劉立峰

摘要:隨著社會不斷進步、國民經(jīng)濟快速發(fā)展、高新技術(shù)在電力系統(tǒng)中的廣泛推廣應用,電纜的使用率日益增加。防止電纜溝火災事故的發(fā)生已成為企業(yè)當前急需解決的一項重要課題。本文針對施工后的電纜溝道滲漏水嚴重的問題,滲漏水原因、綜合防水堵漏處理工藝電纜溝火災主要特點事故原因,預防措施進行了詳細分析。

關(guān)鍵詞:發(fā)電廠;電纜溝;火災事故

1 前言

由于電力系統(tǒng)使用電纜的場所存在覆蓋面大、數(shù)量多、敷設密集、動力電纜在運行狀態(tài)下處于發(fā)熱狀態(tài)等特點,且電纜溝內(nèi)電纜的特殊結(jié)構(gòu)和相對集中,當l條電纜發(fā)生故障后,往往會使周圍其他電纜產(chǎn)生重大火災事故。而電纜溝道內(nèi)的電纜由于在地面以下,當電纜發(fā)生故障而引起火災時,較難被工作人員發(fā)現(xiàn),這就使得電纜溝火災事故一旦發(fā)生將會造成嚴重的后果。不但會使設備受到不同程度的損壞,甚至還可能造成人員傷亡,給人民生命財產(chǎn)造成巨大損失。

2 滲漏水原因分析

該工程為某發(fā)電廠地下電纜溝道,全長900余米。電纜溝道底標高最深處為-5.40m,電纜溝道區(qū)域內(nèi)由于受工業(yè)水排放及其它水源影響,地下長年水位為-2.5～-3.5m,電纜溝道大部分在地下水位以下?；炷猎O計等級為C25,抗?jié)B標號為P6。變形縫處設橡膠止水帶。溝道底板一側(cè)設250mm×250mm排水溝和12個600mm×600mm積水井,井內(nèi)設150ram水泵。

該工程隨地面工程分段施工,2006年10月全部完工。2008年雨季發(fā)現(xiàn)滲漏水,滲漏面廣,水量較大。經(jīng)分析得知,其滲漏水原因主要有以下幾點。

(1)變形縫處止水帶處理不當,安放位置不準確。造成止水帶側(cè)混凝土厚度不一致,再加上止水帶下部混凝土振搗不密實,兩側(cè)產(chǎn)生不均勻沉降,導致變形縫處四周均存在漏水現(xiàn)象,且水量較大。(2)底板與側(cè)壁施工縫(水平縫)處雖設有300mm高的鋼板止水板,但由于混凝土澆筑高度控制不嚴,第一次澆灌混凝土應澆灌至止水板中間,即150ram處。實際施工誤差很大,致使止水板未發(fā)揮止水作用。再加上二次澆灌混凝土間隔時間較長,接槎處雜物清理不干凈。造成混凝土結(jié)合不良,導致滲漏水。這些部位滲漏水較多。且比較嚴重。(3)在溝道內(nèi)兩側(cè)壁均預埋有安裝電纜支架用的鋼板埋件,埋件鋼筋端部至外墻面僅有100mm,且這些部位鋼筋較密,混凝土振搗不密實,墻壁外側(cè)的水沿錨固筋滲入電纜溝道內(nèi),出現(xiàn)這種滲漏部位較多,且比較嚴重。(4)有部分溝道電纜較多,電纜支架沒有焊接在側(cè)壁上,而是在底板直接插埋120ram槽鋼,槽鋼上焊接角鋼橫托架,電纜放在托架上。由于電纜重量較大,加上架設電纜過程中各種意外因素影響,使槽鋼立架與混凝土底板間形成微小縫隙,地下水順槽鋼滲至溝道底板表面。經(jīng)觀察,凡是槽鋼支架放置電纜多的部位均存在不同程度的滲漏。

