电线电缆防火性能分析

电线电缆防火性能分析（精选8篇）

电线电缆防火性能分析 第1篇

一、隧道火灾的危害及原因分析

近几年,国内电缆隧道发生火灾的情况并不罕见,如长春、天津、武汉等地均发生过局部隧道内电缆全部烧毁的恶性事故,石家庄供电公司于1998年在电厂西沟也曾发生了几十条电缆全部烧毁的情况。

电缆燃烧一般都伴随大量的烟雾和有毒气体,可刺激眼部、气管、肺部等器官,对人体形成伤害,同时受环境限制,扑救的难度非常大,一旦发生火灾往往形成大面积停电事故,后果不堪设想。

通过对国内外隧道火灾事故原因进行分析,成因主要有以下几类:隧道内有可燃物,包括可燃气体、绝缘油等,可燃物的存在导致在电弧、火花或外来火源的诱发下着火;电缆本体或接头故障击穿导致自身燃烧并烧毁周围电缆;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从而导致火灾。

二、现行防火措施分析

目前国内普遍采用的防火措施可分为以下几类:

(一)使用耐火电缆和阻燃电缆,是隧道电缆防火的主要措施。

耐火电缆就是在火燃烧条件下仍能在规定时间(约4h)内保持通电的电缆;阻燃电缆主要特点就是不着火(或着火后延燃仅局限在一定范围内),所以这类电缆适用于有高阻燃要求、防燃、防爆的场合。在生产实践中广泛采用阻燃电缆,电缆火灾事故明显减少,保证了电厂及电网安全运行,具有明显的经济效益和社会效益。

(二)防火涂料或防火包带。

这种材料用于局部防火要求高的地方效果特别好。能达到以较低费用而达到较好的防火效果。在实际工作中经常使用在电力电缆接头两侧及相邻电缆2~3m长的区段施加防火涂料或防火包带,可达到良好的防火要求。

(三)防火堵料。

SFD—Ⅱ、Ⅲ型速固防火堵料是一种理想的电缆贯穿孔洞和防火墙的封堵材料,它能有效地阻止电缆火灾窜延。孔洞向邻室蔓延,该堵料其耐火性能甚好,基本不导热,一般封堵厚度7~10cm即可达到耐火阻燃要求。此材料在电缆进墙孔,端子箱孔等孔洞处大量使用,既方便,效果又好,深受施工人员欢迎。经过多年实践,证明其安全防火效果显著。

(四)阻火隔墙。

用阻火隔墙将电缆隧道、沟道分成若干个阻火段,达到尽可能地缩小事故范围、减少损失。阻火隔墙一般采用软性材料构筑,如采取轻型块类岩棉块、泡沫石棉块、硅酸盐纤维毡或絮状类如矿渣棉、硅酸纤维等,既便于在已敷好的电缆通道上堆砌封墙,又可在运行中轻易地更换电缆。经试验表明,240mm左右厚度的阻火墙显示出了屏障般的有效阻火能力。此外,沿阻火墙两侧电缆上紧邻0.5~1m范围,添加防火涂料或包带时,可不需设置通道防火门,这样能有效地防止电缆一旦着火时通过门孔穿出火焰和热气流的危险影响,解决了正常运行中隧道通风与防火的矛盾。

(五)耐火隔板。

Eg85—A、B、C型耐火隔板,应用于封堵电缆贯穿孔洞,作多层电缆层间分隔和各层防火罩,具有优良的特性。Eg85—A型耐火隔板与耐火材料构成的竖井封堵层,不仅满足耐火性,且满足承载巡视人员的荷重,也便于增添更换电缆,该型耐火隔板使用于承受较大外力的大孔洞封堵。Eg85—C型耐火隔板,主要用作电缆防火罩,也可用作多层电缆层间隔板,它具有质轻、形薄、强度高、切割打孔方便、耐腐蚀等特点。Eg85—B型火隔板适用于形状各异的小孔洞封堵和作多层电缆层间分隔,但在实际应用中。发现有强度不高、不能任意切割的缺点。

(六)耐火防爆槽盒。

耐火防爆槽盒具有良好的密封性能和灭弧防爆性能,当电缆本体或中间头发生燃烧时,填充物可起到消弧和隔绝氧气的作用,达到短时间内自熄的效果,将火灾控制在最小范围;对外部火源也可有效隔离,同时起到保护作用。

(七)埋砂敷设。

埋砂敷设显然具有最佳的防火效果,但由于此种防火方式比空气中明敷时电缆载流量要减少,且不便于运行维护,故一般较少采用,仅在沟槽中适用。但在电缆着火时,采用埋砂灭火法,效果非常好。

(八)分布式光纤测温系统。

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,该系统可实时监测环境温度、电缆和接头温度,以及电缆导体温度,为掌握现场火灾隐患、发现电缆早期缺陷提供了可靠地判据和技术支持。

(九)自动灭火装置。

在电缆隧道内电缆交叉口及电缆密集段、电缆夹层以及有中间接头的部位,悬挂灭火弹、加装消防喷淋设施等。

三、石家庄供电公司目前采取的防火措施

石家庄市区电力隧道长度超过140公里,其中输电电缆隧道约41公里,为高压、中压共用电缆隧道。由于早期隧道设计中无防火设计,对隧道消防投入较少,致使隧道防火形势仍很严峻,如和平路隧道、自强路隧道、滨河站隧道、广安站隧道等高中压电缆同沟敷设,电缆数量甚至超过30条,十分密集,一旦发生火灾,后果不堪设想,隧道消防工作不容乐观。目前采取的防火措施有:(1)选用阻燃电缆,并尽量减少中间接头数量。(2)在新投运的中压电缆中间接头处2~3米范围内绕包防火带,加装防爆盒,并用防火隔板将其与上下层电缆分隔。(3)电缆进出间隔或穿越楼板等处用防火堵料封堵。(4)在隧道内适当位置加装防火门或阻火墙,进行防火分隔。(5)在部分上下排敷设的中压和高压电缆之间用防火隔板分隔。(6)在输电电缆中间接头部位及部分隧道电缆密集处加装脉冲式自动灭火装置。(7)对部分电缆密集的沟槽充砂防火。(8)坚持定期对电缆隧道进行巡视检查,防止人员非法进入造成外力破坏导致火灾。(9)对高压电缆定期进行红外测温和接地环流测试,通过数据分析可以及时并发现消除安全隐患。

四、主动防范措施和思路

一是在重要隧道加装井盖监控报警系统,集合了井盖远程监控、非法进入报警及有害气体监测等功能,可以起到防止外力破坏和易燃易爆气体及早发现的效果,消除事故隐患,提高技防水平。

二是在隧道内安装光纤测温、接地环流在线监测、水位、烟雾、气体检测等设施,实现多种状态如电缆温度、接头温度、电缆负载、接地电流、环境温度、隧道水位等的实时在线监测,实时掌握电缆运行状态、老化程度和环境变化,趋利避害,改善电力隧道运行环境,提高设备健康水平。

三是在实际运行中,电缆本体火灾事故99%是由电缆接头故障引起,中间接头安装质量应引起我们高度重视,电缆终端头和中间接头制作时应严格按照其工艺要求执行,施工单位接头制作人员应培训合格后持证上岗,运行人员做好随工验收,运行过程中定期采用局放等无损试验手段,及时发现、消除隐患。

