1　电缆防火的必要性

　　电缆火灾的发生，既有外部原因，也有电缆本身存在的隐形缺陷等内部原因。凡是密集使用电缆的场合都可能发生电缆着火事故，电缆一旦着火，延燃迅速、火势凶猛、损失惨重，即使已经采取了一定防火措施的电缆也会由于防火封堵不严密、电缆夹层感烟器不起作用而导致火灾事故扩大^［1］。

　　山西电力科学试验研究院对电缆进行的延燃试验表明，电缆着火时的燃烧温度可达800～1100℃。具有难燃特性的聚氯乙烯绝缘或含聚氯乙烯外护层的电缆，也会延续燃烧，且水平敷设的电缆层数越多，密度越大，其延燃的势头越猛。

　　从相关人员几年来了解的情况来看，电缆防火工作虽然在运行管理单位得到了重视，但在电气设计和施工环节中仍未引起足够重视。如一些设计单位对电缆防火工程要求笼统，措施不具体，预算不准确，图纸不配套。这不仅给设备运行造成事故隐患，而且造成设备投产后改造的重复投资。动力电缆、控制电缆和直流电缆应采用分沟敷设或防火材料隔离敷设。

　　施工过程中，建设单位在选择防火施工队伍和防火材料时，往往只从经济上考虑而忽视质量要求，使刷在电缆表层的防火涂料在短时间内就发生龟裂而脱落。在对户外电缆沟、户内电缆隧道、进出电缆竖井孔洞进行分隔和封堵时，目前经常使用防火包。虽然这种方式具有施工简便、易于拆卸等优点，但受雨水冲刷、人为搬动或小动物袭击之后，防火包容易损坏变黑，并形成孔洞和缝隙，既不整洁美观，又难以达到隔火隔热隔烟气的要求。同样，使用纯有机防火软堵料进行封堵，虽然具有施工简便、易于拆除等优点，但这种软堵料不能与混凝土和金属构件紧密粘结，也难以达到整体协调美观的标准。

　　许多并网运行的地方火电厂、水电厂和变电站，还没有将电缆防火阻燃列入工作日程。为此，电缆防火工作不仅必要，而且非常紧迫。

2　电缆防火阻燃及预防措施探讨

　　防止电缆火灾要“预防为主、防消结合”。首先从管理上要防止电缆本身和外界因素引起电缆着火，其次是防止着火后蔓延扩大，最后就是要采取有效的灭火措施。

　　目前电缆防火工作中主要采用的是安装自动报警装置和自动灭火装置，对防火阻燃还缺乏实用的规范方法。现有的自动报警装置，由于其材料、安装和维护费用十分昂贵，或安装之后常常发生误报，因此没有起到应有的作用。为此电缆防火的当务之急就是要找到一种花钱不多，但可避免许多电缆火灾事故的防火阻燃措施，从而将火灾事故有效的限制在最小范围。

　　传统的电缆防火阻燃主要采用“封”、“堵”、“涂”、“隔”、“包”等技术措施。但在实施电缆防火的工程中，传统的封堵、隔离、涂敷等电缆防火措施多注重形成火灾后防止危害蔓延的后期防范。20世纪90年代初，为了相对节约投资和解决防火问题，变电站内均敷设普通的YJLV22－8.7/10－□（表1中VV22）交联聚乙烯电缆外包防火包带或涂防火涂层，这两种措施的共同缺点是劳动强度高，防火涂层随着时间的推移会逐渐脱落，对其进行维护的成本相对较高。因此，如何在火灾隐患的潜伏期就能发现并采取积极有效的补救措施，从根本上杜绝火灾事故的发生，是一项意义重大的工作。下面将介绍山西省在电缆防火阻燃及预防工作方面的实际应用，供有关设计、基建和运行维护单位参考。

2.1　采用阻燃电力电缆

　　使用阻燃电缆是防止配电网电缆着火和蔓延的一种重要措施。如太原南城供电支公司在新建的所有变电站内均敷设阻燃电缆ZR－YJLV22－8.7/10－□（表1中ZRYJV），与过去采用的辅助防火措施比较，它具有阻燃效果较好，施工维护方便，不影响电缆载流量等优点，且阻燃电缆的价格只比同类普通电缆高10%左右，因此从技术和经济上都适合在城市配电网中应用。各种电缆的经济技术比较如表1所示。

    

表1　各种电缆的技术经济比较

    


