王志强 姜国强 刘琰 段青兰 李圆
国网安徽省电力有限公司涡阳县供电公司 安徽涡阳 233600
摘要：从我国各类火灾事故案例可以看出，因电线电缆引发的电气火灾占有了很大一部分比率。一般情况下，电缆是以爆燃形式起火燃烧的。电缆着火后，火势顺着电缆呈线型燃烧，像点燃后的蚊香，烟大火小速度慢。如果电缆沟内多层电缆或电缆交叉叠放，就会形成立体燃烧，火势更快。一旦电缆沟内的电缆发生爆燃，即使断电，火势也很难控制，主要原因是电缆燃烧后裹在电芯外部的橡胶绝缘层先着火，火势顺着电缆向上下重叠的电缆蔓延燃烧。由于现行电缆沟内空间狭小，电缆起火后电缆沟内无排烟系统，温度急聚上升，烟火交叉混合，加速了火势的蔓延，从而给电力安全供应带来严重后果，严重时会导致大面积供电故障。针对现有技术的不足与缺陷，我们经过长期研究和科学实验，研制出一种有灭火功能的电缆沟盖板，可以及时灭火，有效防止电缆沟内火灾发生。
关键词：灭火型盖板；电气火灾；电力安全生产
1引言
2016年6月18日凌晨，西安南郊变电站因电缆沟失火导致一台主变故障起火爆炸，引发一系列电力供应故障，停电造成8万多人生活受影响，直接经济损失近400万元。据相关权威部门资料统计，我国重特大火灾案例中电气火灾约占80%，其中每年发生的电气火灾中因电缆电线引发的火灾占50%以上，居各类火灾之首，造成了巨大的经济损失和人身伤亡。
电缆沟是用以敷设和更换电力或电力电缆设施的地下管道，也是被敷设电缆设施的围护结构。电缆沟盖板是盖在电缆沟上的板子，防止电缆受到破环。目前电缆沟盖板的防火性能不佳，不能在电缆沟内发生火灾时及时灭火。
2 电缆沟火灾事故原因及其主要特点和防控对策
电缆沟是电力生产中最常用的沟道，电缆沟安全稳定运行是保证电力安全生产的一个重要前提。电缆沟现有防火技术的十分简单，大致有喷涂防火漆、间断作防火墙和防火隔层，使用已经有几十年历史，然而时至今日，电缆沟内火灾事故时有发生，可见电缆沟内现有防火技术存在改进余地。引发电缆沟火灾事故的主要原因，大致可以归纳为两个方面。一是电缆本身故障引发着火，二是外界因素引发电缆沟火灾事故。
2.1 电缆本身问题引发着火
电缆本身问题引发着火，主要有以下几点：
（1）电缆发生接地和短路事故时，继电保护未动作，电缆过电流致使电缆过热而自燃；
（2）电缆接头盒的中间接头因制作工艺不良，或压接不紧，或焊接不牢，或连接不好，或接头材料选择不当，或密封不好，或受到损伤，造成接头氧化、脱焊、局部发热或炸裂导致着火；
（3）电缆多次经长时间短路电流冲击，导致绝缘水平下降而引发短路失火；
（4）由于相间距离或相对距离不足，在过电压作用下产生弧光使电缆着火；
（5）电缆长期过负荷运行或保护装置不能及时切除负载短路电流，造成电缆短路起火；
（6）电缆本身质量不过关，如绝缘强度达不到要求，内部绝缘制造缺陷等引发电缆着火；
（7）电缆沟道内防火措施不当，电缆受水浸渍，使电缆绝缘电阻下降造成电缆接地或短路引起火灾；
（8）一般电缆的绝缘是自燃老化的，有一定的使用寿命，一般为15至20年。绝缘的老化使电缆的过载能力差，自燃温度点降低较多，容易造成电缆自燃。
2.2 外界因素引发电缆着火
电缆因外界因素引发着火，大致有以下几点：
（1）现场安装施工时，电气焊火花飞溅引起电缆着火；
（2）电缆在施工中受到机械性损伤，造成气隙，投入运行后常引起局部放电，电弧使电缆发生树纹状裂纹，导致电缆接地短路，引起火灾；
（3）电缆沟内未按电压等级分层敷设，或通风不畅，也易引起火灾；
（4）电力工程设计时，开关选择不当，或开关质量低劣，开关爆炸等发生母线短路而引发电缆起火；
（5）电缆沟口未用耐火材料封堵，造成外部火灾侵入，引发电缆延燃，扩大火灾事故；
