷设在电力电缆同一通道内的控制电缆和非阻燃通信光缆应插入阻燃管或耐火电缆槽箱内,或在电力电缆与控制电缆之间设置防火密封板;
城市电力电缆线路设计技术规程“ DL T-2016 in 94.2、规定:电缆穿过楼板、墙体或柜孔及管道两端时,应用防火封堵材料封堵。 防火封堵材料应致密无气孔,封堵材料厚度不小于100mm。
在电缆隧道中设置火灾自动报警系统是非常必要的,因为隧道电缆成火的发展速度比较慢,时间较长,完全可以通过火灾自动报警系统及时发现隐患,防止火灾的发生。
城市电力电缆隧道火灾报警装置一般采用分布式光缆测温系统,既有火灾报警工程,又能与其他防火措施形成联动系统。 它是将感温光缆与光缆并联敷设,温感光缆将被测物体各位置的温度信号以光波的形式传回,最后提取并显示出来。 当感温电缆检测到电缆温度高时,会自动启动排风机进行通风散热; 当检测到火灾信号时,系统将控制防火隔板两端防火门的打开和关闭以及排气扇的关闭。 (具体要求请参阅《火灾自动报警系统设计规范》第12条 - GB50116-2013。3条电缆隧道)。
在电缆隧道的出入口、接缝处和各防火隔板处应设置灭火器、黄沙箱等消防设备。 (电力电缆隧道设计规范,DL T5484-2013,9。2.8)
《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005 中德电缆隧道属于E类火灾(实弹):用活体燃烧物体的火灾 磷酸铵干粉灭火器、碳酸氢钠干粉灭火器、卤化烷灭火器或二氧化碳灭火器均应使用,但不得选择装有金属喇叭喷罐的二氧化碳灭火器。 电缆隧道在工业建筑中被归类为中等危险,灭火器配置可以根据规范中的公式计算。
阻燃电缆的主要特点是电缆外护套的燃点高, 当电缆着火时, 保护电缆的主要绝缘层在一定时间内不受损坏, 电缆电源延长,电缆起火范围缩短, 但阻燃电缆只能起到防止燃烧的作用,只能作为电缆防火的辅助措施。一般来说,阻燃电缆具有低烟、低毒性等特点,更适合在有人巡逻的场合使用; 耐火电缆可以在规定的温度和时间保持电路通电,更适合重要电路。 对于城市电力电缆隧道工程,应基本采用阻燃电缆,在重要电路中应选择耐火电缆。 (阻燃耐火电缆的选择详情请参考70.5-7.0.7)
在电缆**和火灾事故中,约70%的事故是由电缆头故障引起的,可见电缆头生产的质量控制对电缆防火的重要性。 电缆头的使用寿命必须等于或长于电缆本身的使用寿命。 电缆密封套的绝缘性能和额定电压必须等于或高于电缆本身的绝缘性能和额定电压。 绝缘垫之间的耐压应等于或高于电缆护套绝缘性能的两倍。 在电缆接头两侧约3m的截面,宜使用防火涂料或防火胶带,以防阻燃; 建议在每个电缆终端的位置安装便携式干粉灭火器。 电力工程电缆设计标准GB50217-2018 in 70.4、规定非阻燃电缆接头两侧3m,若不要求阻燃电缆规格,一般列电气行业15m)
城市电力电缆线路设计技术规程DL T5221-2016 in 94.4、规定:在电缆进出线特别集中的隧道、电缆夹层、竖井中,可增加湿式自动喷水灭火、喷水灭火或气体灭火等固定灭火装置。 根据现场走访的实际情况和了解,我个人建议,城市明挖电力隧道一般不采用自动灭火系统。 原因如下:
1)采用明挖回填法对城市电力隧道的安全出口设置,基本可以满足人员的逃生需求,防火隔板的设置减少了其他隔板的经济损失。
2)城市电力电缆隧道火灾报警系统可在火灾发生前进行准确的温度预测,如果电缆在运行过程中遇到局部事故、火灾隐患,分布式光纤温度检测系统可以保证在电缆燃烧之前将实时信息传输到监控终端, 而通风隔断两端的防火门可以认为是封闭的,通风设备被打开,在这个通风隔断中加强了机械排气的强度,改善了电缆的散热条件,从而达到降低电缆温度的目的。必要时,调度中心可以根据情况的紧急程度和严重程度转移该电路电缆的负载,从根本上消除事故隐患。
3)城市电力电缆隧道全部采用阻燃电缆,降低了火灾发生概率。
4)在成本方面,单独建造一套自动灭火系统的成本较高。例如,泡沫灭火系统在长距离城市电力隧道中体积较大,运行和维护成本高。 (国网公司制造的一套泡沫灭火系统约50万套,不包括管道铺设,单套设备最长覆盖范围200m,设备尺寸约10mx6m,考虑到单公里成本比较高)。
对于城市电力电缆隧道的地下开挖方法,应分析具体问题,根据电缆隧道的结构和具体的施工方案,确定是否有必要设置自动灭火系统。 并且必须与当地消防审计部门协调进行澄清。
QGDW 11187—2014 明挖回填电缆隧道设计导则 》在电压等级500kV及以上的隧道中,可加装固定式灭火装置。
Q GDW 11186—2014 地下开挖电缆隧道设计导则》在电缆进出口线路特别集中或电压等级在330kV及以上的隧道中,可以选择增加气溶胶灭火装置、湿式自动喷水灭火器、喷水灭火器、 气体灭火或喷水灭火管,重点放在电缆接头区域的灭火。
城市电缆隧道的设计不仅要做好防火和消防措施,更要保证电缆隧道的正常运行、人员维护、发生火灾时的通风措施; 关于如何做好城市电缆隧道通风设计在设计和运行阶段的详细信息,请参见城市电缆隧道的防火、防火和通风设计(第二部分)。
引用。 1 DL T 5484-2013 电力电缆隧道设计规范;
2 GB 50217-2018 电力工程电缆设计标准。
3 DL T 5221-2016 城市电力电缆线路设计技术规程.
4 GB 50016-2014 建筑设计防火规范.
5 GB 50229-2019 火力发电厂和变电站设计消防标准。
6 DL T 5035-2004 火力发电厂供暖空调设计技术规范。
7 GB 50116-2013 火灾自动报警系统设计规范.
8 GB 23864-2009 防火封堵材料。
9 GB 50019-2015《工业建筑采暖通风空调设计规范》。
10 GB 12955-2008 防火门。
11 GB 50140-2005 建筑物灭火配置设计规范。
12 Q GDW 11186—2014 地下电缆隧道设计导则.
13 Q GDW 11187—2014 明挖回填电缆隧道设计指南。
14 国家电网公司输变电工程总设计电缆线路分册(2017年版)。
15 赵辉,《城市电力隧道通风设计》,《华北电力技术》,2009
16 赵辉,城市电力电缆隧道防火隔断、通风隔断设计价值,供用电,2009
17 赵辉,城市电力电缆隧道防火与防火设计,华北电力技术,2010
18 陈鹏,城市电力电缆隧道的消防与防火设计,电力技术与管理,2014
19 高毅,电力与能源电力电缆隧道消防技术方案分析,2013