型 号
价格比
阻燃等级
耐火等级
烟度
电压等级
备注

VV22
1
不阻燃
50
大
0.6/1kV
　

ZRVV22
1.05
C
　
大
0.6/1kV

GZRVV22
1.15
A类以上
中
0.6/1kV

DLVV22
1.20
C
中
0.6/1kV

WLYJE22
1.4
C
小
0.6/1kV

GWLYJE22
1.45
A
极小
0.6/1kV



续表


型 号
价格比
阻燃等级
耐火等级
烟度
电压等级
备注
NHVV22
1.5
不阻燃
B
大
0.6/1kV
　

GNHVV22
1.6
A
A
中
0.6/1kV

YJV
1
不阻燃
　
大
6/6-26/35kV

ZRYJV
1.10
C
大
6/6-26/35kV

GZRYJV
1.15
A类以上
中
6/6-26/35kV

GWLYJE
1.30
A类以上
极小
6/6-26/35kV

　　

　　注：阻燃电缆按试验时每米长度电缆束含有的可燃物总体积分为A、B、C三类，其中A类实验要求最为严格。

　　山西省220kV杨家堡变电站10kV间隔电缆馈线均采用隔氧层高阻燃电缆GZR－YJLV22－8.7/10－□（表1中GZRYJV），它的最大特点是在不影响电缆综合机械物理性能的前提下获得高阻燃效果。据实际阻燃性能测试，其阻燃性不仅完全达到了MT
386标准要求，而且阻燃效果已达到3A级水平，这是目前阻燃等级最高的电缆。

　　建议在大型变电站电缆进出端、电缆隧道、电力客户高层建筑物地下配电室等场所采用A类阻燃电缆，重要回路采用耐火电缆。用于容易发生火灾场合的电缆类别推荐如表2所示，建议有关单位在设计规程的补充和修订时参考。

    

表2 　用于容易发生火灾场合的电缆类别推荐表（√为可用）


阻燃电缆结构型号

绝缘层
PVC
XLPE
XLPE
PVC
XLPE
XLPE
备 注
填充层
玻璃纤维
　　　　　　　　
AL(OH)₃

　

护套层
阻燃PVC
TP
PVC
TP

型号
ZRVV
ZRYJV
WLYJE
GZRVV
GZRYJV
GWLYJE

电压级kV
1
1－3.5
1－10
1
1－35
1－110

阻燃特性
烟度
C
　
小
0.6/1kV
　
　

毒性
A
　
极小
0.6/1kV
　
　

酸度
不阻燃
B
大
0.6/1kV
　
B

阻燃类别
A
A
中
0.6/1kV
　
A

应用场合
高密度人口区 地铁候客厅
×
×
√
×
√
√

隧洞通道
√
×
√
×
√
√

机车车辆
×
×
√
×
√
√

2.2　早期监测和中后期有效防范

　　一般情况下火灾从潜伏到发生要经过一个温度缓慢上升—温度急剧上升—高温引燃易燃物质—产生轻微烟雾—产生浓烟—产生明火—高温烈火—引起火势蔓延，并形成重大损失这样的系列过程。从众多配电网火灾的教训分析可知：电缆中间头制作不良，接头老化造成爆裂是引发火灾事故的重要原因。若在火灾潜伏期的温度缓慢上升过程就能及时发现并采取措施无疑是最佳的防范时机^［2］。

     近年来太原南城供电支公司针对城市配电网电缆防火工作的特点，采用了许多配电网电缆防火的新产品和新施工工艺措施，并通过大量防火工程实践，形成了一个从早期监测到中后期有效防范的系统方案。包括对电缆中间头实现温度在线监测和采取防火防爆措施，具体如下：工程中应用高效二线制式的温度监测系统，可方便的实现对电缆沟内电缆中间头温度的实时分区域温度监测和监测数据存储，并对温度变化的趋势做出分析，一旦出现电缆超温情况，即通过主机发出警报，警示用户进行故障排除。同时针对中间头加装防火防爆装置，以防止万一爆裂后，引起火势蔓延。此系统还可实现互联网查询，为配电网自动化管理提供有效手段。