（6）鼠害也是引起电缆沟火灾的原因之一。
2.3 电缆沟火灾的主要特点
电缆沟火灾的主要特点有：一是起火迅速，火势猛烈，不易控制，电缆一般是以爆燃形式起火燃烧，即使断电，火势也很难控制；二是电缆爆燃时电缆沟道在大火猛烈燃烧稳定达600至800℃，会造成电缆沟钢支架烧熔，电缆线芯烧成珠状，电缆沟内高温有毒烟雾积聚，直接威胁灭火人员生命安全，极易造成灭火人员发生中毒伤亡事故；三是电缆火灾燃烧释放含氯化氢的有害气体，遇潮气形成稀盐酸附着在沟道内动力、控制电缆上，形成有腐蚀性的导电膜，严重降低了电缆的绝缘性，也常被人们所忽视；四是电缆着火不仅直接烧毁大量价值昂贵的电缆及其他电器设备，而且恢复运行周期长、难度大，造成大面积停电，间接经济损失严重。
2.4 防止电缆沟火灾事故的对策措施
变电站电缆沟设计施工常见的电缆沟火灾预防措施一般有，一是根据负载合理选择电缆，在工程造价允许条件下电缆容量尽可能留有余地；二是加强电缆的预防性试验；三是加强对电缆头制作质量管理和运行监测；四是完善电缆终端头、中间接头的阻隔措施，设有防火阻隔措施，保证某条电缆起火时不会引燃相邻电缆；五是定期对电缆所连接的开关机保护装置进行校验，确保其动作的正确性；六是电缆按不同类型分层布置，并有序摆放；七是电缆进入电缆沟道的管口要严格进行防火封堵，采用封、堵、涂、隔、包等措施防止电缆延燃；八是研发使用具有灭火功能的电缆沟盖板，主动出击将电缆着火消灭在萌芽状态，杜绝电缆爆燃，最大程度降低因电缆沟火灾带来的经济损失。
3 具有灭火功能的电缆沟盖板
我国大多数变电站目前通用的电缆沟盖板仅具有覆盖沟道和防止小动物进入沟道的简单作用，还不能对电缆沟内部火灾进行有效的防治，不能灭火。随着消防技术和新型材料不断进步，我们研制出一款具有灭火功能的盖板，它不仅能具备传统盖板“堵”的功效，而且其内部特殊机械设计和新型灭火材料的加入，它具备了主动出击消灭电缆初期火灾，其结构示意如图1所示：
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图1 灭火型盖板结构示意图
我们研制的灭火型盖板底部加装了温感敏感区，能够在电缆沟道内及时监测到初起火灾，迅速融化该新型盖板底部火灾温感区，使灭火剂挡板掉落，并带动挡板卡槽开放，灭火剂仓内的新型灭火剂在灭火剂驱动板的重力压力驱动下，灭火剂从灭火剂挡板两侧喷射而出，瞬间该盖板下面的电缆沟内部充满了悬浮的灭火剂，灭火剂能迅速覆盖沟道内起火部位，从而将电缆沟内初起火灾消灭在萌芽状态，杜绝了火灾蔓延导致的严重后果。
4 灭火型电缆沟盖板技术发展探讨
虽然目前我们研制的灭火型电缆沟盖板能不间断监测沟道内部运行情况，能够及时发现火情并主动出击消灭初起火灾，但是存在一个弊端就是不能实时反馈该新型盖板是否释放了灭火剂。我们下一步将利用物联网技术，研发一套电缆沟运行工况监测系统，将每个新型灭火型盖板动作情况接入，并在电缆沟道内加装火灾探测器和壁挂式灭火器，进一步优化提升电缆沟道消防能力，确保变电站电缆沟安全稳定运行，保障变电站安全生产。
5 结束语
本文的新型灭火型电缆沟盖板通过特殊的机械设计，成功制作出一种能有效监测电缆沟运行状态，可以在电缆沟封闭空间内第一时间主动出击释放灭火剂，将电缆着火消灭在初始阶段，通过技术手段从根本解决了因电缆沟内电缆起火而不能及时反应而带来的严重后果和恶劣影响。该新型灭火型电缆沟盖板已经在安徽省某地供电局某变电站应用，成功地通过释放灭火剂消除了一起因电缆施工时机械性损伤导致的外界因素引发的电缆火灾，受到了该局设备运维检修管理部门工作人员的一致好评。
参考文献
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