再谈电力电缆隧道的消防建设

摘 要：本文通过近年来国内各地部分电力电缆隧道火灾事故的情况，分析电缆隧道内火灾主要成因，强调了对电力电缆隧道做好预防为主，防消结合工作的重要性，提出了电力电缆隧道消防建设的基本要求和措施。

关键词：电力电缆隧道；火灾事故；防范与处置；消防建设

为了适应城市建设和电网发展的需要，城市供电电缆化率在不断提高。而电力隧道以其电缆输送容量大、土地利用率高、结构稳定、有利于防止和减少外力影响造成电缆的损坏等优点得到了广泛的应用。由于受城市规划审定的走廊位置以及工期、造价等因素的影响，在考虑电缆敷设方式，选择常规隧道与简易隧道的同时，电力隧道的 建设规模也不断向着长度大、直径宽、运行维护手段不断完善的方向发展。电力电缆隧道加强消防建设和火灾防范与处置也被日益提到了重要的位置。

1 电缆隧道必须重视消防建设

电力电缆隧道中敷设的电缆不仅回路多，排列也相对密集。有的电缆隧道甚至不同电压等级、不同用途的电缆混杂交错，即使一条电缆发生故障，也可能波及其他。输电电缆是城市电网的核心部分，隧道内敷设的往往是城市电网中最重要的输电电缆线路，隧道及其中电缆线路的安全，直接关系到城市中心区电网的运行安全。如果不加强消防设施的建设，可能延误事故处置而造成重大的经济损失。据有关资料提供的情况，近几年，国内其他城市也曾发生多起电力隧道火灾事故。例如，我国某城市曾发生了一起电力隧道爆炸事故，隧道内所有电缆都付之一炬，隧道顶盖被也爆炸掀起，造成多名路人伤亡，爆炸着火的原因是因为临近隧道的天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起火。可燃气体进入隧道，将会对隧道的防火带来严重的威胁，在运行中的隧道内电缆发生外护套击穿、电缆发生接地故障产生电火花或电弧、甚至在隧道内有施工明火作业时，都有可能引燃气体而发生爆炸、燃烧。而由于城市中电缆隧道所处的环境较为复杂，市政公共设施的建设施工又不断影响着电缆隧道的周边条件，临近隧道的其他管道，如天然气管道，加油站地下储油罐体、管道泄漏，也增加了易燃易爆物质对电缆隧道渗透或袭入的可能。

例2005年国内某企业电缆隧道的火灾主要是因为采用了充油电缆，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，损失严重（见图1）。

再如：2006年某城市的火灾导致隧道内6条高压电缆烧毁，很长时间才恢复正常供电，火灾起因不明，但导致火灾的主要原因是隧道内电缆采用PE外护套没有阻燃性能，着火之后很快蔓延至整个隧道，造成火灾损失扩大（见图2）。

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用消弧线圈接地系统的10kV电缆出现故障，接地电弧引燃隧道内堆积的光缆，大火烧毁了同隧道的110kV电缆，加之上级保护拒动，最后导致220kV变电站全停事故。原因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，在放电电弧的作用下导致火灾事故。此外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导致火灾的情况也屡见不鲜。近几年全国各地电力隧道内防盗形势日益严峻。北京、上海、天津、杭州等地均发生过高压电缆接地线、交叉互联线被盗事件。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4～6kV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，从而导致临近高压电缆外护套击穿甚至、着火发生火灾。2009年2月10日昆明供电局在电缆隧道中敷设的110千伏及220千伏电缆，由于电缆中间接头交叉互联系统被盗，造成220kV七官Ⅱ回A相电缆中间接头金属防护层产生较高的悬浮电位，进而使中间接头处的同轴电缆击穿放电，在持续放电电弧的高温作用下，电缆外护套发生气化，形成明火，向周围蔓延，最终造成了220kV、110kV多个变电站全站停电的重大事故和大量的电缆烧毁（见图3）。

2012年6月，我局科翔路隧道内也曾发生220kV增棠甲线电缆护套严重烧灼，其中C相电缆紧贴支架位置处的外护套完全烧融，在烧融面中心位置铝护套已烧穿（见图4）。

事后调查，原因为施工放线时，电缆摆放到支架上的施工安装不正确，电缆支架与胶垫连接的螺丝安装不当，电缆在运行过程中振动、位移，使电缆与支架及胶垫连接的螺丝凸出，对电缆护层不断磨损已，造成电缆外护套磨损导致烧融。幸好及时发现和处理。若继续发展下去，电缆主绝缘融化使绝缘强度不够时，电缆会发生击穿，严重的话会导致在科翔路隧道内敷设的8回电缆全部烧毁，涉及损失不可估量。