四是电缆竖井在火灾时,因具有烟囱效应,火势猛烈、延燃迅速,是电缆防火重要部位之一,因此,竖井中宜每隔7m设一封堵层,宜在竖井每一楼层封堵,以利于施工和安全。由于检修人员要进入竖井内检修、更换电缆,因此竖井的封堵层一定要能承受巡视人员的荷载,以保证安全。竖井内封堵层可采用一层承重型防火隔板、无机防火堵料和有机防火堵料组合封堵或用两层承重型防火隔板、防火包和有机防火堵料组合封堵,用槽钢、角钢作支撑,封堵厚度不宜小于150mm。当有活动人孔时,用两层承重型防火隔板作人孔活动盖板。

五是电缆防火材料在设计选用时,除了应满足防火性能外,还应考虑其使用环境、使用寿命、施工性、价格等因素综合进行考虑。如适合在室内、干燥场所使用的材料或产品,用到室外或潮湿的场所,其防火措施的寿命不能保证要求;反之如果选用具有耐水功能的材料或产品用在室内场所,其工程造价可能会升高。

六是在采取电缆防火阻燃措施时,应考虑电缆防火材料对电缆载流量的影响。防火封堵材料中的防火包和无机防火堵料单独使用时,对电缆的载流量影响较大,特别是防火包对电力电缆的载流量将降低10%以上,而有机防火堵料具有良好的散热性能,对电缆的载流量影响很小,可忽略不计。为减小防火材料对电缆载流量的影响,一般用两种或两种以上防火材料组合使用。

五、结语

隧道防火是一个系统工程,不能等隧道出现火灾后再采用消防措施去灭火,必须从源头上消灭火灾隐患,杜绝隧道火灾的发生。因此我们应该树立“预防为主,防消结合”的消防理念,转变思想观念,提高认识,从规划设计、基建施工、运行维护等几方面着手,加大技防设施的投入,提升设备管理水平,夯实安全生产基础。

摘要：本文简要介绍了电缆隧道火灾的成因和危害,分析了国内采用的各种防火措施和先进经验,提出了公司电缆隧道防火中的问题和改进建议,树立了“预防为主,防消结合”的理念。

电线电缆防火性能分析 第2篇

【关键词】10kv高压电缆；中间接头防火盒；性能；研究

前言

中间接头防火盒在10kv高压电缆中的应用主要是起保护作用，一方面保护电缆接头处不被外界损伤，另一方面保证接头位置的安全性和稳定性，避免故障事态扩大化造成的不必要损失，因此，中间头防火盒应该在防爆、耐热及耐腐方面具有优良性能才能达到其保护作用的目的。对此，中间头防火盒在正式应用于10kv高压电缆中时需要先进行性能检测，以确保其质量，为电缆的安全运行奠定基础。

1.中间头防火盒防爆性能研究

防爆试验是中间头防火盒在应用于高压电缆之前需要进行的试验之一，其目的是证明中间头防火盒本身具有防爆能力，不会因为故障问题引发爆炸性事故，从而确保中间头防火盒性能的稳定，为10kv高压电缆的安全使用提供保障。

防爆试验在具体操作时主要有两方面内容，一是相对地短路故障防爆检测，二是相间短路故障防爆检测，具体的试验内容与要求如下所示（表1）：

表1 防爆试验内容与要求

序号试验项目试验内容要求

01防爆试验单相或相间短路，短路电流有效值20kA以上，持续时间大于1S防爆盒无损伤，并没有着火引燃附近物品

1.1相对地短路故障防爆检测

1.1.1相对地短路故障模拟

对中间头防火盒防爆试验的研究首先需要模拟出中间头防火盒易出现爆炸风险的情况，其中一种情况是相对地短路故障，其具体的故障制作方法如下：

首先，将电缆的外护套和钢铠剥离，采用同安装中间接头一样的工艺手法，同时，还要剥切电缆的绝缘层和导体；其次，压接导体。取铜编织线的一端，将其压入电缆导体内，剩余一段则和铜带或铜铠连接到一起；第三，安装中间接头，安装流程按照常规安装工艺进行。

1.1.2试验过程及结论

防爆试验主要考核事项有两点，一是查看中间头保护盒是否存在坏损，二是查看中间头保护盒是否着火及灭火时间。具体试验方案如下：先根据厂家具体要求进行中间头安装，安装时中间头内部采用单相短路的方式，如果单相短路无法燃弧，则将其改为相间短路，具体做法是将相间用同一的铜线进行连接，然后在防爆盒附近放置纸片；最后，给电缆通电，将其电压控制在10kv，短路电流统一规定为20KA，持续时间大于1S，观察中间头防火盒及放置的纸片的相关情况。

在经过该项试验之后，实验现场的纸片没有燃烧，即中间头保护盒具有防爆能力。此外，中间盒也没有出现燃烧现象，且其内外均没有开裂火其它损坏迹象。

1.2相间短路故障防爆检测

1.2.1相间短路故障模拟

相对地短路故障缺陷如图所示（图1）：

如图1所示，相间短路故障缺陷的制作方法如下：首先，同相对地短路短路故障制作方法一样，剥离电缆的相关部件；其次，压接导体时，铜编织线一段压入A相电缆导体中，另一端压入B相电缆导体中，然后用绝缘带将A、B两相的导体隔离；第三，使用铜编织线将A、B两相的铜屏蔽层连接；最后，按照中间头安装工艺完成C相接头的安装。

1.2.2实验过程及结论

相间短路故障防爆检测同相对地短路故障防爆检测的具体操作要求和实验方案相同，考核事项也一样，即检测中间头保护盒在相间短路盒相对地短路状况下的防爆情况，故不再详述。该项检测实验结束以后，被检测的中间头保护盒仍旧没有出现燃烧和坏损，可以判定合格通过该项试验。

2.中间头防火盒燃烧性能研究

2.1氧指数试验

对中间头保护盒进行氧指数试验的依据为GB/T 2406.2-2009《塑料 用氧指数法测定燃烧行为 第2部分：室温试验》。试验采用的样品为中间头保护盒外壳，如图2所示。样品材料为均质制品，样品类别为Ⅲ型式样。

试验操作图下：首先将均质样品材料制作成试验样品，氧指数试验主要以燃烧的方式进行，因此制成的样品要在离燃端50mm处的位置画标线；其次，采用A-顶面点燃法来对样品进行试验，最后，记录燃烧的时间及其燃烧长度。

经过该项试验检测得出，中间头保护盒样品的氧指数为29.4%。

2.2燃烧热值的测定

该项测定试验的开展主要依据依据《建筑材料及制品的燃烧性能燃烧热值的测定》和《建筑材料及制品燃烧性能分级》。试验采用样品同氧指数试验样品一致，具体试验操作如下：将样品用擦镜纸进行包裹，镶嵌点火丝以后放入氧弹自动量热议当中进行掺烧测定，样品需做2组平行试验，结果取平均值。该项试验的最终结果为试验样品的燃烧热值为0.184MJ/kg，其燃烧性能等级为A1。

2.3燃烧测定

在对中间头外壳材料的氧指数及燃烧定制测定完成之后，可对各厂家中的中间头进行检测，检测，其主要目的是查看其内部燃烧情况，要求达到效果为防爆盒外部温度不得高于95℃。试验的具体操作如下：

①在各厂家中间头内部（连接管处）连接一个统一的电阻丝；

②在各厂家中间头单相通大电流，使电阻丝发热；

③持续两个小时，测试各厂家中间头外壳温度；

④观察是否有内部燃烧现象。

经试验测定，验证防爆盒内部具有一定的耐高温性能，从整体来看防爆盒具有较好的耐热效果，符合质量要求标准。

3.中间头防火盒耐腐蚀性能研究

3.1碱性试验

对中间头防火盒耐腐蚀性能的检测是保证其质量及使用安全的重要内容之一，科学掌握其耐腐蚀性能也能为日后高压电缆的性能检查提供参考。对中间头耐腐蚀性能的研究主要是通过进行酸性试验来进行的，试验主要参考GB23864-2009《防火封堵材料》中耐酸性试验的相关要求。

