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1、隧道电缆火灾成因及对策分析丛光韩晓鹏孙雄伟周作春张文新李华春陈平（北京市电力公司100031）摘要隧道火灾将会给电网造成严峻损失，北京地区高压电缆主要采纳隧道敷设，本文通过分析国内近年来各地暖道内电缆火灾的成因，并结合北京地区高压电缆网的特点，从而提出隧道内电缆防火的几条对策，提出解决电缆隆道防火问题应当通过预防手段，杜绝隧道火灾的产生。关键词电缆隧道防火电弧0引言近几年，国内隧道内电缆发生火灾的状况并不罕见，给城市电缆网平安运行提出更高的防火要求。例如长春隧道内电缆发生火灾，造成整个隧道断面过火，断面内电缆完全燃烧只剩下电缆铜芯。济南电缆沟着火爆炸造成沟道盖板伤人事务，同时隧道内电缆过火燃烧
2、停电。天津、杭州隧道内电缆由于接地线被盗造成电缆本体、电缆接头因电弧放电，本体击穿从而造成停电事故。北京首钢电缆隧道着火造成局部隧道内电缆全部烧毁。武汉电缆隧道着火IokV电缆故障导致HOkV电缆击穿，最终导致220kV变电站停电。隧道火灾会造成严峻损失，而且修复时间长，危害严峻，必需从源头上限制，避开火灾的发生。北京地区高压电缆敷设主要采纳隧道的敷设方式，据不完全统计，截至2008年6月，北京地区IlokV及以上电缆超过2000km,隧道长超过500km。如何防止隧道内电缆着火，保证首都电缆网平安运行，对于首都电缆网有着特殊的意义。1隧道电缆火灾成因分析为彻底解决隧道内的火灾隐患，我们对近年
3、来发生的隧道火灾事故缘由进行深化分析：国内发生火灾相对比较多的是发电厂，从建国以来发电厂发生了多次火灾事故，损失惨重，为什么发电厂简单发生隧道火灾，分析其缘由主要是因为大量低压中压电缆成捆敷设于电缆隧道内，而电缆本身又不是阻燃电缆，电缆在负荷大时发热严峻，从而只要有故障发生或外部火源就简单引发火灾。我国某城市隧道都发生了爆炸事故，隧道内全部电缆都付之一炬，特殊是其的隧道爆炸事故因为隧道盖板被掀起，造成多名路人伤亡，爆炸着火的缘由是因为接近隧道的自然气管道发生泄漏进入电缆沟内，在放电火花或外界火源的诱发下发生了爆炸着火。可燃气体进入隧道，将会对隧道的防火带来严峻的考验。隧道内电缆外护套击穿、接地
4、故障时将会在隧道内产生电火花或电弧，当隧道内存在可燃、易爆气体时将会发生爆炸、燃烧。而隧道内有施工时，不行避开的在接头制作时出现明火，这时也会引燃易燃易爆气体从而发生爆炸、燃烧。有可能进入隧道内的易燃易爆气体主要来自接近隧道的其他管道，如自然气管道，加油站地下储油罐体、管道泄漏。在采矿企业、发电企业厂区内，也会发生类似状况，如可燃易爆粉尘进入隧道等状况。北京某企业自管电缆隧道的火灾主要是因为采纳了充油电缆，电缆被盗贼割伤造成漏油，然后电缆故障将油点燃、大火将七十米隧道内电缆全部烧毁，损失严峻。图1为某企业隧道过火照片。图1北京某企业隧道过火照片2006年某城市的火灾导致隧道内6路高压电缆烧毁，
5、很长时间才复原正常供电，火灾起因不明，但导致火灾的主要缘由是隧道内电缆采纳PE外护套，在着火之后由于没有阻燃性能，因此着火点会扩散至整个隧道，从而造成火灾损失扩大。下图为长春PE外护套电缆着火照片.图2电缆隧道着火照片2007年国内某城市发生的220kV变电站全停事故是因为隧道内一路采纳消弧线圈接地系统的IOkV电缆出现故障，接地电弧引燃隧道内积累的光缆，大火烧毁了同隧道的HOkV电缆，而且上级爱护拒动最终导致220kV变电站全停事故。缘由是接地系统为经消弧线圈接地，当电缆发生接地故障时可长时间带故障运行，电弧温度可以达到几千度，在放电电弧的作用下导致火灾事故。国内某地也发生过35kV经消弧线
6、圈接地的电缆接头故障，电弧烧毁接近电缆的事故。图3是事故照片图335kV电缆因电弧放电引发的火情隧道内高压电缆接地系统发生破坏，如接地线被盗，交叉互联线被盗，高压电缆金属护套上产生的悬浮电位导致电缆外护套击穿放电从而导致火灾。近几年全国各地电力隧道内防盗形式日益严峻。北京、上海、天津、杭州等地均发生过高压电缆接地线、交叉互联线被盗事务。接地系统被破坏后，交叉互联三段电缆的中间2段由于交叉互联线被盗而完全悬空，悬空段电缆悬浮电压将会达到46kV,甚至更高。被盗接地线或交叉互联线断口处与电缆支架之间将会产生电弧放电，从而导致接近高压电缆外护套击穿甚至、着火发生火灾。下图为北京一IlOkV电缆系统交