通过上述对各地隧道火灾事故的原因分析，并深入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成灾。以及隧道内电缆设施被盗或施工不当引发的电缆事故，这些都必须引起我们足够的重视。

2 电力隧道消防建设的基本要求和措施

广州供电局今、明二年计划建成的隧道将有25km。按规划至2020年我局建设的高压电缆隧道将达到100公里。随着电力隧道和隧道敷设的电缆不断增多，电力隧道消防工作一直是电力隧道安全运行的重点。电力隧道消防理念是“预防为主，防消结合”，首先是杜绝火源；其次是掌握现场的温度情况，及时消除隐患；最后是采取隔离方法自熄。因此，建议电力隧道防火具体措施需做好以下几点：

2.1 采用阻燃电缆或绕包防火胶带

在电力隧道内敷设的电力电缆必须采用阻燃电缆或绕包防火胶带，禁止使用充油或油纸绝缘电缆，但对于早年敷设的非阻燃电缆均需绕包防火胶带。阻燃护层式防火胶带可以有效阻隔、防止电缆护层延燃，保护主绝缘。

2.2 采用阻燃槽盒保护通信电缆和光缆

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，避免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。

2.3 采用铠装电缆

除加强电缆本体自身保护外，对隧道内的防火也可以起到一定有益的作用。从电缆制造工艺来讲，铠装电缆的阻燃性能容易实现；此外，即使某条电缆存在电弧烧毁，而钢铠本身为不燃性材质，可以一定程度上阻止火焰的蔓延。

2.4 用防火板隔离不同电压等级的电缆

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，10 kV和110kV及以上电缆之间用防火板隔离。电缆密集区段将10kV电缆接头喷涂防火涂料或绕包防火包带。

2.5 采用防火槽盒进行电缆间防火隔离

在电力隧道内电缆防火隔离多采用防火槽盒，防火槽盒具有良好密封性，当电缆本体发生燃烧时，因槽内部氧气得不到充分补充，可以在短时间内达到自熄的效果，将火灾控制在最小的范围。同时对防火槽盒外部的火源也能有效的及进行隔离，从而达到保护槽盒内高压电缆安全运行的效果。

2.6 加强隧道内电缆温度监控

2.6.1 要运用分布式光纤测温技术使隧道消防理念由被动接受逐步转变为在控、可控。分布式光纤可分别安装在电缆表面或直接将光纤制作在电缆金属护套内部。

2.6.2 利用感温电缆能实时监测电缆周围的火情，并有报警功能。感温电缆是以网状形式分布于电缆敷设较密集的通道或高压电缆与中低压电缆混放的通道内，有较好的监测火情的功能，但是只有报警功能，不能进行实时分析和统计查询。

2.6.3 采用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，早发现，早处理，将火灾隐患消灭在萌芽状态。

2.6.4 加装接地电流监测系统可以有效的在线监测接地电流的变化，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现，从而避免接地系统故障所引发的隧道火灾。

2.7 在隧道内划分防火区及设置防火门

当电缆隧道发生火灾情况后，防火门将是最后的屏障，它可以将电力隧道的火灾控制在某一区域内，从而降低火灾的损失。

2.8 严格电缆外护套和接头的防火要求

2.8.1 在电缆订货时，应向厂家提出电缆非金属护套，必须具有阻燃、无烟和低毒的功能。

2.8.2 对电缆接头的外壳也必须要求具有阻燃、无烟和低毒的功能。如果一时不能达到这一要求，也必须采取涂防火漆来增强对外壳的防火功能。

2.9 封堵电力隧道穿墙孔洞

电缆穿越防火隔墙的孔洞、电缆穿出外界的孔洞、预留的孔洞等均应用防火材料封堵。人员出入口工作间设置感烟探测器。

2.10 重视隧道消防验收工作

电缆隧道消防建设，是一项安全基础工作，必须根据不同电缆隧道的电缆类别、敷设情况等，经过经济技术比较，制定相应的方案。在继续完善现有隧道消防设施的同时，还需考虑做好新建电缆隧道消防设施的规范化设计和消防验收工作。

3 结束语

电力隧道是城市电力系统输配电网架的重要组成部分，是确保电网安全、可靠、经济运行的关键设施，通过对电力隧道的规范管理可以为高压电力电缆安全运行提供良好的环境。

参考文献

丛光 韩晓鹏等 隧道电缆火灾成因分析[C] 中国电力企业联合会科技服务中心2008