隨著城市架空線路的改造,10kV-220kV電壓等級的線路改為電纜,為城市電力電纜隧道的大規模建設提供了可能。 這類電纜隧道工程基本位於城市中心區域,一旦發生火災,將危及城市安全,因此應採取積極措施防止電纜隧道火災的發生。
電纜隧道中的電纜在燃燒時會產生大量的煙霧和易燃氣體。 電纜隧道空間狹長,火焰沿電纜迅速蔓延燃燒,產生的煙霧、有毒氣體、高溫、高溫積聚在隧道內,不僅腐蝕和破壞電氣裝置,而且對人體危害很大,威脅人的生命安全, 並且難以滅火。而且,一旦電纜***,就會造成更嚴重的火災和停電事故,後果非常嚴重,維修工作也非常困難。 鑑於電纜火災後果的嚴重性,有必要對電纜隧道的防火、通風和防火措施進行深入分析。
城市電纜隧道火災的原因可歸納為以下幾個方面:
1)電纜中間接頭質量差,壓接接頭質量差,壓接接頭差,接觸電阻過大,電纜頭過熱,長期執行,燒穿絕緣。電纜中間接頭壓接不良,只有在執行中才能發現,執行時間越長,越容易過熱燒毀事故。
2)接地故障電流造成災害。
3)長期過載執行,受潮受熱等,絕緣層會被破壞,發生短路,引起電纜起火。
為了使電纜隧道長期、安全、有效地工作,必須根據其特點採取合理的措施防止火災的發生,從而防患於未然。
當隧道發生火災時,防火隔板的劃分有利於人員疏散,電纜隧道的防火隔板通常由防火牆隔開,有效減少了某個隔板的火災對其他區域的影響,減少了其他隔板的損失。
城市電力電纜線路設計技術規程“ DL T-2016 in 94.2、規定:電纜隧道位於電廠和變電站內,防火間隔距離不超過100m; 電纜隧道位於電廠和變電站外,防火間距不超過200m。
電力工程電纜設計標準GB50217-2018 in 70.2、規定:長距離電纜溝、隧道、架空橋應相隔約100m,或在隧道通風段,與廠區外、站區外約200處。
當電纜隧道位於電廠或變電站內時,最大防火隔板不應超過100m,當電纜隧道位於電廠或變電站外時,最大防火隔板不應超過200m。
電力工程電纜設計標準GB50217-2018 in 56.6、規定:沿隧道縱向長度不應小於2個安全孔; 工業廠房或變電站隧道內安全孔間距不應大於75m;
根據實驗資料,在濃煙環境中,人們低頭捂住鼻子時,可以走30m左右的距離。 因此,如果條件允許,建議在廠區內電纜隧道與變電站之間以約75m的間隔進行防火隔板。
電力工程電纜設計標準GB50217-2018 in 70.3、規定:除通向主控室的防火牆部分、廠區牆體或通風段隔開的長距離隧道外,其他情況下不得設定防火門。
建議為安全起見,可以在每個防火隔斷上增加一扇防火門,正常情況下,防火門是開啟的起到通風的作用,一旦發生火災,火災探測器會發出警報,防火門會自動關閉,起到控制區域內火勢的作用。 防火門採用A級防火門,耐火極限不小於200h。
火力發電廠和變電站設計防火標準 GB50229-2019 年 11 月4.1、規定:長度超過100m的電纜溝或電纜隧道應採取阻燃或隔離措施,防止電纜火災蔓延,耐火限額不得低於200h 防火牆或分割槽;
電力工程電纜設計標準GB50217-2018 in 70.3、規定:防火堵塞、防火牆、防火段等防火堵漏構件的耐火限值不得低於貫穿構件(如建築牆體、樓板等)的耐火限值,且不得小於1h。
防火門 GB12955-2008 in 45.1.2 A級防火門耐火隔熱150h,防火完整性 150h。