2.3　采用防火门闭门系统实行分区隔离

　　传统电缆沟的防火分区设置，往往是设置部分防火隔断墙，仅分隔桥架电缆而不分隔电缆沟通道，即使加装了防火门，由于隧道散热的要求，防火门也多处于常开启状态。为了保证在失火情况下防火门能够关闭，防火门常采用安装普通闭门器，并用尼龙绳将门拉住的方法，目的是当火灾发生后燃断尼龙绳，通过闭门器的张力把门关闭。但是通过众多已采取本系统的配电网和电力客户实践证实，该方案有着重大弊端，表现为：①
由于电缆隧道的复杂性，特别是大型变电站隧道电缆排架多达十数层，很难做到多层拉设尼龙绳，只能在上层排架架设少量尼龙绳，且拉设后，由于阻尼作用很难做到燃断绳索后顺利关闭防火门。尤其是远离尼龙绳的电缆失火，还存在短时间内不可能烧断尼龙绳的问题。当火势大到烧断隧道顶层排架上方的尼龙绳时，毒烟或火势有可能已在防火门还未关闭之前就扩散蔓延到了其他区域。②
普通闭门器一般在静止状态及干燥环境中尚可保证一定的使用期，而电缆沟多数较为潮湿，闭门器又长年处在被强制张力状态下，因此往往安装一段时间后就会由于受潮生锈或张力疲劳的原因而失去应有的闭门作用。

　　南城供电支公司与太原供电设计研究院联合设计，依据电缆沟防火分区的要求，按地域组划区或依具体要求分区设置防火隔墙和防火门，保证一旦失火后防火门可靠关闭。此时防火门采用电动重锤闭门系统，可做到窄小隧道的最大开门空间。同时通过控制装置可在控制室或值班室实现防火门的遥控关闭，并采用北京某公司研制的温度监测报警系统或温度区域报警系统联动，一旦出现温度异常或超温报警情况，即可在几秒钟内自动关闭设定防火区域的全部防火门，达到有效火灾分区防范的目的。从而把火情封闭在一个相对封闭的区域内，防止火灾中有毒烟气及火势蔓延至其它区域。

2.4　采用电视监控系统，实现远程图像探查

　　电缆隧道具有其特殊性，即当出现火灾前期的险情时，工作人员冒然下沟探查，很可能会造成人身伤害。因此采用最新数字技术的数字电视监控系统对电缆沟实现远程探测，当出现报警信号时，立刻启动摄像系统进行录相及画面显示，并采取相应的处理方案，这是目前太原供电分公司的综合防火措施之一。

3　电缆防火措施在实际应用中的几点建议

　　运行经验告知我们：“防火第一、灭火第二”，只要电缆防火的工作做好了，就可以有效避免电缆火灾，即使发生电缆火灾，也会使损失减少到最小。

　　一般在采用电缆防火阻燃措施时，应当注意以下7个环节：① 在地下变电站（或其他使用地点）敷设隔氧层高阻燃电缆时，建议竖井内一束电缆的非金属容积不宜大于1L/m，若干束之间应采用石棉等阻火板材给以分隔，以确保阻燃特性。②
在隧道或夹层敷设时，可采取一层支架上密铺两层电缆的方式，利用电缆本身的阻火能力防止火焰的上窜，起到隔火作用。阻火枕、隔火墙等措施根据情况可以取消，这样可以扩大电缆敷设、运行巡视、检修更换的空间，为运行维护人员创造良好的环境。③
采用阻燃电缆后，仍应采取封堵防火措施，涂料、包带等辅助防火措施可考虑取消，其他辅助措施也可简化。防火施工单位应切实按防火材料的技术性能进行施工，确保施工质量，这样才能达到阻止电缆延燃的目的。④
电缆穿过墙壁、盘底和竖井的孔洞，必须以不窜火、不透烟气为标准严密封堵。室外电缆沟敷设的防火隔墙，除底部留出排水通道外也应严密封堵。电缆封堵设计推荐如图1、图2所示。⑤易燃易爆场所的电缆、动力电缆中间接头盒及与该电缆并行敷设的同一层支架的其他电缆，应因地制宜，采取相应的防火隔离阻燃措施。⑥
有机防火堵料性能柔软可拆，敷设于电缆周围可方便电缆更换；无机防火堵料能与混凝土和金属构件溶为一体，快速硬化、附着力强。它们配合使用，不仅能起到良好的阻燃作用，而且能收到结构紧密、封堵严密、表面平整、光泽美观的效果。因此有机防火堵料与无机防火堵料配合使用为宜。⑦
我国生产防火材料的厂家很多，虽然都取得了公安消防部门的生产许可证，但产品质量大不一样。因此材料选取上应以国家建筑物防火材料质量检测中心的测试结果为依据，选择高标准的防火材料。

    

图1　电缆竖井封堵推荐设计

图2　电缆贯穿孔封堵推荐设计

4　参考文献

［1］ 李 坚，郭建文. 变电运行及设备管理技术问答. 北京：中国电力出版社，2005.

［2］ 赵风姿. 电力系统电缆防火指南. 北京：中国电力出版社，2002.