3.1.1试验过程

第一，准备试验所用样，样品为完整的中间接头保护盒，内部为相应规格电缆，电缆两端断口已进行密封处理。

第二，准备酸性溶液，浓度在3%，试验温度保持在20℃±5℃。

第三，将带有中间接头保护盒的电缆浸入酸性溶液中，确保保护盒最高点的浸入溶液中。

最后，试验时间为3天，3天之后观察中间头保护盒的腐蚀情况。

3.1.2试验结果

3天试验期结束以后，将试验样本取出，发现其盒体外表略有腐蚀痕迹，中间接头保护盒内表面完好，未见腐蚀痕迹。

3.2碱性试验

检测保护盒的耐腐蚀性除了要对其进行酸性试验之外，还要检测其耐碱性。碱性试验中，参考依据、试验过程及要求都与酸性试验相同，只是将3%的酸溶液更换为3%碱溶液，检测3天。最终试验结果证明，碱溶液没有给接头盒外表面造成腐蚀，同样，其内部也完好如初。据此，通过酸碱试验证明，中间头防火盒具能很好的抗腐蚀，且这一作用效果为长期性。

小结

中间头保护盒的高性能是高压电缆安全运行的保证，文中主要从三个方面对中间头保护盒的性能进行检测，但是实际操作中，为进一步强化保护盒质量，还需要进行其它方面的性能检测，如防水性能检测等。总之，对中间头防火盒的检测要本着安全至上的原则，实际操作要做到细致、全面，进而保证保护盒真正价值的实现。

参考文献

[1]韩筱慧.电力电缆中间接头温度在线监测系统的研究[J].华北电力大学，2012

[2]常文治.电力电缆好总监街头典型缺陷局部放电发展过程的研究[J].华北电力大学，2013

电线电缆防火性能分析 第3篇

电力能源是电气化的基础, 发展电力工业对整个国民经济有着举足轻重的作用。但火电发电存在燃煤消耗量大, 环境污染较多的缺点, 而核能发电的历史虽然不长, 但是发展很快, 其燃料消耗低, 安全、清洁的特点, 非常适合电力发展的需要, 因此, 核能发电是未来发展的趋势。上述两类电厂均存在火灾危险性较高, 危害也相当大的情况, 不仅能烧毁发电设备和变配电装置, 导致停电甚至造成伤亡, 而且会使大批工矿企业由于断电而被迫停产或造成严重事故, 同时还将给人民生活带来极大的困难。尤其是核电厂, 起火或爆炸还可能造成放射性物质外泄, 造成环境污染并使公众受到辐射危害。因此, 防火安全是十分重要和必要的, 而电缆的防火封堵设计是对减少电缆着火几率, 对易造成着火延燃区域采取隔离措施, 尽可能缩小事故损失, 缩小恢复时间的有效措施, 是防火安全的重要组成部分。本文将从电缆防火封堵设计方面介绍和分析常规火电厂与M310核电厂电缆封堵的技术要求和技术特点, 并比较其差异, 以便今后对后期的类似工程电缆防火封堵设计提供参考。

二、依据的标准规范要求不同

火电厂主要是依据GB 50217—2007《电力工程电缆设计规范》有关“电缆防火与阻止延燃”章节内容及GB 50229-2006《火力发电厂与变电所设计防火规范》、DLGJ 154-2000《电缆防火措施设计和施工验收标准》以及DL 5027-1993《电力设备典型消防规程》。而核电厂主要依据的是GB/T22158-2008《核电厂防火设计规范》、EJ/T1217-2007《核动力厂火灾危害性分析指南》、HAD102/11《核电厂防火》及相关的HAF (核安全法) 和HAD (核安全导则) 。

三、防火封堵材料的不同

(一) 火电。

目前火电使用的防火封堵材料按其组成成分和性能特点可分为三大类:无机防火封堵料、有机防火封堵料、阻火包。依据的主要标准是GB 23864-2009《防火封堵材料》 (替代GA161-1997) 。

1. 无机防火堵料。

无机防火堵料由耐高温无机材料配以防火剂经研磨混合而成, 具有较高的耐火极限及机械强度, 能有效地防止火焰穿透延燃, 属一种速固型不燃材料, 与有机堵料组合使用构筑阻火墙等。

2. 有机防火堵料。

有机防火堵料是以有机合成树脂作粘接剂, 配以防火剂、填料等经碾压而成的材料。具有良好的可塑性, 优良的防火性能, 耐火时间长, 发烟量低, 能有效地阻止火灾蔓延与烟气的传播。特别适用于成束电缆或电缆密集区域与电缆间、电缆与其它物体间缝隙的阻火封堵。有机防火堵料分为膨胀型和非膨胀型, 一般为了保证着火时的封堵效果, 建议采用膨胀型, 即使有部分不够密实, 着火时的膨胀作用也能保证阻燃效果。

3. 阻火包。

阻火包是用不燃性的布料把耐火材料约束成各种规格的包状体。遇火时材料能迅速膨胀, 形成严密的封堵层, 起到隔热阻火的作用, 适用于较大孔洞的封堵, 制作撤换或重做均较方便。特别适用于经常更换电缆的重要部位, 比如施工过程中的临时封堵通常多采用阻火包。

4. 阻火模块。

随着近年来技术的发展, 也陆续出现了采用无机膨胀材料和少量高效胶联材料制成的阻火模块, 其一般采用凹凸自锁形状, 使得封堵墙面机械强度高, 不易坍塌, 特别适合标准电缆沟等大型孔洞封堵。

(二) 核岛。

在核岛中采用的材料与火电相比却不尽相同, 例如2010年建成的xx工程主要采用了无机防火水泥, 硅酮泡沫、硅酮橡胶和含铅硅铜泡沫、MCT水密阻火模块等五种主要封堵材料。

1. 无机防火水泥。

与火电无机堵料类似, 主要是在孔洞中电缆密度<40%时使用, 防火水泥的优点是造价比其他几种相对低廉, 缺点是封堵完成后固化强度较高, 如需增加电缆, 需现场钻孔, 施工不够方便。据了解法国在新建工程中防火均不采用防火水泥, 而用便于拆装的柔性材料。但考虑到中国国情, 且从现场的情况看, 有一定困难但还可以施工, 最新建成的某核电站防火水泥的工程量占了整个防火封堵的70%, 核岛中如果大量使用其它材料, 会造成整个工程造价过高, 因此, 通常的做法是施工过程中先用耐火隔板做临时封堵, 待全部电缆施工完成后再进行永久封堵。

2. 硅酮泡沫、硅酮橡胶。

硅酮泡沫、硅酮橡胶系有机硅氧化物的聚合物, 根据孔洞中电缆密度的大小分别选用, 硅酮泡沫用于40%<电缆密度≤60%, 电缆密度>60%时采用硅酮橡胶 (也称液体硅酮) , 硅酮橡胶的特点是属于高密度材料, 凝固时间慢, 渗透性能非常好, 对于电缆密度高, 间隙小的情况下封堵效果最好。而含铅硅酮泡沫主要用于有放射性防护要求的区域。