在電力電纜隧道的電纜上刷上防火漆,並在每個防火門(防火牆)和防火隔斷兩側不小於1m的截面上的所有電纜上塗上防火塗料、防火膠帶或防火擋板; 在有火災隱患的部位(如電纜接頭),電纜兩側約3m處與其他電纜平行鋪設的範圍內,宜使用防火塗料或防火膠帶,以防阻燃。 這些方法的主要目的是,如果一根電纜著火而不燃燒到其他電纜上,除了隔斷防火牆和防火門外,還應在電力電纜和控制電纜之間增加防火隔板。 防火插頭必須有一定的厚度,並且非常緊密。 特別是在電纜密集的區域,可以使用軟插拔材料進行緊固的插拔,電纜經過日常維護後,必須重新堵塞損壞的地方。
電力工程電纜設計標準GB50217-2018 in 70.3、規定:電纜穿透隔牆、樓板的孔洞,工作井內的電纜管孔應防火; 公共電纜溝、隧道、橋梁的主要通道的分支,以及控制或分配裝置的電纜溝、隧道和架空橋梁的入口,以及廠區的牆壁設有防火隔離; 敷設在電力電纜同一通道內的控制電纜和非阻燃通訊光纜應插入阻燃管或耐火電纜槽箱內,或在電力電纜與控制電纜之間設定防火密封板;
城市電力電纜線路設計技術規程“ DL T-2016 in 94.2、規定:電纜穿過樓板、牆體或櫃孔及管道兩端時,應用防火封堵材料封堵。 防火封堵材料應緻密無氣孔,封堵材料厚度不小於100mm。
在電纜隧道中設定火災自動報警系統是非常必要的,因為隧道電纜成火的發展速度比較慢,時間較長,完全可以通過火災自動報警系統及時發現隱患,防止火災的發生。
城市電力電纜隧道火災報警裝置一般採用分布式光纜測溫系統,既有火災報警工程,又能與其他防火措施形成聯動系統。 它是將感溫光纜與光纜併聯敷設,溫感光纜將被測物體各位置的溫度訊號以光波的形式傳回,最後提取並顯示出來。 當感溫電纜檢測到電纜溫度高時,會自動啟動排風機進行通風散熱; 當檢測到火災訊號時,系統將控制防火隔板兩端防火門的開啟和關閉以及排氣扇的關閉。 (具體要求請參閱《火災自動報警系統設計規範》第12條 - GB50116-2013。3條電纜隧道)。
在電纜隧道的出入口、接縫處和各防火隔板處應設定滅火器、黃沙箱等消防裝置。 (電力電纜隧道設計規範,DL T5484-2013,9。2.8)
《建築滅火器配置設計規範》GB50140-2005 中德電纜隧道屬於E類火災(實彈):用活體燃燒物體的火災 磷酸銨乾粉滅火器、碳酸氫鈉乾粉滅火器、鹵化烷滅火器或二氧化碳滅火器均應使用,但不得選擇裝有金屬喇叭噴罐的二氧化碳滅火器。 電纜隧道在工業建築中被歸類為中等危險,滅火器配置可以根據規範中的公式計算。
阻燃電纜的主要特點是電纜外護套的燃點高, 當電纜著火時, 保護電纜的主要絕緣層在一定時間內不受損壞, 電纜電源延長,電纜起火範圍縮短, 但阻燃電纜只能起到防止燃燒的作用,只能作為電纜防火的輔助措施。一般來說,阻燃電纜具有低煙、低毒性等特點,更適合在有人巡邏的場合使用; 耐火電纜可以在規定的溫度和時間保持電路通電,更適合重要電路。 對於城市電力電纜隧道工程,應基本採用阻燃電纜,在重要電路中應選擇耐火電纜。 (阻燃耐火電纜的選擇詳情請參考70.5-7.0.7)
在電纜**和火災事故中,約70%的事故是由電纜頭故障引起的,可見電纜頭生產的質量控制對電纜防火的重要性。 電纜頭的使用壽命必須等於或長於電纜本身的使用壽命。 電纜密封套的絕緣性能和額定電壓必須等於或高於電纜本身的絕緣性能和額定電壓。 絕緣墊之間的耐壓應等於或高於電纜護套絕緣性能的兩倍。 在電纜接頭兩側約3m的截面,宜使用防火塗料或防火膠帶,以防阻燃; 建議在每個電纜終端的位置安裝可攜式乾粉滅火器。 電力工程電纜設計標準GB50217-2018 in 70.4、規定非阻燃電纜接頭兩側3m,若不要求阻燃電纜規格,一般列電氣行業15m)
