一种电缆工井阻燃保护装置的研制

陈玥玫

摘 要：针对电缆在发生火灾时，为了达到及时、有效的完成对火灾主动扑灭，因此研发此款可主动对电缆起火点进行扑灭的阻燃保护装置。该装置的安装在不仅不影响电缆正常运行，同时在遇火时动作准确，且采用的材料安全稳定在高温灭火后不会产生对人及设备有害的气体及液体。

关键词：阻燃；电缆工井；电缆通道

引言

目前，石狮市电力缆化总覆盖率已达到80%，在市区已完成了电缆的全覆盖化，而我国工井内电力电缆设计规程所要求的防火措施，只是对电线电缆着火后的被动消防。由于在实际施工与运行中，随着负荷地不断增加，导致电缆的增加、敷设的集中等，加剧了电线电缆火灾的危险性；因此，在工程实际施工时须从危险因素的控制着手，根据相关标准采取相应的防火措施，做好电缆工井内的主动阻燃保护以便在火灾发生时，能将火灾遏制在可控的范围内。

1问题分析

现阶段，电缆阻燃保护主要是在依托于电缆工井内部防火封堵及电缆外层绝缘自身阻燃性的基础上，通过防火封堵使其电缆通道内部氧气有限，在出现起火点时随着氧气量的消耗及电缆外层绝缘自身的阻燃性，使起火点自行熄灭。通过对现阶段电缆阻燃保护措施进行分析后，主要存在以下问题：

（1）防火封堵密闭性较差导致电缆阻燃保护效果较差。原因：①主要是由于防火泥随着投运时间的增加导致防火泥老化干裂或脱落；②部分防火封堵未达到密封或部分未進行防火封堵，造成电缆在起火时防火封堵未能发挥出阻燃保护。

（2）电缆阻燃保护单一。现阶段电缆阻燃保护功能较为单一，主要还是依靠封堵的措施进行防火，若防火封堵未密封或材料老化导致封堵不严时，容易造成较大的经济损失。

（3）电缆外层绝缘阻燃性老化。在电缆长期带载甚至是过载运行的情况下，导体本身的热量会使电缆绝缘层和护套层产生局部老化的现象，从而造成电缆外层绝缘阻燃性能下降，不能达到国标GB/T18380.3的阻燃要求，引起由于电缆本身引发的起火或外部火源引起的起火，均无法通过自身材料的阻燃性完成熄灭。

通过对上述的问题分析表明，传统的电缆阻燃方式存在诸多缺点，为了在起火后对起火点进行快速的控制，达到减少电缆创口长度的目的，主要从方案实施成本、实施难度、实施时限、实施效果、可推广性等六方面进行分析，从而研发出一种电缆阻燃保护装置，以起到对电缆管沟内着火点主动阻燃的效果，减少由火灾造成的电缆损失。

2 提出方案

新型的阻燃保护装置须具备以下条件：①一是，在电缆故障击穿造成起火时，为避免火势进一步扩大，需在6s内完成对起火点的控制，达到防止电缆着火且在着火后不延燃的目的；②二是，通过对工井内多管设施有效封堵，达到对电缆的空间分割；③三是，电缆外部绝缘层在老化的情况下，也需具备一定的阻燃性，实现电缆本身难燃化。

为此，综合对相应的需求进行分析，采用膨胀材料为基础的阻燃保护。在发生火灾时，高温成为套管内膨胀材料膨胀的触发条件，当材料受热膨胀后充斥整个套管，使其失去燃烧空间，从而达到灭火的效果。

3 对策实施情况

该装置在泉州石狮市110kV古浮变10kV旭日Ⅱ回配套送出工程中做试点投运，该工程新敷设电缆线径为Φ300的电力电缆约0.929km，新建工井8个，新敷设电缆通道约0.117km，预埋12管用于负荷新增。

3.1 电缆工井阻燃模块安装流程

（1）清理工井：清扫工井基础墙，安装工井接地，确保工井有效接地。

（2）尺寸确定：防火板与基层搭接长度≥4cm，根据该尺寸及防火板尺寸确定螺栓或自攻螺丝孔位，螺栓轴心间距≤15cm，每边均分。并保证在每个转角处有膨胀螺丝固定。

（3）切割防火板：用板材切割工具，按现场尺寸割切防火板，不能损坏未切割部分不锈钢材料与钢丝、铝箔等材料，并先试装确定是否达到安装要求。

（4）锉钝防火板边缘：用锉刀锉钝防火板切割后的不锈钢材料板边缘，以防损伤电缆。

（5）阻火带安装：每根电缆穿越防火板处加装阻火带，阻火带须反复缠绕两圈，确保高温时能够有效封堵通道口，同时阻火带可随意拆除，重复使用。

3.2 电缆涂料安装施工前准备

（1）涂料开封前，应清除桶盖周围的灰尘及杂物，仔细检查并确认涂料的品种、牌号、储存有效期等是否符合要求；使用前应搅拌均匀，以充分发挥涂料的效能。

（2）涂料稀释遵守稀释剂的配套型号及用量，涂料稀释后应搅拌均。防火涂料内加入金属化合物（用Al（OH）3和Mg（OH）2：作为阻燃剂）作为阻燃剂，该金属混合物的吸收效应使电缆具有阻燃性。金属化合物Al（OH）3为34.6%，Mg（OH）2为31%。

（3）涂刷前应使用60-100目的筛子滤出油漆中较大的颗粒、漆皮及杂质，过滤后的油漆加盖保护。

3.3 电缆涂料的安装施工工艺

在涂刷施工前，应做好电缆上的灰尘、油污及其它污垢进行清除，以免影响防火涂料附着。在涂刷施工时，环境相对湿度应不大于80%，气温在5～40℃之间（大风、雷雨天不得进行户外作业），其中需特别注意复涂的时间和干燥情况，一般应间隔20分钟。在涂刷施工后，应确保涂刷厚度达到1mm，相邻的电缆靠近电缆头的部分应涂刷防火涂料。

结束语

该装置在投运之初，因电缆运行负荷不大及外层绝缘阻燃性较好，短时未产生可观的经济效益。但该装置有效年限约为20年，随着投运时间、负荷的增加以及运行环境的恶化、电缆的老化，其故障次数也会随之上升。按设备投运有效期20年对该线路理论预算穿透30起，按每起可节省6000元材料费用，共计节约180000元。同时该设备投运于8个工井安装该装置，其单个设备成本7000元，共计成本56000元，利用该装置大约可节约124000元。此外，电缆工井防火项目一直为运检部重点关注的项目，由于石狮市电力缆化程度较高，该装置的投运能让电缆运行安全上升一个级别，能够在电缆通道火灾发生时，有效分离消防空间，避免火势蔓延对电缆线路造成更大的损失。

参考文献：

[1]朱志飞，王克英.电力电缆火灾在线监测系统的设计.广东电力，2002，15（5）：39-41

[2]刘水和.电线电缆防火性能分析.科技创新与应用，2016（6）：287-288

[3]伍文慧.一种用于电缆的防火涂料及其制备方法：中国，2017（10）： 42-48