电缆隧道火灾危害及其防范措施探讨

关键词：电缆隧道  火灾  火灾防范  主动防火
        工业电缆是一种重要的电力传输设备，现代工业企业的生产，离不开电能，而电力的输送则主要由大量的电缆来完成的。在电缆线路的敷设方式上，由于电缆隧道敷设具有不占用空间、施工改造和维修方便等优点，在我国工矿企业、城市供电中大量采用电缆隧道敷设电力电缆。但相应的明敷设电缆的火灾隐患也较为严重，以笔者所在的中铝山西企业为例，1987年12月4日和1990年4月13日曾经两次发生隧道电缆火灾，基本上烧毁了着火区段的全部电缆，造成了惨重的损失。因而，为保证电力电网的安全运行，必要对电缆隧道的火灾隐患充分认识，并采取积极的防范措施。
        1  电缆隧道火灾根据火源的不同可以区分为以下几种：
        1.1  隧道主电缆接地或相间短路引起的火灾。
        1.2  电缆隧道附属设施（例如：照明系统、通风设施电源等）电气故障引起的火灾。
        1.3  隧道主电缆接头故障引起的火灾。
        1.4  隧道施工等采用明火引起的火灾。
        其中，隧道施工等采用明火引起的火灾，可以通过加强施工管理，完善施工防护措施还防范，在本文中不做深入探讨。下面主要探讨隧道电缆（包括电缆接头）火灾的危害及其防范措施。
        2  电缆隧道火灾的特点及危害分析
        2.1  电缆火灾的发展过程
        在电缆火灾发生前，一般均有电缆绝缘逐步受损的过程，其显著特征为故障隐患部位的运行温度渐渐高于完好电缆段，且存在逐步加剧的过程，其过程可能达到3-10天（例如：山西企业2008年12月30日发现6929回路电缆一点明显高于其它位置约5℃，经过一周的观测，至2009年1月6日温差发展到125℃，经及时处理消除了隐患。）。当故障隐患部位的绝缘恶化到一定程度后，电缆将处于阴燃状态,此时可嗅到焦糊味,若不及时处理，很快将发展到冒烟、熏燃状态，电缆开始燃烧。其中，危害较大、发生机率较高的为电缆隧道的中间接头故障引起的火灾。上述的两次山西企业隧道火灾事故均属于此类型事故。
        电缆开始燃烧后，首先是故障电缆的局部燃烧，烟开始大量冒出,特别是对于电缆单相绝缘破损由接地电流引起的电缆火灾，短时间内不会启动保护装置切断电源，电缆火灾在持续电流的热效应、甚至弧光作用下，着火部位将迅速蔓延，形成沿成束电缆燃烧并引燃周围的其它电缆。此时，火灾中心将产生高达1000℃以上的高温，因一般橡胶、塑料电缆的燃烧点均不高于500℃，因此，此时即使切断着火电缆的电源，也将无法控制火情，隧道火灾将不可避免地不断蔓延、扩大，直至将着火区段内的可燃物全部烧毁才会逐渐衰减熄灭。
        2.2  隧道电缆火灾的危害
        首先，由于电缆隧道狭小的空间限制，一旦电缆火灾发生，强烈的剧毒烟雾、燃烧气化的金属粉尘会给火灾救援人员造成严重的伤害，这意味着隧道电缆火灾一旦发生，事态将处于不可控状态，只能等待着火苗的自然熄灭。而另一方面，一般隧道的电缆支架均不少于5层，层间距200 mm～250 mm，正好处于电缆着火时火焰区的高温区间（电缆上方150 mm～350 mm），其火焰极易于引燃上方的电缆，在外力无法干涉的情况下，火灾区域的隧道电缆最终必将全部烧毁，危害极为严重。
        其次，火灾后的修复，必将在隧道内增加大量的电缆中间接头，从而产生更多的火灾隐患。例如上述的山西企业两次隧道火灾均发生于同一部位，就很说明问题。
        再次，剧烈的电气火灾，可能造成隧道内、邻近的变配电建筑物内的墙面附着导电性的石墨和金属微粒物，使得事故恢复工作艰难而漫长。
        3、浅析国内现有隧道防火及火灾报警系统
        国内现有隧道防火及火灾报警系统主要有：点式烟感、分布光纤、空气采样式火灾探测系统、和缆式温感等类型，其中应用最广泛的是缆式温感火灾报警系统。这些系统的共性特征均属于火灾后的报警系统，从上述隧道电缆火灾的特征的分析中，可以看到对于一些电网系统较大，即系统接地和短路电流较大的系统，其电缆火灾蔓延速度极快，很短时间内隧道会充满剧毒的烟雾，从而使火灾后的灭火工作难以进行，因此只注重灾后报警的防火系统很难将事故的损失消除于萌芽状态，这是这些系统的致命缺陷。