3. MCT封堵 (阻火模块) 。

MCT封堵采用的类似于火电的水密阻火模块, 由预埋在土墙或楼板上的金属框、高分子材料做成的积木式组合模块及金属压紧压头组成。框架为带有法兰的金属框架, 密封模块由两个可剥离的橡胶半块组成, 主要用于核岛几处对于水压有特殊要求的孔洞。

以上封堵材料与火电的不同均是由于核岛对封堵的要求与火电要求不同造成的, 下面介绍一下两者封堵要求的不同。

四、设置的要求不同

(一) 耐火极限不同。

虽然核岛和火电均要求所有电缆贯穿处采用不应低于该处被贯穿物的耐火极限, 但火电根据GB50229要求是最低不低于1h, 而核岛根据GB/T 22158要求是1.5h, 高于火电。

(二) 防火封堵要求的不同。

在核岛中, 根据土建结构的不同要求, 每个封堵应具备以下一种或几种功能:耐火极限、气密性、水密性、生物屏蔽、人员安全 (必要时) 、承受一定的压力、抗震, 对于电缆封堵要求如下:耐火极限:1.5h;气密:50mm水头压差下, 无气体泄漏;水密:0.15m水头压差下不泄露, 特殊情况下, 如对于水密阻火墙主要防止海水泵房来的水淹到燃料厂房、管廊通向柴油机厂房以及电气厂房通向柴油机厂房等的电缆也采用了水密阻火墙。要求有2个小时的耐火极限, 还需4.5m水压的抵抗能力2个小时。这些要求与火电有很大的不同, 究竟采取何种封堵方式还需根据防火分区、水淹分区、辐射分区的要求逐项确定。上述封堵对于密实程度的要求与火电也大不相同, 火电要求是填充密实, 但没有具体密实程度等气密、水密和生物屏蔽的参数要求, 比如在DLGJ 154中规定阻火包的施工图以对侧不透光为合格, 此种情况下, 在未发生火灾时, 还是可能存在能够透过空气和水的缝隙的, 从这方面看, 核电要求远远高于火电。

(三) 防火封堵间隔距离不同。

GB50229中规定电缆竖井每间隔约7m宜设置防火封堵。电缆沟内每间距100m处设置防火墙, 架空敷设时每间距100m处及电缆桥架分支处设置阻火措施。而核岛依据GB/T 22158规定竖向电缆桥架每隔5m要由具有主体耐火极限的不燃烧体材料做水平向耐火隔板。在距顶板小于1米处或不是由固定自动灭火系统保护的有数层电缆的桥架上, 至少每隔25米装足够宽与厚的石膏板或非易燃材料作为挡火隔墙, 这两项要求的实际做法就是设置独立防火墙。从数据上看, 间距要求也明显小于火电。

(四) 对于封堵部位贯穿的要求不同。

对于常规火电厂, 电缆桥架贯穿楼板、墙体时不需断开, 给土建提资也均按桥架贯穿考虑, 而核电站对于火灾危害的要求更高, 为防止封堵部位一侧发生火灾, 通过金属桥架的热传导对封堵部位另一侧的设备产生危害, 一般情况下是不允许金属桥架或金属软管贯穿的, 同时对于防火封堵材料厚度的试验也是按无金属贯穿的情况下考虑的, 这一点在设计时一定要注意。

五、施工的做法和难易程度不同

火电设计只要在图纸中明确了封堵做法和要求, 即可按照设计要求, 参照材料的使用说明, 在满足规范的要求下施工即可, 而核电封堵施工是要按照图纸中的设计要求, 同时结合现场电缆贯穿的密度根据四 (二) 中要求确定选用何种材料, 然后再按照该种材料的使用说明进行施工, 与现场结合得更紧密, 而且核电的封堵材料除防火水泥外, 施工工艺较为复杂, 对于施工人员的技术要求更高。

六、结语

核电站的防火封堵设计关系到整个核电站运行的安全可靠性, 本文针对M310核电机组的防火封堵设计与常规火电封堵设计的不同进行了分析对比。据了解, AP1000核电机组使用的防火封堵材料除防火水泥外不再使用外, 其他与M310机组类似。因此希望本文能对正在进行和即将建设的核电站的防火封堵设计提供一定的参考和借鉴意义。

摘要：本文以目前M310核电厂为例总结了核岛电缆防火封堵与常规火电的差异, 并对核电厂特殊防火要求进行了着重分析, 以便今后对后期的类似工程电缆防火封堵设计提供参考。

关键词：防火封堵材料,耐火极限,核电工程

参考文献

[1].中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.《核电厂防火设计规范》GB/T22158-2008

[2].国防科学技术工业委员会.《核电厂防火准则》EJ/T1082-2005

[3].HAD102/11国家核安全局.《核电厂防火》

[4].EJ/T1217-2007国防科学技术工业委员会.《核动力厂火灾危害性分析指南》

[5].GB50217—2007中华人民共和国建设部.《电力工程电缆设计规范》

电缆防火对策 第4篇

随着安阳钢铁集团的发展, 架空电力输电线路不得不日益紧张的建设用地让路, 电力电缆以其优异的性能, 在安阳钢铁集团得到广泛应用。而安阳钢铁集团几起严重的电缆着火事件给公司带来了巨大损失, 也为电缆火灾的进一步防范敲响了警钟。

2 电缆火灾特点

变电站中的电气元件的控件和实时参数采集需要大量的二次电缆, 这些敷设在电缆沟和电缆夹层的电缆, 是各个电气元件和主控室联系的纽带。但由于电缆自身故障产生的电弧以及附近发生的火灾极易引起电缆火灾。电缆着火后, 火势顺着电缆呈线状燃烧, 由于电缆沟有限的相对封闭的空间, 造成燃烧释放出的热量不易散发, 起火后热量迅速积累, 使电缆沟内温度骤升, 导致火势迅猛发展。狭长的电缆沟导致电缆燃烧时产生的大量浓烟和毒气积聚, 不仅污染环境, 而且危及人的生命安全。由于电缆沟都附有电缆竖井, 一旦火起, 极易形成烟囱效应, 温度和烟会迅速传播。又加上电缆沟内电缆交叉叠放, 会形成立体燃烧。如果不采取可靠的阻燃防火措施, 就会延烧到整个电缆沟、竖井、夹层以至控制室, 造成火灾的蔓延和巨大的经济损失。

3 电缆起火原因

安阳钢铁集团采用的电力电缆和控制电缆的绝缘层-实心聚烯烃绝缘、聚氯乙烯护套和聚乙烯外被层等都是易燃物。当电缆着火燃烧达到一定的温度时, 就会发生熔融, 当超过邻近电缆着火温度时, 就会导致电缆“火烧连营”事故。导致电缆起火的原因主要是:

3.1 电缆载流量选择有误。

电缆载流量设计和选择不当, 极易导致电缆长期满负荷或经常过载运行, 长时间的满载和过载运行, 造成电缆绝缘材料的运行温度超过正常发热的最高允许温度, 造成电缆绝缘老化, 使绝缘材料失去或降低绝缘性能和机械性能, 因而容易发生击穿着火燃烧, 甚至沿电缆整个长度多处同时发生燃烧起火。

3.2 电缆防火设计和敷设不当。

设计时, 未考虑到复杂的运行环境的影响, 造成防火设计过于简单或根本未作防火设计。另外在电缆敷设时, 同一条电缆沟内电缆敷设过于集中、层叠严重, 导致运行时产生的热量过分集中, 使电缆发热超标。再加上有的施工人员在电缆敷设时野蛮施工而造成电缆外护层损伤, 使电缆极易进水受潮, 正常运行时的电缆, 因温升超标和绝缘受潮极易造成绝缘层被击穿而产生电弧, 从而引起燃烧。