7、叉互联线、回流线被盗后断口电弧烧穿外护套状况。图4接地/交叉线被盗后电弧放电烧毁外护套照片通过对各地隧道火灾事故的缘由分析，并深化分析隧道内可能引发火灾的因素可以看出，隧道内电缆火灾的主要成因有以下几类：隧道内有可燃物，包括电缆不阻燃、通讯光缆、可燃气体、绝缘油等，可燃物的存在导致在放电电弧、火花或外来火源的诱发下着火；35kV或IOkV经消弧线圈接地的电缆进入隧道，经消弧线圈接地的系统当电缆发生接地故障时可长时间带故障运行，在长时间高温放电电弧的作用下将会发生火灾；隧道内高压电缆接地系统发生破坏，如接地线被盗，交叉互联线被盗，高压电缆金属护套上产生的悬浮电位导致电流沿电缆外护套表面流淌甚至导
8、致绝缘击穿，因护套表面沿面放电电流的长期存在从而导致火灾；电缆本体或接头故障击穿导致火灾，电缆接头击穿时故障电流很大，达到IokA以上，可能导致接近电缆线路损坏甚至导致火灾；高压接地系统接线错误导致大环流经金属护套和接地线流淌，当负荷大时因发热导致火灾。2隧道火灾防范技术措施北京市电力公司的电缆隧道采纳通讯光缆、IOkV电缆和高压电缆都同一隧道敷设的方式，部分隧道内电缆比较多，原来北京市电力公司的隧道防火技术政策就是采纳阻燃电缆，在北京地区隧道三十多年的运用历史中从未发生火灾事故，可以说阻燃电缆的技术政策是胜利的。2006年底起先，针对国内发生的多次隧道火灾，北京市电力公司加强对隧道防火工作的
9、重视，提出新的防火要求：一路电缆发生问题不能延燃，不能影响其他同隧道电缆。我们对北京市电力公司电缆公司管理的500公里隧道进行深化细致的检查分析，并汲取外地隧道火灾教训，以及北京地区以前发生的电缆故障后波及其他电缆、电缆故障引发局部区域光缆烧毁等状况，提出北京地区隧道防火技术政策：电缆电缆隧道防火应从歼灭火灾隐患的动身点动身，立足于防火，杜绝火灾发生，而不能考虑着火后的灭火措施，以前国家技术标准规范在规定时又考虑防火又考虑消防，技术政策不明确，导致防火技术措施不足，而消防措施在真正火灾发生时又起不到好的作用，最终造成钱没少花，最终还是隐患丛丛，所以我们在制定防火技术措施时摒弃了原来加装防火隔断
10、和加装消防喷淋设施的做法。详细措施如下：隧道内的电缆应采纳阻燃电缆，这是最有效的一条措施，依据北京的阅历，采纳阻燃电缆即使局部电缆因长期存在的电弧烧毁也不会发生延燃，电缆不延燃，火情就不会扩大，即使外界有持续火源都不会造成大的事故。1 .对于进隧道的通信电缆和光缆，为除了加强对其的阻燃性能把关之外，还在隧道两侧支架顶部放置两个阻燃槽盒，将通信电缆和光缆放入阻燃槽盒。避开被外界火源波及或由于其破损导致油膏外溢而形成火灾隐患。2 .采纳铠装电缆，除加强电缆本体自身爱护外，对隧道内的防火也可以起到肯定有益的作用。首先，从电缆制造工艺来讲，铠装电缆的阻燃性能简单实现；此外，即使某条电缆存在电弧烧毁，而
11、钢铠本身为不燃性材质，可以肯定程度上阻挡火焰的扩散。因此，北京公司隧道内均采纳铠装交联电缆。3 .避开将消弧线圈接地系统的电缆进入隧道，已经在隧道内的将该电缆与其他电缆用防火隔板进行隔离。4 .对于不同层支架敷设的电力电缆，在有接头的地方用防火板将接头与上下电缆层间隔离，IOkV和IlOkV及以上电缆之间用防火板隔离。电缆密集区段将IokV电缆接头喷涂防火涂料或绕包防火包带。5 .采纳井盖监控系统对电缆隧道实现有效管控。该系统的主要原理是在电力井盖的子盖上加装电子锁，通过隧道敷设信号线至监控中心，实现井盖远程开启和非法入侵报警，对电力井盖的非法开启起到远程监控的作用。加装井盖监控系统之后，可以