3 綜合防水堵漏處理工藝

3.1 準備工作

首先。選一段滲漏最嚴重的區(qū)段(約90m長)進行試點。在排除積水,拆割電纜架,清點基層之后查漏點,分析滲透水的原因,根據(jù)滲漏水形成及滲水量等具體情況制定封堵方案。其次,封堵時盡量切斷水源。使封堵作業(yè)在無水狀態(tài)下進行。如果切斷水源困難,須在帶水作業(yè)狀態(tài)下進行封堵時。應盡量減小滲水面積和降低水壓,設法作好引水工作。引水的原則是把大漏變小漏,線漏變點漏,片漏變孔漏,制造集中通路。以便于施工。第三,對漏水水源、地下水位變化規(guī)律和地表水及生產(chǎn)、生活用水的影響等因素進行綜合分析,為制定封堵和防水方案以及如何切斷水源提供依據(jù)。根據(jù)工程的結(jié)構(gòu)變形特點以及施工質(zhì)量等原因造成的滲漏情況,確定具體封堵方案。根據(jù)止水與防水相結(jié)合的原則,采取堵漏止水和永久防水的綜合治理方案。

3.2 堵漏止水

正確選用封堵材料是做好堵漏止水工作的基礎(chǔ)。我們采用水玻璃速凝劑。該材料凝結(jié)速度快,早期強度高,粘結(jié)力強,抗凍性能好。選用425號以上新鮮水泥,以加快封堵材料的凝結(jié)速度和提高強度。

根據(jù)滲漏水的部位、形式、水量、水壓等情況。采用相應的封堵方法。對漏點不大的情況。采用直接快速堵塞法,簡易可行。在水壓較高而漏水孔洞不大時,輔以木楔堵塞法較為有效。對水量大且漏水面積較大的漏水點。采用引水堵漏法較為有利。

4 QBZ-B1型防水劑的應用

4.1 QBZ-B1型防水劑的特點和性能

QBZ-B1型高效防水、防腐劑是在I型基礎(chǔ)上的改性和提高。摻人適量的(一般摻人量為水泥重的3% ～5%)QBZ-B1型防水劑所拌制的防水砂漿,抗?jié)B標號可達P15。摻人QBZ-B1型防水劑所拌制的砂漿(混凝土)促使氯硅鈣與氯鋁酸鈣的生成,急劇增加水泥反應數(shù)量。加快水泥的水化速度,從而提高強度。摻人QBZ-B1型防水劑的砂漿較未摻加的砂漿抗壓強度可提高15%～25%。

4.2 施工工藝要求

防水砂漿堵漏施工前應做好基層清理工作,并嚴格按施工工藝要求施工?；鶎忧謇?將混凝土表面的石子、浮灰鏟掉,打成粗糙的毛面,用鋼絲刷和水刷洗干凈,避免粘染油污。抹結(jié)合層:抹刮水泥素漿一道,厚度2-3mm,重量比為水泥:水:防水劑=l:0.3-0.35:O.03-0.05,使素灰漿填滿基層孑L隙,與基層結(jié)合牢固。水泥素漿要隨拌隨用,放置時間不得超過lh。待灰漿初凝后再抹防水砂漿。抹防水砂漿:采用底層與面層兩遍做法。底層砂漿配合比為水泥:砂:水:防水劑=l:2:0.5:0.04,厚度8-10mm。底層凝結(jié)后,再抹結(jié)合層一道。面層配合比采用水泥:砂:防水劑=l:2.5:0.5:0.04,厚度6-8mm。面層施工不宜踉得太緊,以防開裂。揉搓:抹完每層防水砂漿,待砂漿初凝后,用木抹子均勻揉搓一遍,使水泥漿與砂子顆粒結(jié)合均勻,砂漿表面應形成麻面,以利與抹面結(jié)合。趕壓:在面層防水砂漿抹完接近終凝時,用鐵抹子趕壓收漿。注意掌握時間,不要過早或過遲。養(yǎng)護:防水砂漿抹完后12h,用噴霧器少量噴水養(yǎng)護。地面用濕草袋覆蓋,24h后灑水養(yǎng)護,養(yǎng)護期在l4天以上。