3.3 电缆工工艺存在问题。

a.制作电缆接头时, 工艺不精而导致绝缘受潮, 致使电缆头在运行中产生故障而自燃爆炸。b.电缆工工艺操作不严, 不注意电缆的清洁工作卫, 杂质、污物等清理不静, 造成线芯接触电阻过大, 运行时因接触不良而发热, 造成火起。c.电缆接头工艺不精、制作质量不高、防火措施不完善, 运行时因电缆在故障情况下受高电压、大电流的冲击而导致电缆接头爆炸起火。d.电缆地线焊接不牢靠或焊接面未清洁, 极易导致接触电阻过大。运行时因接触不良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、电火花而引进火灾。

3.4 外界火源和热源导致电缆火灾。

a.电缆井口设计台面过低或井口封闭不严, 导致电焊火花和其它火种, 以及冶炼热熔物等落入电缆沟道内引发电缆着火。b.充油电气设备的爆炸火灾的蔓延, 引发电缆着火。c.靠近电缆沟附近的锅炉制粉系统或输煤系统煤粉自燃、高温蒸汽管道的烘烤, 酸碱的化学腐蚀, 引发电缆着火。d.防鼠措施不完善, 因老鼠啃、咬而导致电缆因短路而爆炸起火。e.电缆防火规章制度执行不力, 火灾隐患排除不及时等原因导致火灾。

4 防火策略

落实防火对策是减少电缆火灾的重要手段, 防火的关键在“防”。把握好“设计关”、“防火措施关”和“防火规范化管理”这三关, 以进行有效防范电缆火灾。

4.1 严把设计关。设计时, 应优选满足热稳定要求的阻燃电缆。在电缆头或电缆本体绝缘击穿时, 能有效避免电缆起火和蔓延。

4.2 严格落实防火措施这一关。

严格落实国家电力公司电缆防火封堵工作标准, 即落实封、堵、隔、涂、包等办法。从而保证:单根电缆着火不延燃到多根电缆;开关柜着火不延燃到电缆夹层;电缆沟着火不延燃到变电站的电缆夹层;电缆夹层着火不延燃到电气控制室;一个电气室着火不延燃到其它室;一台机组的电缆着火不延燃到其它机组。通过这几条原则, 防止“火烧连营”事故。针对安阳钢铁集团的实际情况, 主要采取了以下防火措施:4.2.1涂刷防火涂料。施工前及时清除了电缆表面的灰尘、油污。对水平敷设的电缆, 沿着电缆的走向均匀涂刷, 垂直敷设电缆, 自上而下涂刷, 并确保涂刷次数及厚度满足防火要求。在电缆密集或束敷设时, 逐根涂刷, 确保不漏涂。电缆穿越墙、洞、楼板两端各涂刷1m。4.2.2缠绕自粘性防火带。在电力电缆中间头两侧及相邻电缆2~3 m长的区段缠绕自粘性防火带, 达到了较好的防火效果。4.2.3孔洞用防火堵料严密封堵。对开关柜的电缆引出孔、电缆沟穿越防火墙的孔和防火墙电缆预留孔等用防火堵料封堵严实, 确保无漏光、漏风、龟裂, 无脱落现象。防火堵料封堵表面确保平整光洁, 杜绝粉末、硬化、开裂等缺陷。4.2.4分段构筑阻火墙。用阻火墙将电缆沟分成若干个阻火段, 沿阻火墙两侧电缆2 m范围内缠绕自粘性防火带, 沟内各阻火墙不设防火门 (只在进入变配电室的入口处设置防火门, 以阻止火势蔓延到变配电室) , 阻火墙电缆预留孔, 用有机堵料封堵严密, 底部设排水孔洞。这样既有效地防止了电缆着火时通过门孔穿出火焰和热气流的危险影响, 又解决了正常运行中电缆沟通风与防火的矛盾。4.2.5多层电缆间用防火隔板分隔。在沟内层积叠放的电缆以及电缆夹层的电缆, 用防火隔板使电缆层间分隔, 并确保防火隔板的安装牢固可靠, 缝隙处用有机堵料封堵严密。4.2.6将易爆炸着火的电缆及电缆中间头封闭于“封闭式难燃轻型槽盒”内。将部分紧靠高温管道的电缆及容易使电缆着火的中间头置于“封闭式难燃轻型槽盒”内, 以形成阻火段。

4.3 加强规范化防火管理。

4.3.1保持电缆隧道的清洁和适当通风。电缆隧道或沟道内应保持清洁, 不许堆放垃圾和杂物, 隧道及沟内的积水和积油应及时清除;在正常运行的情况下, 电缆隧道和沟道应有适当的通风。4.3.2加强日常防火检查。防止由于电缆自身故障引起的电缆短路、起弧着火现象的发生。通过日检和专业点检结合及时发现绝缘不良电缆, 并及时退出运行。4.3.3加强电缆沟的温度监测, 及时启动风机, 以保持良好的运行环境。4.3.4结合春、秋两季正常检修及平时的停电机会做好电缆预防性试验。以便及时处理缺陷和发现潜伏故障, 保证电缆安全运行和避免电缆火灾的发生。4.3.5加强对电缆头的监视和管理。对所有的电缆终端头、中间接头登记造册, 结合日常的点检和专业点检, 给予重点关照。并结合停电机会逐“头”落实“封闭式难燃轻型槽盒”的安装, 避免“火烧连营”事故的发生。

结束语

通过材料的合理选取、正确的设计和、高质量施工、防火管理措施落实到位, 以及日常的点检和及时维护, 最大限度地避免了电缆火灾事故的发生。

摘要：电力电缆火灾具有蔓延快、扑救难、产生二次危害、恢复时间长等特点。通过对电缆的防火对策的探讨及实施, 有效减少了电缆火灾事故, 保证了供电系统的安全可靠运行。

关键词：电缆,火灾,对策,措施

参考文献

[1]赵华利, 王伯涛, 戴殿峰.防火电线电缆的分类特性及试验方法[J].消防科学与技术, 2005, (2) .

[2]GB50217-2007《电力工程电缆设计规程》[M], 北京, 2007.10.

新型无机绝缘防火电缆的研制 第5篇

随着工业化、城市化进程加快, 各类建筑与公共场所的火灾事故频繁发生, 造成生命财产的巨大损失。普通电缆在发生火灾后, 不能保证线路正常供电, 导致电梯、应急照明、自动报警和救灾系统等无法正常工作, 使救援疏散极其困难。因此, 人们认识到采用防火电缆确保供配电线路在着火环境中保持供电的重要性, 在供配电线路中必须根据不同用途选用耐火与防火电缆。本文将介绍一种新型无机绝缘防火电缆, 着重对该电缆的结构设计、材料、防火性能试验研究及其应用进行叙述。

