变电站电缆火灾成因分析和预防对策

张 颖 王 强

(1.晋中市消防支队，山西榆次 030600;2.国网山西省电力公司晋中供电公司，山西榆次 030600)

随着社会的发展和国民经济的不断增长，供电负荷也在不断增大，使得变电站的安全运行在保障生产建设安全、经济迅猛发展、国家治安稳定、人民安居乐业等方面发挥了极为重要的作用，而电缆作为变电站传输电力和信息的重要载体，遍布全站各处，数量很大，一般都在几万到几十万米之间。电缆的敷设方式有直接敷设和有保护物敷设两种:直接敷设也就是直接在空气中裸露敷设;有保护物敷设可分为穿管敷设、槽盒覆盖敷设、电缆沟敷设、层架支持敷设和隧道敷设等。前者现在采用的很少了，后者在变电站中的应用则较为广泛。这些电缆通向全站各处各个部位的设备，一旦发生火灾，往往会造成电力中断，造成非常严重的财产损失和社会影响，因此，本文结合变电站电缆火灾的特点、危害及形成原因，阐述了变电站电缆火灾的预防对策。

1 变电站电缆火灾的特点及成因

变电站作为整个电力网中的线路连接点(见图1)，用于交换电压、交换功率和汇集、分配电能的设施，电缆作为变电站重要介质，用量较大，在此，对比较关键的特点及成因进行探讨。

图1 动力系统图

1.1 变电站电缆火灾的特点

1)成束延燃:电缆一般采用分层成束的方式敷设，一旦着火，燃烧就可以蔓延到邻近的电缆，甚至造成更大面积的电缆燃烧。2)烟气危害大:电缆着火后，聚氯乙烯等绝缘材料会产生大量有毒的热烟，同时，产生热对流，降低能见度，严重影响了人员逃生和火灾扑救。

1.2 变电站电缆火灾的成因［1］

电缆隧道堆放杂物，电缆或电缆支架上积灰过厚，电缆隧道有可燃气体、可燃液体泄漏等，经高温或明火引燃，发生火灾或爆炸。电缆与热力管道距离过近或电缆长期过负荷，温度过高使绝缘材料老化，造成绝缘性能下降，击穿引燃。电缆的防护层在电缆敷设时遭到损坏或电缆绝缘在运行中受到机械损伤，引起电缆相间与外层间的绝缘击穿。油浸电缆敷设时高、低位差较大，发生淌油或电缆头渗油现象，致使高位电缆端的绝缘油流失或干枯，热阻增加，绝缘焦化而击穿起火。电缆中间接头压接不紧，焊接不牢，使运行中的电缆接头发生氧化;注入电缆中间接头盒的绝缘物质剂量不符合要求，或灌注时盒内存有气孔;电缆盒密封不良或受损，裂纹浸入潮气，使绝缘击穿，起火爆炸。电缆头表面受潮或积污，电缆头瓷套管破裂及引出线相间距离过小等导致闪络起火。

2 变电站电缆火灾的预防对策

2.1 严把防火设计关

新建、改建、扩建工程的电缆选择与敷设要严格执行 GB 50229-2006火力发电厂与变电站设计防火规范、GB 50116-98火灾自动报警系统设计规范等的有关规定，选择合格的消防产品，各单位要在设计阶段介入，严格审查防火要求，对过程进行管理，并与主体工程同时投产。

2.2 设置火灾自动报警系统

火灾自动报警系统，主要功能是早起发现并通报火灾，并及时采取有效措施控制和扑灭火灾。另外，目前一些地区供电企业推行无人值班站，如果设置了火灾自动报警系统，一旦发生火灾事故，可以早发现，早控制。根据GB 50116-98火灾自动报警系统设计规范要求，此类场所或部位宜选择缆式线型定温探测器［2］，它是一种方便可靠的电缆火灾探测设施［3］，以正弦波的方式敷设在电缆上方，并尽可能贴近可能发生燃烧或过热的地点，或者安装在危险部位上，使其尽量与可能过热处接触，可以及时在设定的温度报警，达到早发现，早期报警的目的。

2.3 设置灭火设施

在实际工程应用中，较为常见的为气溶胶灭火装置、超细干粉灭火系统。

2.3.1 气溶胶灭火装置

气溶胶灭火装置是在军用烟火技术的基础上发展起来的一种灭火技术，是以气体(通常为空气)为分散介质，以固态或液态的微粒为分散质的胶体体系，即细小的固体或液体微粒分散在气体中形成的稳定物态体系。它具有下列特点:1)灭火效能高。2)灭火速度快。3)对臭氧层的耗损能值和温室效应潜能值均为0，符合环保要求。4)无导电性，低腐蚀，对电子电力设备无影响。5)反应前的灭火剂为固态，可在常温常压下存放，易储存保管。

2.3.2 超细干粉灭火装置

目前，超细干粉灭火装置分为两大类:

1)贮压悬挂式。采用氮气驱动，每个装置上有压力显示器，日常维护中可以直观地检查到灭火装置的运行状态，这种装置由罐体和喷头组成，喷头上安装有感温玻璃球，优点是灭火剂在气体驱动下，喷射均匀，全淹没灭火效果好，启动时声音很小，贮存压力为低压范围，安全。缺点是灭火装置有泄漏压力的隐患，如果生产厂家选用的密封件及其他材料低劣，会出现泄漏压力，如不及时补充压力，会造成灭火时，灭火剂不能喷出。因此要严把产品质量关。2)非贮压悬挂式。其中又分为:脉冲式和固气态转换式。脉冲式采用发射火药作为气体发生剂，在导火索引燃或电引发器(点火头)激活后，瞬间产生大量气体，冲破喷口处铝铂，灭火剂在巨大的气体膨胀力作用下，瞬间喷射到灭火区域内或保护对象上，瞬间灭火。

