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从一起电缆桥架的火灾事故调查探讨电缆桥架防火对策

作者:admin 发布日期:2019/3/25 关注次数: 二维码分享

1 一起电缆桥架火灾事故调查案例

2013年1月6日10时31分,位于济南市历下区文化东路51号汇东星座发生火灾,过火面积24平方米,无人员伤亡,直接经济损失7.5万元。过火区域主要是一至十六楼的电缆井内。

经勘验:起火建筑为历下区文化东路51号的汇东星座大厦,该大厦主体建筑地上16层、地下2层,建筑面积13000平方米,南侧临街,东、西侧为车道,北侧为花坛、空地。过火区域主要位于地上一层至地上十六层的楼层配电室内,楼道等其余部位仅为烟熏。各层配电室的楼层方位及布局基本相同,每层面积约1.5平方米,房门位于西墙。配电室靠南墙放置本楼层配电箱,靠西墙北侧放置本楼层通讯信号箱,靠北墙、东墙的中间位置各有一电缆井桥架。

经调查,对起火原因认定如下:起火部位位于大厦三层配电间内,起火点位于三层配电间强电电缆桥架内。起火原因为电缆桥架内强电电缆对金属桥架放电,电弧高温引燃电线绝缘层等可燃物。起火时间为2013年1月6日10时31分左右。


电缆桥架


2 电缆桥架的火灾危险性和起火因素

2.1 电缆桥架的火灾危险性

电缆桥架引发火灾的原因主要是电线电缆过负荷、短路、接触电阻过大及外部热源作用。在短路、局部过热等故障状态及外热作用下,绝缘材料电阻下降、失去绝缘能力,甚至燃烧,进而引发火灾。火灾中电线电缆的特征:(1)火灾温度一般在800~1000℃,导线电缆会很快失去绝缘能力,进而引发短路等次生电气事故,造成更大的损失;(2)电线电缆在规定的允许载流量下有较大的过载能力;(3)在短路状态下,电线电缆的绝缘材料会瞬间发生熔融、燃烧并引燃周围可燃物。

2.2 电缆桥架火灾的原因

电缆桥架内电线电缆从绝缘层的油浸电缆纸、交联聚乙烯、乙丙橡皮等材料到油麻、聚氯乙烯外护套材料都是易燃性物质。当局部电缆着火燃烧达到高温时会发生熔融,超过邻近电缆着火温度时,就会导致电缆群体延燃。导致电线电缆着火的原因主要有以下儿点。

2.2.1 电缆载流设计不当

电缆载流量选择不当,部分电缆长期满负荷或经常超负荷运行,温升过高及电缆沟道、隧道积水致使电缆老化、受潮、过热引起短路自燃。

2.2.2 电缆安装施工不当

在施工中,有的单位未采取防火措施,电缆敷设混杂,常把会产生剧毒烟雾的中低压电缆与高压电缆一起敷设;有的施工人员在电缆敷设时没有严格按操作规程和工艺要求施工,常因刮、碰、压、扭等原因造成电缆外层损伤,易进水受潮,运行时绝缘层可能被击穿产生电弧,引起火灾。

2.2.3 电线电缆故障

(1)电线电缆制作粗糙,绝缘层受潮,致使电缆头及终端盒在运行中产生故障而自燃、爆炸;(2)部分电缆技工工艺操作不严,不注意卫生,杂质、污物等清理不净,造成界面接触不良;(3)接头工艺不精、制作质量不高、防火措施较少,在故障情况下受高电压、大电流的冲击导致接头起火;(4)电缆接地不良,接地线焊接不牢,接触不良,阻值偏大,造成电缆接地故障电流比正常短路电流小,使电流保护器不能及时切断故障,而出现电弧、电火花。

3 电缆桥架内电线电缆的防火措施

3.1 选用阻燃电线电缆

3.1.1 阻燃电线电缆防火机理

(1)在燃烧反应的热作用下,位于凝聚相的阻燃剂热分解吸热,使凝聚相内温度上升减慢,延缓了材料的热分解速度;