1 传统防火电缆的应用情况

目前, 市场上应用的传统防 (耐) 火电缆的结构主要有以下两种:a.耐火包带与塑料绝缘相结合的电缆结构。这种电缆最大优点是比较柔软, 可适用于移动场合, 制造方便, 成本较低, 但这种电缆由于采用了塑料绝缘, 电缆的使用温度受塑料绝缘使用温度的限制, 而且塑料绝缘极易燃烧, 燃烧时产生大量热量, 导致温度急剧上升使耐火包带碳化, 更无从谈起电缆的耐机械振动、冲击、水淋等性能。这种电缆不能满足火灾环境下的消防要求。b.铜芯矿物绝缘铜管护套结构。这种电缆的优点是采用了氧化镁无机物绝缘, 是一种非燃电缆, 电缆的使用温度可达250℃以上, 铜管护套具有径向防水、防潮功能。但这种电缆也存在诸多缺陷, 首先氧化镁绝缘在高温下绝缘电阻下降很快, 电缆在着火环境下不可能长时间供电, 因此重要消防场所不宜使用;其次氧化镁绝缘容易吸潮, 电缆纵向防潮尤其是接头处的密封更为重要, 接头与终端往往采用密封胶, 影响使用寿命, 救灾中一旦金属套损伤、遇水, 电缆将丧失防火功能;再者其制造工艺也限制了电缆制造长度, 而电缆长度较短, 会导致接头增多, 制造工艺过于复杂, 流程较长, 电缆较硬, 不易弯曲, 安装施工不便。

2 新型防火电缆的结构设计

为了克服传统防火电缆存在的缺陷, 我们分析电缆在着火环境下的运行特点, 从结构和材料上对防火电缆进行了深入的试验研究, 开发了一种新型无机绝缘防火电缆。

在设计新型防火电缆结构时我们进行了以下选择:a.导体采用紧压绞合导体代替实心导体, 绞合导体可增加导体的柔软性, 且绞合导体连续生产性好, 其连续生产工艺决定了其导体制造长度较长, 可减少接头数量, 可制成大截面积, 单芯防火电缆导体截面积可达800mm2、多芯电缆导体截面积可达4×240mm2。b.鉴于防火电缆在火焰条件下的供电要求和恶劣环境要求, 绝缘采用了多层绕包结构, 绕包的耐火绝缘层的击穿场强不小于30kV/mm, 玄武岩与玻璃纤维是很好的无机绝缘层, 既起到耐火作用, 又可以保护内绝缘层。c.考虑到在火焰条件下应尽可能对绝缘线芯隔热, 同时使绝缘结构更加稳定, 可承受水淋、机械振动、冲击等救灾外力的作用, 防火电缆采用了无机硅膨胀材料填充。该材料不仅在温度升高的条件下会膨胀, 充实金属护层内部空间, 固定绝缘线芯的位置, 还可在高温下发挥隔热作用, 从而使绝缘线芯在高温条件下结构更加稳定, 保证电缆电气性能可靠。d.为了保证电缆绝缘线芯免于火焰直接燃烧, 对缆芯采用了非磁性金属带纵包焊接轧纹, 焊缝处机械强度不低于母材的80%, 并在金属护层焊接后进行浸水试验, 以检测电缆的绝缘性能。轧纹极大地改善了电缆的弯曲性能。金属护层应选择熔点高于1 000℃的金属材料, 如果金属护层作为地线或屏蔽, 建议采用铜护层, 铜护层屏蔽性能优异, 不会对共同敷设的信号、控制电缆传输的信息产生干扰。e.由于高聚物在燃烧时会产生大量的烟和有毒气体, 不仅造成可见度的降低, 影响人们的疏散和火灾扑救, 而且有毒气体直接威胁着火场人们的生命安全。相关实验表明, 一根1m长约含0.85kg PVC电缆, 从着火起不到5min产生的烟可完全笼罩100 m3的空间, PVC分解产生的HCl等气体不但具有毒性, 同时对火灾现场的电子、电气设备等具有腐蚀作用, 大大降低了电气设备的安全性和使用寿命, 因此为了尽量降低烟和有毒气体的产生, 以及确保电缆金属护层的保护作用, 采用了低烟无卤外护套。

最终该新型无机绝缘防火电缆由多股铜单线紧压绞制导体、高绝缘性耐火云母带和玄武岩与玻璃纤维组合成的耐火绝缘层、绝缘线芯间填充的无机硅膨胀材料、纵包氩弧焊接轧纹非磁性金属护层、低烟无卤外护套组合而成, 其结构如图1所示。

3 新型防火电缆材料的高温性能试验

为了保证该新型防火电缆的性能, 我们对无机耐火绝缘材料和无机硅膨胀材料进行了相关高温性能的试验研究。该新型防火电缆绝缘层采用了无机耐火绝缘带等材料绕包形式, 无机耐高温绝缘层是一种组合绝缘层, 其应具有优异的电气绝缘、低损耗、耐电压性能, 以保证电缆的耐火性能及常温和高温下的电绝缘性能。无机耐高温绝缘材料须经过脱水处理, 我们对经过处理后的无机耐火绝缘带进行了高温绝缘性能试验, 试验结果 (绝缘电阻RI与温度T的关系曲线) 如图2所示。可见, 在高温 (950℃) 下, 经脱水的无机耐火绝缘带具有较好的绝缘性能, 能够满足高温绝缘的要求。

该新型防火电缆采用的无机硅膨胀填充材料应具有优异的耐高温性能、耐燃烧性能, 良好的电气绝缘性能、加工性能, 以及一定的遇高温膨胀性能, 其应能满足挤包工艺要求, 经燃烧后发挥隔热降温作用, 体积膨胀能满足结构稳定要求, 使绝缘线芯在着火环境下能更加结构稳定。通过对材料配方多次试验研究后获得的该无机硅膨胀填充材料是以无机硅材料为基材, 并对有机物的添加量进行了严格的控制, 其随温度升高的膨胀率增大的情况如图3所示。可见, 在高温下该无机硅膨胀填充材料具有较好的膨胀性能, 能够满足高温隔热和填充的要求。

4 新型防火电缆的性能试验

我们在设计该新型防火电缆的相关性能试验时, 特别对其中的防火性能试验、载流能力与温升试验进行了考虑。在防火性能试验时采用的试验条件的严苛程度超过了英国标准BS 6387—1994中规定的A类950~1 000℃, 5h燃烧要求, 试验电缆在承受该标准规定的防火燃烧试验基础上还须同时承受水淋与机械撞击试验, 图4示出了防火性能试验的现场照片。

由于新型防火电缆采用无机绝缘结构, 导体工作温度不受绝缘材料耐热性的限制, 因此电缆的载流能力主要取决于电缆敷设环境、敷设位置和金属护层温度影响, 即保证电缆在额定载流能力下, 电缆金属护层的温度不应超过运行环境所允许的温度。根据电缆敷设要求, 通常电缆表面温度不应超过70℃, 若电缆免于触摸, 也不与可燃建筑物相接触, 电缆金属护层温度可达105℃。在载流能力与温升试验时, 我们对新型无机绝缘防火电缆各层结构的热传递进行了试验研究。图5示出了环境温度30℃时WTTEZ 3×50新型防火电缆的载流与温升试验结果。可见, 载流量为250A, 即超过了普通电缆和传统防火电缆的载流能力时, 电缆表面外护套的温度尚未达到60℃, 铜护层的温度为83℃, 导体的工作温度为117℃。