固气态转换式灭火装置是综合脉冲式和贮压式两种产品的优点上，开发的新型产品，具有贮压式产品的外壳，类似于脉冲式产品的铝铂喷口(小喷口，在喷口下方设置有溅粉盘，使超细干粉喷射均匀)，其气体发生剂是在发射火药的基础上加入了延缓剂，在接收到启动信号(点火头激活)后产气，灭火剂储罐内的压力增加，当达到一定压力后再冲破小喷口铝铂，喷射灭火剂灭火。

非贮压式超细干粉灭火装置的优点是常态常压，没有压力泄漏的隐患。其缺点也很明显，如脉冲式产品是爆炸方式驱动，爆炸声音较大。两种产品均属于有火工技术，装置内的气体发生剂属于危险品，厂家必须回收集中处理，如报废产品不能及时回收，会给社会留下安全隐患。

2.4 应用阻燃、耐火电缆及涂刷防火涂料增加电缆自身的防火性能［4］

塑料绝缘阻燃电缆以阻燃塑料作为绝缘层和护套层，并在绝缘层和护套层之间添加填充料而制成，较为常用的是PVC绝缘电缆。

耐火电缆是以阻燃塑料作为绝缘层和护套层并用双层云母带搭接缠绕导体的每一相，使相与相之间在外部火焰的作用下不形成短路，在燃烧条件下也能保证电缆通电，其中的佼佼者是矿物绝缘电缆，又称无机耐火电缆，是由铜芯、铜护套和氧化镁绝缘等全无机物组成的电缆，具有较强的防火、防潮、耐腐蚀性能和优良的电气性能。

在可燃电缆的表层涂刷防火涂料，平时能将电缆运行过程中产生的热量向外传播，防止电缆过热;火灾发生时，遇火时膨胀，产生保护层，隔绝火焰，使电缆在一定时间内能保持完好，能有效防止火焰沿电缆蔓延。

2.5 做好防火封堵、分隔

封堵的目的是防止火灾顺电缆燃烧，阻止火势蔓延。凡穿越墙壁、楼板和电缆沟道而进入控制室、电缆夹层、控制柜、仪表盘、保护盘、配电室等处的电缆孔、洞、竖井及控制室和配电室之间、进入油区的电缆入口处必须用防火堵料严密封堵;靠近充油设备、充油电缆或油浸化绝缘电缆终端头的电缆沟盖、电缆因出口，应有防火阻燃措施，盖板应封堵;汽机机头附近、防爆门、锅炉灰渣孔以及磨煤机冷风门的泄压口，不得正对电缆，否则必须采取罩盖、封闭式槽盒等防火措施。

2.6 落实日常防火检查

在运行期间，一般采用巡检人员日常巡检的方式对正常电缆进行监控，同时，通过工业电视对敷设于电缆层的电缆进行远程监控，因此，为了进一步提高电缆的运行水平，确保一些隐患和事故苗子能够及时得到消除，在确保技防、物防的同时，一定要做到人防，即:

1)定期检查并记录电缆的表面温度及周围温度，尤其应检查最热点的电缆温度，当测得电缆温度不正常或超过额定温度时，必须查明原因，采取适当措施;2)电缆在正常运行中不允许过负荷，一旦发现电缆负荷超过额定值时，要立即采取必要的减负措施，保证电缆安全运行;3)电缆沟道、电缆井及电缆桥架等必须定期巡查，对发现的异常情况和现象，要严密监视，及早消除。当地面的改板被破坏时，应及时修补;4)在敷设电缆的沟道上，严禁堆放瓦砾、建筑材料、笨重物件及酸碱性排泄物等。因电缆施工而拆除的防火隔墙，凿开的孔洞应重新封堵;5)巡视电缆线路时，应着重检查电缆的接头盒有无发热、漏胶等缺陷，电缆终端接头应清洁，套管无破裂、漏油及放电现象，引出线接头是否紧固，有无发热等异状，电缆无损伤及严重腐蚀，接地线应完好;6)对电缆线路应定期进行清扫维护。电缆隧道及电缆沟内支架和过桥电缆支架必须牢固。若松动或腐蚀严重，应采取防护和加固措施。

3 结语

电缆发生火灾火势凶猛，燃烧迅速，烟气危害大，扑救困难，而且修复期长，损失严重，一旦火灾发生，将给电力安全生产带来严重危害和威胁，为了预防电缆火灾事故的发生，必须牢固树立预防为主，防消结合的指导思想，提高全员认识。

［1］田 波.电缆火灾的成因分析及预防措施探讨［A］.中国消防协会电气防火专业委员会2006年学术论文集［C］.2006：2.

［2］GB 50116-98，火灾自动报警系统设计规范［S］.

［3］李宝庆，张 峰.线型感温探测器在发电厂中的应用［J］.山西电力，2006(5)：4.

［4］郭铁男.中国消防手册(第三卷)［M］.上海：上海科学技术出版社，2006：224-226.