(2)阻燃剂受热分解后,释放出连锁反应自由基阻断剂,使火焰、连锁反应的分枝中断,减缓气相反应速度;

(3)催化凝聚相热分解固相产物,焦化层或泡沫层的形成加强了这些层状硬壳阻碍热传递的作用;

(4)在热作用下,阻燃剂出现吸热性相变,阻止凝聚相内温度的升高。

3.1.2 阻燃电线电缆的分类及选用

《电力工程电缆设计规范》中把采用阻燃电缆、耐火电缆等作为电缆防火的重要措施,对各种阻燃电缆的选用作了明确规定。凡能通过成束电线电缆燃烧试验的电缆称之为阻燃电缆。阻燃电缆主要包括普通型阻燃电线电缆、无卤低烟阻燃电缆、低卤低烟型阻燃电缆、耐火电缆。这些产品的制造技术、性能特性不同,应用范围也不同。

(1)普通型阻燃电线电缆。普通型阻燃电线电缆(简称阻燃电缆)制造简单、成本低,是防火电缆中用量大的电缆品种。其特点是在成束敷设的条件下,电缆被燃烧时能将火焰的蔓延控制在一定范围内,避免电线电缆着火延燃而造成重大灾害,提高了电缆整条线路的防火水平。

(2)无卤低烟阻燃电缆。无卤低烟阻燃电缆不仅具有优良的阻燃性能,而且在燃烧时几乎不产生腐蚀性气体和毒性气体,仅产生极少量的烟雾,减少了对仪器、设备的腐蚀及对人体的损害,有利于火灾时的灭火救援。无卤低烟阻燃电缆通常考核电缆的阻燃性能、腐蚀性、烟浓度及毒性指标。这类电缆的阻燃性能通过成束燃烧试验,分A、B、C三种。燃烧气体的腐蚀性通过测定燃烧气体水溶液的pH值和电导率来确定,烟浓度一般用电缆燃烧时的透光率来评定,试验按GB/T17651-1998规定的方法进行,毒性指数的测试方法由用户规定。无卤阻燃电缆的机械性能比普通电缆稍差,这是由于加入特殊添加剂所致,其特殊性能见表1。无卤低烟阻燃电缆适用于地铁、隧道、船舶和车辆以及核电站、重要的高层建筑等安全性要求比较高的场所和重要设施。

(3)低卤低烟阻燃电缆。低卤低烟阻燃电缆的HCL释放量和烟浓度指标介于普通阻燃电缆与无卤阻燃电缆之间。这种电缆不仅具备阻燃性能,而目在燃烧时释放的烟量较少,HCL释放量较低,主要用于地铁、隧道、高层建筑等对电缆燃烧的烟浓度及HCL发生量有一定限制的场所。低卤低烟阻燃电缆的绝缘和护套材料成分通常是以聚氯乙烯树脂为基材,配以特种增塑剂、高效阻燃剂、HCL吸收剂、抑烟剂等,经特殊工艺加工而成,显著改善了普通阻燃聚氯乙烯绝缘材料的燃烧性能,大大降低了材料的烟密度和HCL释放量。   (4)耐火电缆。耐火电缆在着火燃烧时仍能保持一定时间的正常运行,主要有三种类型。一是矿物绝缘电缆(又称氧化镁绝缘电缆),采用氧化镁作绝缘材料,无缝铜管作护套,经特殊工艺制作而成,具有优良的防火、防爆、耐高温、耐腐蚀等特性,应用于要求特别安全或高环境温度、高辐射强度的场所,该电缆的长期使用温度为250℃,在950~1000℃可持续供电3h。但该类电缆制造工艺复杂,价格昂贵,安装较复杂,制造长度也受限制。二是硅绝缘电缆,其绝缘层采用硅橡胶混合物,具有较好的耐火性能,但材料主要依赖进口,价格偏高,制造及应用受限制。三是用无机材料与一般有机绝缘材料复合构成的复合绝缘电缆,耐火层采用耐火云母带绕包在普通导体外。这种电缆工艺简单,价格较低,生产长度和使用范围不受影响,耐火性能较好,目前国内大多数电缆厂均生产这种耐火电缆供公共设施、高层建筑等处应用。