5 電纜溝火災的主要特點

5.1 起火迅速,火勢猛烈,不易控制

電纜是將l根或數(shù)根絕緣的導電芯線絞合,裹以相應的絕緣層,外加金屬或非金屬(鋁、鉛或塑料)防護層而成。絕緣層主要有油浸絕緣層、橡膠絕緣層、塑料絕緣層和無機絕緣層4種,由紙、布、棉紗、塑料、橡膠等可燃材料組成。一般情況下,電纜是以爆燃形式起火燃燒的。電纜著火后,火勢順著電纜線呈線形燃燒,像點燃后的蚊香,煙大火小速度慢。如果電纜溝內(nèi)有多層電纜或電纜交叉疊放,就會形成立體燃燒,火勢更快。一旦電纜溝內(nèi)的電纜發(fā)生爆燃,即使斷電,火勢也很難控制,主要是因為電纜燃燒后首先是裹在電芯外部的橡膠絕緣層著火,火勢順著電纜向上下重疊的電纜蔓延燃燒。由于該電纜溝內(nèi)空間狹小,電纜起火后電纜溝內(nèi)無排煙系統(tǒng),溫度急劇上升,煙火交叉混合,加速了火勢的蔓延。

5.2 高溫有毒煙霧積聚,嚴重威脅人員生命安全

由于電纜溝內(nèi)的電纜沿著隧道縱橫交錯,隧道縱深距離長、路面窄、照明條件差,發(fā)生火災時,煙霧會迅速充滿溝道空間,能見度低,起火后雖然能利用排煙機排煙,但也難以及時排出有毒煙霧。同時,溝道在大火猛烈燃燒時溫度可達600-800℃,會造成電纜鋼支架燒熔,電纜線蕊燒成珠狀。由于溝道內(nèi)通道窄,電纜煙氣不僅會破壞電氣設備,還會導致相關(guān)電氣設備的短路,直接威脅滅火人員的生命安全,極易造成滅火人員發(fā)生中毒傷亡事故[1]。

5.3 搶救滅火十分困難

由于國內(nèi)10kV電壓等級以下的PVC塑料電纜被廣泛應用,其缺陷是除易于老化外,還易燃燒,并且在燃燒時會釋放出大量含氯化氫、一氧化碳等有毒氣體,煙霧濃重,因此,一旦電纜著火,搶救滅火十分困難。同時,火災燃燒時釋放含氯化氫的有害氣體,通過各個縫隙滲透到空間,彌漫在各種電氣設備裝置內(nèi)或室內(nèi),遇潮氣形成稀鹽酸會附著在電氣設備、動力盤、控制和保護屏等各裝置上形成有腐蝕性的1層導電膜,嚴重降低了設備和接線回路的絕緣性,威脅和影響電氣設備的安全運行。這便是電纜火災的“二次損害”。要清除“二次損害”很不容易,也常被人們所忽視。

5.4 損失嚴重

電纜著火,常釀成火災,不僅直接燒損大量價值昂貴的電纜及其他電氣設備裝置,而且恢復運行時間長、難度大。在很多工業(yè)企業(yè),生產(chǎn)連續(xù)性強,一旦停電,會造成大面積停產(chǎn),間接損失極為嚴重,如引起其他裝置燃燒爆炸,后果更加嚴重,損失和影響不堪設想[2]。