我们对所研制的WTTEZ 3×70+70* (“*”表示该新型防火电缆采用铜护层, 且铜护层可作为地线使用) 新型防火电缆进行了主要性能试验, 试验结果列于表1, 可见其完全符合性能设计要求。相关性能试验表明, 新型防火电缆具有以下特点:a.防火性能优越。防火燃烧试验超过英国标准BS 6387中规定的A类950~1 000℃, 5h燃烧试验, 在燃烧中承受水淋与机械撞击, 电缆保持了正常供电。同时, 电缆还经受了长达24h在950~1 000℃的火焰燃烧环境下保持连续供电的试验。b.电缆长度长。无论是单芯, 还是多芯电缆, 其长度可与普通电缆相当, 可以满足供电敷设长度需要, 极大减少了电缆中间接头, 降低了接头风险, 降低了成本。c.导体载流能力强。负载试验证明, 在正常运行环境下, 导体运行温度可极大提高, 在工作温度120℃条件下, 载流能力比传统防火电缆提高20%, 而外护套表面温度仍低于60℃, 说明电缆各层介质导热性能好。d.电缆具有高柔软性。采用绞合导体代替实心导体, 采用无机绝缘材料绝缘, 非磁性金属护层轧纹, 增加了电缆的柔软性, 使电缆可以盘在电缆盘上。e.具有安全环保特性。电缆除了在火焰中可正常供电, 启动灭火设备, 减少火灾损失, 同时对人身安全也特别可靠, 其铜护层是最好的接地线, 大大提高了接地保护灵敏度和可靠性。该电缆内部由全无机和金属材料组成, 具有低烟无卤低毒等特性。f.耐腐蚀性好。电缆采用非磁性金属护层不需要穿管, 耐腐蚀性好。g.电磁干扰小。电缆与信号、控制等电线电缆同时敷设时, 电缆在铜护层的屏蔽下, 不会对信号线、控制电缆传输的信号产生干扰。

5 新型防火电缆的应用

该新型无机绝缘防火电缆绝缘采用具有耐火特性的无机绝缘材料, 可以承受更高的火焰温度;采用了耐高温无机硅膨胀填充料填充缆芯间隙, 该填充层在电缆燃烧后随温度上升膨胀, 使电缆经高温燃烧后结构更加稳定, 不会因救灾振动、冲击导致绝缘层剥落而击穿;该电缆采用了轧纹非磁性金属护层, 在着火条件下起到很好的保护作用, 使电缆在火焰条件下能够正常供电。因此, 该新型无机绝缘防火电缆自投放市场来, 受到了用户的欢迎, 得到了用户和施工单位的广泛认可和好评, 已应用在沈阳国际展览中心、海尔公司大厦、郑州丹尼斯百货、中铁八局集团电务工程有限公司、芜湖都市大厦、河南宝龙广场、苏宁电器仓储基地等一批重点工程中, 产品涉及的额定电压等级0.6kV/1kV, 规格从1×2.5到4×300+1×150全系列, 共计6 015km。图6示出了新型防火电缆成盘时和敷设完成时的现场照片。

注:1) D为电缆外径。

虽然传统防火电缆在国外已有近百年的生产历史, 证明其具有相当好防火性能, 但传统防火电缆在应用过程中暴露出来的缺点与不足 (如制造长度短、接头多、易吸潮、安装不便等) 阻碍了其进一步地推广应用。随着材料与工艺技术的进步, 新型无机绝缘防火电缆已能弥补传统防火电缆的不足, 且其具有的高性价比也吸引了众多重要工程和场所的关注, 应用前景十分广泛。

摘要：介绍了一种新型无机绝缘防火电缆的结构设计。详细阐述了绝缘材料与耐火膨胀材料的选择, 电缆防火性能的试验研究, 电缆技术指标及其性能和特点, 敷设和应用情况。该新型无机绝缘防火电缆能弥补传统防火电缆的不足, 且具有高性价比, 应用前景十分广泛。

110kV电缆线路防火防水研究 第6篇

我国经济的发展离不开电力事业的发展, 经济的发展使得人们对电力系统供电可靠性需求逐渐加大。以某市为例, 因其经济的发展要求其对通过110k V电缆线路, 给该市所提供的电力需求安全保障期望值增强。但现实情况是, 由于该市原来在对电力线路铺设过程中的防火防水的措施不到位, 导致其存在较大的安全隐患, 并因此该市常发生因电缆线路而引起的火灾和接头遇水而引起的爆炸现象, 不但给该市居民的用电带来不便, 还影响了供电部门在社会上的形象, 这就要求该市必须加强对110k V电缆线路防火防水研究工作的加强。

2 110k V电缆线路存在的主要安全隐患

为了可以更直观的了解电缆电线防火防水工作的主要安全隐患, 本文以某市为例对电缆电线的防火防水工作进行讲解。某市的供电系统中, 市内110k V电缆线路一共铺设的有12条, 其中在铺设过程中电缆电线存在架空和预埋两部分, 在对电缆线路的铺设过程中采取了普通保护套管的方式, 因铺设时间限制, 当时并未做防火防水处理。且电缆井中存在着110k V电缆与10k V电缆共井铺设的问题, 这就给电力系统的日常维护工作带来了极大的安全隐患, 究其存在现象, 主要可以分为以下几种情况:

(1) 在进行电缆线路的铺设过程中, 对架空线路未采取有效的防火措施, 将会给电缆线路的运行工作带来安全隐患。特别是引流站, 因多处于偏僻位置, 且无人看守, 地面也没有进行有效的硬化处理, 且110k V电缆在运行中有的还靠近民用电设施, 这些都是造成安全隐患重要因素。 (2) 在对电缆线路进行预埋时未做好防封堵措施, 这就使得预埋管道常发生堵塞的现象, 这会直接影响到电缆线路在以后铺设工作的开展。电缆井作为非密闭空间, 其中的电缆管道是相互连通的, 经过雨水的冲刷作用, 泥沙会随着雨水进入到电缆井及管道内部, 造成泥沙的淤积, 这是造成管道堵塞的主要原因, 这就要求电缆线路在以后的铺设过程中必须对其进行清理, 给以后的铺设工作带来较大的麻烦。 (3) 电缆井会因雨水的原因而造成井内积水, 这主要是由于雨水季节随着雨量增大使的雨水灌入电缆井内造成的, 特别是电缆接头的电缆井, 随着雨水的长时间浸泡, 会使得电缆接头因套管未密封严, 而产生接头爆炸的安全隐患, 当接头发生爆炸后将会引起周围接头或者电缆也发生安全事故, 这样将有可能会使得电力系统发生大面积的瘫痪, 进而造成巨大的经济损失。 (4) 我们还发现, 在进行电缆铺设的过程中, 经常会出现110k V电缆与10k V电缆使用同一个电缆井进行铺设的现象, 这也是造成电缆线路发生故障的主要因素, 这是由于10k V电缆线路是极易发生安全事故的, 如果其发生安全事故, 势必会给110k V电缆线路的运行带来相应的隐患, 甚至会直接影响到110k V电缆线路的正常使用, 一旦事故发生同样也会引起大面积停电事故的发生, 也会给人们带来巨大的经济损失。

3 110k V电缆线路防火防水的措施研究

以某市为例, 在对110k V的电缆线路进行防火防水工作的过程中, 主要采取以下几方面的措施对安全事故进行规避:

(1) 为了有效防止外部火源对电力线路产生的破坏作用, 需要对110k V电缆线路中的架空部分和电缆井进行有效的处理, 比较常用的是采用绝缘防火胶带对其进行绕包, 通过对其进行绕包可以有效的防止火对电缆线路的危害, 隔绝其侵袭。我们之所以采用防火胶带对其进行绕包, 主要是这种胶带具有遇火膨胀的特性, 当火焰与电缆进行接触时, 其会形成厚的聚积物, 对电缆线路起到了防火墙的作用, 从而可以有效保护电缆线路。