12、有效防止电力隧道的非法进入，避开外界因素引起的火灾隐患。6 .采纳有害气体在线监测的方式，监控可燃易爆等有害气体进入隧道。对于可燃烧气体如煤气、油挥发气体等有效成分进行监测，早发觉，早处理，将火灾隐患歼灭在萌芽状态。7 .加装接地电流监测系统可以有效的在线监测接地电流的改变，在接地系统发生接地电流过大或接地系统发生破坏、电缆外护套发生击穿故障时均能有效的发觉，从而避开接地系统故障所引发的隧道火灾。8 .有条件可以在隧道内可以加装光栅测温系统或分布式光纤测温系统，对隧道内的环境温度、电缆温度进行实时监测，并设置温度异样报警，对隧道内温度异样刚好发觉处理。9 .由于电缆本身的隐藏性，其许多内在缺陷
13、很难从表面得以发觉，特殊是电缆的阻燃性能。基于此，北京市电力公司在06年底成立电气设备质量检测中心，全面对进入北京电网的电气设备进行到货检测，电缆到货检测是此项工作的重要组成部分。公司通过对线缆产品（包括通信电缆、光缆）批次抽取试样进行成束燃烧试验的方法，保证了隧道内运行电缆的阻燃性能。3结论与建议随着全国电缆隧道建设的发展，国内电缆隧道的规模越来越大，隧道内敷设的电力电缆数量也随着电力隧道的规模增长而越来越多。城市电网的发展确定了电缆网的发展会越来越快，而城市电缆网对于城市供电的重要性也越来越大。近几年来全国各地隧道火灾频发，提示我们必需将隧道电缆防火放在一个特别重要的位置上。电缆隧道内设置
14、防火隔墙和隧道内安装消防水喷淋系统，都是基于火灾发生后降低火灾损失和火灾发生后灭火考虑的，隧道是城市主要的输电通道，一条隧道内一般都会有多条电力电缆，一旦发生火灾即使限制在一个区段内或通过消防系统胜利灭火都还是会造成严峻损失甚至大面积停电，而且很难在短时间内复原。这种解决措施无法满意现在平安供电的要求，所以我们应当集中资金在如何防止火灾的发生上，实行有效的技术措施杜绝火灾发生。依据北京地区的阅历，我们对隧道防火提出技术措施建议，供其他地区参考，其他地区可以依据自己的状况进行参考。我们建议：隧道电缆防火首先应强调电缆应采纳阻燃电缆，并且严格限制中压电缆进入隧道，严禁经消弧线圈接地的电缆进入隧道。
15、对于隧道内的通信电缆和光缆，应采纳防火槽盒将其与电力电缆隔离。对于不同层间敷设的电缆，应加装防火板隔离，特殊是对电缆接头进行隔离，避开着火之后的相互影响。为了防止易燃易爆气体进入隧道引发火灾，应在隧道内加装有害气体检测装置，对隧道内气体进行实时检测。为了防止人员非法进入电力隧道造成电力设施破坏进而引发火灾，应在人员进出井口加装井盖监控系统,对井盖实现远程监控和非法进入报警功能。高压电缆线路在接地系统上加装接地电流监控系统，对于接地电流的改变进行实时监控，防止由此引发的火灾。隧道内可以加装测温系统，对隧道内的环境温度、电缆温度进行实时监测，并设置温度异样报警。隧道防火是一个系统工程，消退隧道火灾
16、不能等隧道出现火灾后再采纳消防措施去灭火，而是必需从源头上歼灭火灾隐患，杜绝隧道火灾的发生。希望各地重视隧道防火工作，避开隧道火灾发生。参考文献冯湘波交联电缆与辐照交联电缆技术作者简介丛光(1973-),男，工学硕士，高级工程师，现于北京电力设计院任设总，从事高压电缆、线路设计管理工作。联系电话:(OlO)63678531韩晓鹏(1975-),男，硕士,高级工程师，北京电力设计院送电综合室主任，从事高压电缆、线路工程设计管理工作。联系电话：(OIO)63678650,E-mail：hanxiaopengbpsb孙雄伟，男，1979年诞生，工学硕士，毕业于西安交通高校高电压技术专业。工程师。主要
17、从事北京电力公司入网设备的到货检测和电缆故障分析等方面工作。联系方式：010-63677369周作春(1973-),男，高级工程师,北京市电力公司生产技术部电缆主管，主要从事高压电缆生产技术管理工作。联系电话：(OlO)63121767E-mail：Zhouzuochunbpsb李华春(1971-),男，工学硕士，高级工程加，北京市电力公司电缆公司副经理，主管高压电缆运行、技术、状态监测工作。联系电话：(HO)63677771；E-mail：lhc92126张文新(1966-)男，高级工程师,北京市电力公司电缆专业首席工程师，主要从事电缆技术工作。联系电话：(Olo)63678137；E-mail：ZWX(SbeDCC