6 電纜溝火災事故原因分析

引起電纜溝火災事故的原因有2個:一是電纜本身故障引發(fā)著火;二是外界因素引發(fā)電纜溝火災事故。

由于電纜自身原因著火的有以下幾種情況:(1)電纜發(fā)生接地和短路事故時,繼電保護未動作,開關(guān)切斷事故電纜引起電纜過電流致使電纜過熱而自燃。(2)電纜接頭盒的中間接頭因制作工藝不良,或壓接不緊,或焊接不牢,或連接不好,或接頭材料選擇不當,或受到損傷,造成運行中接頭氧化、脫焊、局部發(fā)熱或炸裂導致著火。地下電纜的接頭盒密封不好,或灌注的絕緣劑不符合要求,使盒內(nèi)留有氣孔,漏人潮氣后,也能造成絕緣損壞或絕緣性能降低而擊穿,形成短路,引起爆炸[2]。(3)電纜多次經(jīng)長時間短路電流沖擊,導致絕緣水平下降而引發(fā)短路失火。(4)在敷設地下電纜時,電纜的保護鉛皮受到機械傷害,或運行中絕緣體損傷,均會導致電纜相間或相與鉛皮間的絕緣擊穿而產(chǎn)生電弧,使電纜內(nèi)的絕緣材料和電纜外的麻包發(fā)生燃燒。(5)電纜長期過負荷運行或保護(開關(guān))裝置不能及時切除負載短路電流,致使絕緣過熱損壞,造成電纜短路起火。(6)電纜本身質(zhì)量不過關(guān)(如絕緣強度達不到要求,內(nèi)部絕緣制造缺陷等)引起電纜著火。(7)電纜隧道內(nèi)防火措施不當,電力電纜受水浸漬,使電纜絕緣電阻下降造成電纜接地或短路事故引起火災。(8)電纜長期工作溫度為70-90℃,溫度范圍較低,易引起火災。(9)一般電纜的絕緣是會老化的,有一定的使用壽命,據(jù)有關(guān)資料介紹為15-20年。絕緣的老化使電纜的過載能力差,自燃溫度點降低較多,容易造成電纜自燃。

引起電纜溝火災的外部因素有如下幾種情況:(1)施工時,由于電、氣焊接火花飛濺而引起電纜著火。(2)電纜在施工中受到機械性損傷,造成氣隙,投入運行后常引起局部放電,電弧使電纜發(fā)生樹紋狀裂紋,導致接地短路,引起火災。(3)在電纜隧道與油開關(guān)室連接處未封堵好,由于油開關(guān)漏油引起電纜隧道內(nèi)存油而造成火災。(4)設計中,開關(guān)選擇不當,或開關(guān)質(zhì)量低劣,開關(guān)爆炸等發(fā)生母線短路而引起電纜起火。(5)電纜隧道未用耐火材料封堵,造成外部火災侵入,引起電纜延燃,擴大火災事故。(6)電纜溝內(nèi)未按電壓等級分層敷設,或通風不暢,也易引起火災。(7)鼠害也是引起電纜溝火災的原因之一。(8)電氣設備故障起火或其他雜物起火導致電纜著火。(9)由于相間距離或相對距離不足,在過電壓作用下產(chǎn)生弧光使電纜著火。

7 防止電纜溝火災事故的對策措施

為防止電纜溝火災事故的發(fā)生,必須樹立預防為主、防消結(jié)合的方針,只有將電纜防火工作與企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場整體防火工作相結(jié)合,與企業(yè)的安全文明生產(chǎn)相結(jié)合,使電纜經(jīng)常處于良好的外部環(huán)境下運行,才能從根本上制止電纜溝火災事故的發(fā)生。