城市電力電纜線路設計技術規程DL T5221-2016 in 94.4、規定:在電纜進出線特別集中的隧道、電纜夾層、豎井中,可增加濕式自動噴水滅火、噴水滅火或氣體滅火等固定滅火裝置。 根據現場走訪的實際情況和了解,我個人建議,城市明挖電力隧道一般不採用自動滅火系統。 原因如下:
1)採用明挖回填法對城市電力隧道的安全出口設定,基本可以滿足人員的逃生需求,防火隔板的設定減少了其他隔板的經濟損失。
2)城市電力電纜隧道火災報警系統可在火災發生前進行準確的溫度預測,如果電纜在執行過程中遇到區域性事故、火災隱患,分布式光纖溫度檢測系統可以保證在電纜燃燒之前將實時資訊傳輸到監控終端, 而通風隔斷兩端的防火門可以認為是封閉的,通風裝置被開啟,在這個通風隔斷中加強了機械排氣的強度,改善了電纜的散熱條件,從而達到降低電纜溫度的目的。必要時,排程中心可以根據情況的緊急程度和嚴重程度轉移該電路電纜的負載,從根本上消除事故隱患。
3)城市電力電纜隧道全部採用阻燃電纜,降低了火災發生概率。
4)在成本方面,單獨建造一套自動滅火系統的成本較高。例如,泡沫滅火系統在長距離城市電力隧道中體積較大,執行和維護成本高。 (國網公司製造的一套泡沫滅火系統約50萬套,不包括管道鋪設,單套裝置最長覆蓋範圍200m,裝置尺寸約10mx6m,考慮到單公里成本比較高)。
對於城市電力電纜隧道的地下開挖方法,應分析具體問題,根據電纜隧道的結構和具體的施工方案,確定是否有必要設定自動滅火系統。 並且必須與當地消防審計部門協調進行澄清。
QGDW 11187—2014 明挖回填電纜隧道設計導則 》在電壓等級500kV及以上的隧道中,可加裝固定式滅火裝置。
Q GDW 11186—2014 地下開挖電纜隧道設計導則》在電纜進出口線路特別集中或電壓等級在330kV及以上的隧道中,可以選擇增加氣溶膠滅火裝置、濕式自動噴水滅火器、噴水滅火器、 氣體滅火或噴水滅火管,重點放在電纜接頭區域的滅火。
城市電纜隧道的設計不僅要做好防火和消防措施,更要保證電纜隧道的正常執行、人員維護、發生火災時的通風措施; 關於如何做好城市電纜隧道通風設計在設計和執行階段的詳細資訊,請參見城市電纜隧道的防火、防火和通風設計(第二部分)。
引用。 1 DL T 5484-2013 電力電纜隧道設計規範;
2 GB 50217-2018 電力工程電纜設計標準。
3 DL T 5221-2016 城市電力電纜線路設計技術規程.
4 GB 50016-2014 建築設計防火規範.
5 GB 50229-2019 火力發電廠和變電站設計消防標準。
6 DL T 5035-2004 火力發電廠供暖空調設計技術規範。
7 GB 50116-2013 火災自動報警系統設計規範.
8 GB 23864-2009 防火封堵材料。
9 GB 50019-2015《工業建築採暖通風空調設計規範》。
10 GB 12955-2008 防火門。
11 GB 50140-2005 建築物滅火配置設計規範。
12 Q GDW 11186—2014 地下電纜隧道設計導則.
13 Q GDW 11187—2014 明挖回填電纜隧道設計指南。
14 國家電網公司輸變電工程總設計電纜線路分冊(2017年版)。
15 趙輝,《城市電力隧道通風設計》,《華北電力技術》,2009
16 趙輝,城市電力電纜隧道防火隔斷、通風隔斷設計價值,供用電,2009
17 趙輝,城市電力電纜隧道防火與防火設計,華北電力技術,2010
18 陳鵬,城市電力電纜隧道的消防與防火設計,電力技術與管理,2014
19 高毅,電力與能源電力電纜隧道消防技術方案分析,2013