3.2 科学设计及安装

3.2.1 封堵

防火封堵是采用防火堵料将电缆穿越处的小缝隙进行堵塞,防止电缆着火延燃。对电缆沟与电气盘、箱、柜的连接处、隔墙、楼板的孔洞等均需进行阻燃封堵。好采用渗透性强、发泡时胀力大、密封性能、防水作用好,而且可拆性好、方便增补的材料。电缆防火门要长期关闭,电缆防火板和电缆沟盖板的缝隙应封闭,电缆敷设密集处采用软堵料封堵严实。防火封堵一般用钢筋等材料作骨架以提供足够的机械强度,防止电缆着火,特别是发生电气短路时引起的空气迅速膨胀,产生一定的冲击,破坏骨架,使防火封堵失去作用。

3.2.2 分隔

防火隔墙可将长电缆隧道、电缆沟道分割成小区段,将着火区间缩小,可采用耐火隔板、硅酸铝纤维毡、防火堵料、防火涂料等。防火隔墙用矿渣棉筑成,在隧道中与防火门配套使用。为了便于电缆新增与更换,防火隔墙应简易目易于拆卸。电缆隧道单起分隔作用的电缆防火墙厚度不应小于240毫米,防火墙要比电缆支架宽100毫米以上,防火墙两侧还要有不小于1000毫米的阻火段,以有效地防止电缆火灾的串延。

3.2.3涂层

涂刷防火涂料可避免电缆着火后延燃。防火阻燃带施工方便,不易脱落,适应性强,价格便宜,性能与防火涂料相似。在进入柜体的电缆至终端头部分,在防火隔墙两侧2~3米区域内将所有电缆涂刷二遍防火涂料或包防火阻燃带。防火涂料的阻火效果与涂层厚度和原料性质有关,应与隔、堵等防火措施组合使用。

3.2.4 设置防火设施

(1)设置火灾报警系统。根据实际情况,选择适当的报警探头和适合电缆层特点的报警系统。目前在电缆沟、管道井使用较为广泛的是线性(或称缆式)感温探测器。

(2)高压水喷雾灭火。在电缆廊道电缆密集的地区采用一般的防火材料比较困难,宜采用高压水喷雾灭火方式。为使水喷雾灭火及时有效地发挥作用,需配置高灵敏度的监测及控制系统。在大型建筑物内及电缆隧道中采用此法效果显著。

(3)加强电缆层(井)的通风。利用自然通风条件,尽可能在电缆层靠外墙部位设置通风口(通风口的具体设置可结合火灾扑救时的突破口)。同时还应建立不间断供电的机械排烟系统,以便在火灾初期通过自动报警联动打开排烟风机。

3.3 规范的日常管理

(1)防止由于电缆内部绝缘的缺陷、老化、受潮、损伤等电缆自身故障引起电缆短路、短路电弧着火,及时发现绝缘不良的电缆,并将其退出运行。

(2)保持良好的运行环境,严禁热力系统的废气、废水流入电缆沟、电缆隧道。

(3)加强对电缆头的监视和管理。电缆头受多方面因素影响是电缆绝缘的薄弱环节,所以加强对电缆头的监视和管理至关重要。对放在电缆沟、电缆隧道、电缆槽盒、电缆夹层内的动力电缆终端头、中间接头必须登记造册,加强监视,避免运行中的电缆头着火。

4 结束语

综上所述,要做好电缆桥架的防火工作,就要从电线电缆的正确选择、正确安装和强化日常规范化管理等方面着手,做到安全可靠、技术先进、经济合理,有效防止电线电缆引起的火灾,并减少火灾造成的人员伤亡和财产损失。

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