7.1 預防措施

(1)根據(jù)負載合理選擇電纜,在工程造價允許的情況下,電纜容量盡可能留有余地。(2)為電纜創(chuàng)造良好的運行環(huán)境,避免因運行環(huán)境惡劣加速電纜絕緣老化和損傷。電纜溝要有良好的排水設施,如設置排水淺溝、集水井,并能有效排水,必要時設置自啟停抽水裝置,防止積水,保持內(nèi)部干燥;防止水、腐蝕性氣體液體及可燃性液體氣體進入電纜溝;要有完善的防鼠蛇竄人的設施,防止小動物破壞電纜絕緣引發(fā)事故等等。(3)加強電纜的預防性試驗。電纜預防性試驗不能只看試驗數(shù)據(jù)是否合格,還應該對數(shù)據(jù)進行比較和分析,既可以和相同電纜的試驗數(shù)據(jù)進行比較,也可以和本電纜歷史試驗數(shù)據(jù)進行比較,以探求試驗數(shù)據(jù)的規(guī)律。例如,做直流耐壓試驗時,如果發(fā)現(xiàn)所測得的泄漏電流值隨試驗電壓值的升高或加壓時間的增加而上升較快,或與相同電纜比較數(shù)值增大得較多,或者和本電纜以前所測數(shù)據(jù)比較呈明顯的上升趨勢,或者三者之間的泄漏電流不平衡系數(shù)較大等現(xiàn)象,都應該認真分析。如果不是試驗方法不當所引起的,可以適當提高試驗電壓或延長試驗時間,判斷電纜是否符合繼續(xù)運行的條件要求。(4)加強對電纜頭制作質(zhì)量的管理和運行監(jiān)測。嚴格控制電纜頭制作材料和工藝質(zhì)量,所制作電纜頭的使用壽命不低于電纜的使用壽命,接頭的額定電壓等級及其絕緣水平不得低于所連接電纜的額定電壓等級及其絕緣水平;絕緣頭兩側(cè)絕緣墊間的耐壓值不得低于電纜護層絕緣水平的2倍;接頭形式應與所設置環(huán)境條件相適應,且不致影響電纜的流通能力,電纜頭兩側(cè)各2-3m的范圍內(nèi)應采用防火包帶作阻火延燒處理。但是,由于電纜頭通常是在現(xiàn)場手工制作的,受現(xiàn)場工作條件限制及手工制作分散性的影響,一般來說電纜頭是電纜絕緣的薄弱環(huán)節(jié)。(5)完善電纜終端頭、中間接頭的阻隔措施。對于電纜終端頭、中間接頭還應該有防火阻隔措施,以保證萬一電纜頭著火不會引燃相鄰的電纜。(6)定期對電纜所連接的開關(guān)及保護裝置進行校驗,確保其動作的正確性。(7)將電纜按不同類型分層布置,并做到擺放有序。

7.2 阻燃措施

采用封、堵、涂、隔、包、水噴霧等措施防止電纜延燃。電纜進入電纜溝的管口要嚴格進行防火封堵,防止單根電纜或少量電纜著火而引燃大量電纜;要保證防火封堵的嚴密性和厚度,特別是電纜集中的地方,最好用軟堵料以保證封堵嚴實,維護檢查中應及時將破壞的封堵還原;要保證防火堵料有足夠的機械強度,以防止電纜著火特別是發(fā)生電氣短路時引起空氣的迅猛膨脹而產(chǎn)生的沖力,破壞機械強度低的防火封堵層,使防火封堵失去作用 [5]。

7.3 優(yōu)化外界環(huán)境條件

(1)定期巡視電纜線路,嚴防外力破壞損傷電纜,如在電纜路徑上開挖、取土等。(2)提高各級人員電纜防火意識,盡可能避免在電纜周圍進行焊接、切割等帶有明火性質(zhì)的作業(yè),如必須進行作業(yè)的,則應按規(guī)定辦理動火工作票,采取可靠措施并在專人監(jiān)護下實施作業(yè)。(3)加大技術(shù)改造力度,對電纜頭相間距離不足的先天性缺陷,應盡可能地進行改造處理或采取有效隔離措施,避免因過電壓作用引起相間短路,造成電纜著火。(4)加大對電纜頭周圍白色垃圾危害性的宣傳及清理力度,避免因白色垃圾(如錫箔紙等)飄落于電纜頭接線處造成相間短路引發(fā)電纜著火的事故。(5)加強電纜溝的通風措施,這也是提高電纜安全運行、避免火災發(fā)生的一個重要措施。電纜溝道應有通風設施,以降低溝道內(nèi)的溫度,保證溝道內(nèi)的溫度在夏季不超過室外空氣溫度10℃。大部分電纜溝都設置在廠房內(nèi)和變電所等部位,由于周圍環(huán)境等因素,使電纜溝的熱量不能及時散發(fā)出去,增加了電纜的運行溫度,為火災的發(fā)生留下了隱患。所以,在廠房內(nèi)電纜密集的電纜溝和母線室電纜夾層安裝通風機,在戶外電纜溝蓋板上加裝通風孔,以確保電纜溝內(nèi)的空氣流通,改善電纜的運行環(huán)境。

