变电站电缆沟新型防火封堵板材应用技术探讨

摘要：针对变电站电缆沟防火封堵中存在的问题，研究使用一种新型的变电站电缆沟防火封堵板材，能有效保证其封堵安全，确保电缆沟内电缆的安全可靠运行。本文重点分析了该新型防火封堵板材的设计原理及实践应用效果。

关键词：防火板材；变电站；封堵材料；电缆沟

中图分类号：TU56+4 文献标识码：A

1、引言

随着我国经济建设的发展和新型建筑结构的不断出现，各行业对建筑贯穿防火封堵产品的综合技术性能和对环保提出了更高的要求，而当发生火灾时，火焰和有毒气体就可能通过电缆绝缘皮等烧蚀后留下的孔隙蔓延，目前的防火封堵材料很难达到有效的封堵效果。

在变电站的防火环节中，其电缆沟的防火是其重点防护部分。当火灾放生时，火势会随着电缆沟沿周围的空隙蔓延，所以严格封堵电缆沟孔洞能起到阻止火势蔓延，保护价值千万的控制设备，同时电缆沟的封堵可防止小动物贯穿，避免造成短路事故。如果变电站电缆沟内电缆的中间接头发生爆炸，将会殃及其它电缆，引起火灾，尚若火势蔓延就会引起重大事故，造成重大损失。许多变电站事故的造成往往是封堵问题没处理好，小动物跑到控制柜造成短路，而引起火灾事故。因此，变电站出线电缆沟防火封堵的优劣尤为重要。

2、变电站电缆着火原因分析

对于变电站电缆，分析其着火的原因，主要包括两个方面：其一为外部原因引起，如雷击导致电缆的线路短路、一些小动物在电缆沟内将电缆外包绝缘材料咬破，导致线路短路等等；其二为内部原因引起，如电缆材料老化及自然损坏等使电缆外包绝缘材料失去保护作用，导致电缆短路，或者是由于电缆自身存在缺陷原因导致着火。

从上述两种原因分析，可以看出，要避免或减少电缆着火带来的损失，有两个方法，其一是自身电缆在选型、选材时就必须选择阻燃或者耐火性能好的产品；其二是在电缆着火后尽量避免火势蔓延，影响其他电缆的着火。

不管是哪种原因导致电缆着火，其火势都将沿着电缆沟空隙向周围延伸，所以，要保证电缆安全，避免一个部位的电缆着火而引起其他部位电缆着火，其关键是做好电缆防火封堵。

基于此，本文研究开发一种新型的防火封堵板材，是一种针对防火封堵系统中较大面积的开口而开发设计的产品，利用已有的无卤难燃组成物专利配方开发出具有高膨胀倍率的防火基材，除了可以阻挡烟、气传播，阻止火焰蔓延，降低热量传递，能有效避免火势蔓延的电缆防火封堵板材，在防火封堵方面具有较好的效果，主要考虑保持结构稳定性、抗爆性能、气密性以及施工时的方便性。

3、新型防火封堵板材特点

变电站新型防火封堵板材针对变电站内电缆低地沟、电缆竖井、端子箱、开关柜、控制柜及电气盘柜的防火封堵而采取的一种新型封堵措施。通过新型防火封堵板材、防火密封胶、柔性有机堵料等材料对各个关键防火部位进行封堵，使得在电缆起火的情况下，火焰及烟雾不能通过封堵部位，达到延燃、降温、隔烟的目的。其主要有以下几方面特点：

（1）、耐火性能。新型防火封堵板材按GB23864-2009《防火封堵材料》的认定，符合A2级耐火时间的要求；

（2）、使用寿命。新型防火封堵板材在电缆地沟等条件较为恶劣的情况下可以保持使用15年以上。

（3）、对环境的影响。新型防火封堵板材在安装中对周围的使用环境影响达到最小的影响值，不会对周围的环境产生环境破坏，不能产生大量的安装垃圾。

（4）、美观度。新型防火封堵板材的外观美观大方、结实耐用、不易破坏。

4、新型防火封堵板材应用

4.1 技术方案

（1）结构构造

该新型防火封堵板材是一种具有膨胀特性的防火板材，是利用目前已取得『难燃组成物专利(证书号第103593号)的基础上，开发出一种不含卤素的膨胀型防火材料，再结合金属片板及不锈钢网而成为FP-02防火片板。其具体结构构成如图一所示：

图一 新型防火封堵板材构造图

从图一可以看出，新型防火封堵板材构造包括：SUS不锈钢板、膨胀型防火材料、钢丝网和铝箔。通过这种多层式结构设计能有效保证结构强度及膨胀隔热要求。

（2）FP-02防火机理

FP-02防火片板的防火机理如图二所示。

图二 FP-02防火片板的防火机理图

膨胀型防火材料遇热膨胀成多孔状，膨胀后表面形成炭化保护层，隔绝氧气及可燃物，具有极佳隔热与防火防烟性能；同时，赋予防火封堵系统良好的机械支撑强度和抗爆性能。

作用功能如图三所示：

图三 新型防火封堵板作用功能图

（3）膨胀防火作用分析

膨胀防火作用对比图，如图四所示：

图四 新型防火封堵板膨胀前后对比图

多数的防火堵料都不具膨胀性，即使是阻火包膨胀率也很小。但该新型的膨胀型防火材受火、热时生成体积增加数倍的膨胀碳层，但膨胀的倍率及膨胀层结构必须适当控制，否则松散的膨胀结构容易崩坏解体，并无法在金属板表面形成连续性的结构，对防火封堵帮助不大。这些特性主要都有赖配方组成及生产时的参数控制来达成。这样产生出来的膨胀碳层可以防止火焰延烧；确实封闭开口阻挡烟、气的传播；还可以降低热传导率使非曝火面的温度降低。因此就实现了完全的防火封堵的效果。

膨胀防火材与金属板及金属网的组合，在使用上达到施工的便利性，以膨胀螺丝或火药击钉枪固定于水泥楼板或墙上时，膨胀防火材的可压缩性及搭配适当的填缝材料就可达到气密的效果，并且在火灾发生时此一防火封堵材料有足够的支撑强度及抗爆性。

4.2 FP-02防火片板的实践应用

（1）安装部位及组成

变电站新型防火封堵板材主要使用与站内的电缆地沟、电缆竖井、端子箱、电气盘柜等部位。每处防火封堵设施由：防火封堵板材、防火密封胶、柔性有机堵料（或无机堵料）、安装辅材组成。

（2）结构示意

下面以一个典型的FP02防火封堵板材安装，展示其具体的结构图。安装结构示意如图五所示：

图五 FP02防火封堵板材工法组合图

（3）实践应用

目前的防火封堵材料为达到难燃防火效果，常会使用含卤素的阻燃剂例如氯化石蜡，但是防火堵料安装后除了平时对设备或电缆造成腐蚀外，燃烧时产生有毒的气体，对人体造成害病成为二次污染源。使用我单位已取得专利的难燃组成物配方所做成的防火片板，基本上可以使燃烧时发烟量降低，并不会产生含氯或溴类的有毒性气体。

结合该新型防火封堵板材的功能及特点，具体应用到实践工作中，通过在实际企业中使用，改变了原有封堵材料的缺点，有效提高了该材料的使用效果，且获得使用企业很好评价。选取某企业在实际工作中具体应用该防火封堵板材的实例，具体实践应用如图六所示：

图六 FP02防火封堵板材工法组合图

5、结语

变电站电缆沟防火是变电站安全运行中非常重要、非常关键的部位，做好电缆沟的防火封堵，不仅可以减少火灾事故的发生，也能避免在发生火灾事故时避免火灾事故进一步扩大，可为变电站安全、有效运行提供良好、可靠的保障，同时也可为减少火灾事故带来的损失，对变电站的安全运行具有重要作用及意义。

本文基于传统封堵材料的缺陷，对比分析了该新型防火封堵板材的特点，从技术方案、防火机理、功能作用等多方面进行了重点分析和探讨，同时也列举了该新型防火封堵板材的实践应用实例。

本文中提出的FP-02防火片板解决了一些以往防火封堵材料所面临的问题。在实际应用上也已通过一些必要的测试或认证。通过了国家相关标准型式认证；获得了UL、FM等实际工况或等效工况的相关国际认证；在抗爆性、隔音效果方面，FP-02防火片板亦曾委托相关高校进行相关性能实验，均取得了良好的效果。

参考文献

[1] GB 50229-96.火力发电厂变电所防火设计规范.

[2] 国家防火建筑材料质量监督检验中心.2005中国防火建材产品技术手册[M].成都：四川科学技术出版社，2005.

[3] 赵萍好，艾新法，孙瑞等.变电站电缆沟新综合防火措施[J].电气技术，2010（5）：96-97.

[4] 陈健.电缆防火在变电站中的应用[J].企业科技与发展，2013（18）:14-17.作者简介：

谭胜兰（1973-），硕士研究生，高级工程师，主要从事电力系统变电运维管理工作。

郑雨欣（1986-），硕士研究生，助理工程师，主要从事电力系统变电运维技术工作。