7.4 提高電氣設備健康水平,防止火災事故

(1)電纜的火災事故大部分是由于外部設備起火而引燃的。因此,修好、用好、維護好現(xiàn)場的其他設備,按期進行電氣設備的預防性試驗,特別是在高溫和易燃易爆場所,更要對設備嚴格管理,保證設備始終處于健康完好狀態(tài)。(2)防止其他設備著火引燃電纜?？刹扇〉拇胧┯?電纜隧道蓋板密封,防止設備故障失火時油流到電纜隧道里引燃電纜;輸煤、制粉系統(tǒng)附近電纜上的積粉要定期清掃,防止煤粉自燃引燃電纜;制粉系統(tǒng)的防爆門對著的電纜要有防火槽盒包裝,防止防火門動作噴火引燃電纜;汽機機頭下的電纜用防火槽盒包裝等等。

7.5 加強事故預防及演練

制定切實可行的滅火應急預案并加強演練,提高各級人員、特別是運行值班人員處理突發(fā)火險事故的應對能力,是防止火災蔓延的重要保證。

7.6 加強滅火裝置及設施的配置

(1)安裝火災報警裝置是防止電纜火災事故的重要手段。要做到這點單靠生產(chǎn)人員現(xiàn)場巡視是不夠的,必須運用現(xiàn)代化監(jiān)控手段,采用火災報警系統(tǒng)進行監(jiān)視。通過多次事故分析發(fā)現(xiàn),電纜溝內(nèi)火災的發(fā)生主要是由于動力電纜中間接頭制作質(zhì)量不良造成的,而從電纜頭過熱到事故的發(fā)生,其發(fā)展速度比較緩慢,時間較長,通過電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)完全可以防止、杜絕此類事故的發(fā)生。(2)安裝防火門和防火阻燃段是避免電纜火災事故發(fā)生和漫延的重要措施。在通向控制室、母線室等處的電纜溝除嚴密封堵外,還應在適當位置加裝防火門和防火阻燃段,在電纜直溝間隔50m加裝1道防火門,并在防火門兩側(cè)安裝阻燃段,阻燃段兩端用防火膠泥封堵,每端封堵長度不小于150nun。防火門和防火阻燃段的安裝,有效地將電纜之間隔開。安裝防火門不僅能阻隔火情,使燃燒的電纜缺氧窒息,還能阻止煙氣擴散彌漫。

8 結(jié)束語

電纜溝防火是一個較新而又重要的課題,在現(xiàn)階段,由于多種原因不可能將全部電纜都更換為阻燃耐火電纜。因此,只有嚴格按照設計要求、工藝標準施工,采用經(jīng)有關(guān)部門鑒定合格的防火材料和阻燃電纜,才能大大地減少電纜溝火災事故,減少人民生命財產(chǎn)損失,保證電網(wǎng)設備安全穩(wěn)定運行。

參考文獻

[1]張霄,劉凱.淺析地下電纜隧道火災的撲救.廣西民族大學學報(自然科學版),2006(9)增刊:l9-21.

[2]王學軍,張永武,馬明.地下電纜火災的事故分析及撲救對策.山東消防,2000(10):54.

[3]金吉芬.電纜隧道火災成因及其防治.山西建筑,2OO4,30(17):116一l17.

[4]許澤峰,張稱心.變電站電纜火災事故的原因分析及應對措施.內(nèi)蒙古電力技術(shù),2OO6,24(3):51-53.

[5]羅睿.發(fā)電廠電纜防火監(jiān)測系統(tǒng)的研制:[學位論文].北京:清華大學.