(2) 对电缆井中预埋的电缆空管口也要进行及时的封堵处理, 在进行封堵的过程中一般采用的是防水密封塞, 这种密封塞一般采用的是塑胶或橡胶材料, 具有优良的弹性和抗老化性能, 且可耐较高的水压、酸碱, 气密性强。通过这种专业的电力防水密封塞的使用, 可以有效的预防雨水从空管口进入电缆井或者地下机房等电力设施处, 防止因雨水的侵蚀作用而造成的电缆接头爆炸的现象发生, 还可以有效的防止地下井道内的沼气发生流窜现象, 保证施工人员的安全和气爆现象的发生。为以后的电缆线路的布防工作带来了便利, 进一步提升了工作效率。其进行防水密封塞封堵后的现场图如图1所示。

(3) 当电缆需要贯穿电缆线路的管口时有两种方法可以进行处理。第一种采取的是电力电缆的管道专业堵漏材料与防火密封胶的方式对贯穿管口的处理方式, 通过上述两种材料可以对贯穿管口进行有效的封堵处理。这是由于, 电力电缆的管道专业堵漏材料中一般是由防火阻燃海绵网和具有防止潮且可膨胀的树脂所组成的, 其中的阻燃海绵网在使用过程中要根据管孔的大小来进行剪裁, 这样才能使用, 而防潮且可膨胀树脂具有系数大的优点, 当其灌入到海绵网内后, 会在半小时内产生膨胀的作用, 这样就可以将管孔完全堵住。我们采用的是3M的1000N型防火密封胶, 这种密封胶采用的是单组份弹性硅胶, 具有无卤素、无垂流性、有良好的粘附能力、15%的延展能力、良好的耐候性、良好的防水性能等特点。通过采用这两种材料的相互配合, 对电缆贯穿的管口进行封堵, 可有效地隔绝一定的空气, 一旦发生火灾, 氧气的不足会在一定程度上面防止火灾的蔓延, 减轻损伤程度和经济损失, 具体施工现场如图2所示。

还有一种采用的是电力电缆的管道专业堵漏材料与防水宝对有电缆贯穿的管口进行封堵的方式, 这种方式同样会引起电力电缆的管道专业堵漏材料中的阻燃海绵网与具有防止潮且可膨胀的树脂将管孔进行完全的封堵, 通过与防水宝的配合, 可以有效起到防水作用, 并且在经济条件许可的条件下还可以将电缆井内部的四面都进行防水效果的处理, 这样可以更加有效的防止电缆线路的安全事故发生。具体使用防水宝的现场图如图3所示。

(4) 我们要探讨的是关于110k V与10k V电缆线路共井的防火处理方法, 我们在实践工作中对于这种类型的防火处理一般采用的是对10k V电缆接头部位加装防火防爆盒的方式, 在安装防火防爆盒之前我们已经对110k V电缆线路进行了防火胶带的绕包处理, 因此在对10k V电缆进行处理时可用采用防火防爆盒的处理方法。这种防火防爆盒可在环境复杂的环境下使用, 通过这两种方法的有效使用可以有效阻断火焰的燃烧, 对电缆井中的110k V电缆起到保护作用。加装3M防火防爆盒后的效果如图4所示。

4 结束语

由此可知, 要想有效的节约电缆线路的铺设成本及对安全用电的保障, 我们需要在对电缆线路铺设的初期就做好电缆线路的防火防水工作, 做到这些才可以有效的保障电缆线路的运行安全, 通过对电力线路的防火防水工作的开展可以有效的降低安全事故的发生, 在保障电力正常供应的同时, 可以进一步满足人们对电力需求的增长, 也可以树立起电力供应部门的良好形象, 并对保持良好的社会、经济效益起到促进作用。

参考文献

[1]刘信爱, 康竞.试论电力电缆中常见故障研究方法[J].科技与创新, 2015 (12) .

[2]方立兴, 万步林.电缆穿墙进户防水方法之浅论[J].科技创新导报, 2014 (09) .

绿色环保的新一代防火电缆 第7篇

非防火电缆 (包括阻燃、低烟低卤、低烟无卤和其相应的耐火电缆) 在火灾中的引燃作用使得火灾事故扩大, 并且非防火电缆在着火、被火烧或长期过载绝缘受损时都会产生烟雾和有害气体。聚氯乙烯绝缘电缆的烟雾中有大量的CO、CO2和氯化物, 其他电缆的烟雾中还会含有溴化物、氟化物和硫化氢, 这些物质会造成大量的人身伤亡。据不完全统计, 全国近十年来发生因电缆引起火灾的重大事故逾百起, 累计烧毁电缆32万多m。

目前, GB/T 19216—2008颁布的防火考核耐火电缆温度为 (750±50℃) 。根据检测, 火灾温度大多在800～1 200℃之间, 普通的NH型防火电缆的绝缘均由云母带与挤包塑料复合组成, 高温使塑料很快炭化, 导电的碳粒在电场力作用下沿云母带界面移动, 进而导致对地击穿失去功能;再则NH型防火电缆的敷设方式根据《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》的要求, 必须穿有防火保护的金属管或有防火保护的封闭式的金属线槽内, 相应增加了NH型防火电缆的综合成本。

矿物绝缘电缆具有耐火、防水、防爆, 耐高温、使用寿命长, 机械强度高、载流量大, 外径小、短路故障额定值高, 耐腐蚀性高, 不需独立的接地导线等特点, 越来越受到研究人员和用户的重视。

河南华泰特种电缆有限公司经过多年的研究开发, 研发的“护城河”新一代安全环保型防火电缆使其达到BTT矿物绝缘电缆的耐火性能, 又兼具普通耐火电缆的柔软度, 简化的生产工艺, 较低的成本, 可大长度生产, 并将产品系列化, 以满足客户不同使用场合的需求。

“护城河”新一代防火电缆由导体、柔性耐高温复合型保护材料及无卤无碱材料组成, 具有复合型功能的特性, 集防火、耐腐蚀、耐辐射、高强度、高效屏蔽性、优良柔韧性及抗冲击性等性能于一体。铜的熔点为1 083℃, 柔性耐高温复合材料的熔点大于1 200℃, 温度不超过1 000℃时, 电缆的结构不受温度的影响, 具有不起火、不着火等特点, 可防止火焰随着线缆快速蔓延, 能在火灾发生的第一时间终结火势蔓延, 并防止电线电缆所引起的火灾, 避免进一步的设备和财产损失, 同时给受灾人员有更多的时间逃生;燃烧时无烟无毒, 不会释放大量烟雾和对人体有害气体, 彻底消除烟雾和毒气的产生;透光率≥80%, 视野清晰, 烟气毒性≤12.4 mg/L, 不会发生2次污染, 可大大提高使用安全性能。

“护城河”新一代防火电缆自身不会燃烧, 更不会助燃, 烈焰下能持续提供充足的电力;连续工作温度可达250℃, 1 000℃时可正常工作5 h以上, 提供足够逃生时间;1 000℃以上也不会产生有害气体, 保证火场逃生通道足够安全;具有优良的抗核辐射性能和屏蔽性能, 在最大限度内保证了财产生命安全性以及保护火灾现场物体不受到腐蚀性气体的腐蚀。

“护城河”新一代防火电缆设计改变了电缆结构, 采用隔温、不熔化、不燃烧且耐老化材料, 使导体与层外导体之间、不发生漏电和短路故障;其中导体熔断产生的电弧火花在防火层包裹内缺氧无法形成;使绝缘层温度、经防火层隔温后, 低至导体熔断1 083℃时、不自燃范围。彻底消除了电缆自燃火患;使电缆在1 000℃明火中能正常供电。防火特性试验表明, 这种防火电缆不仅满足GB T 19216及IEC 60331的要求, 还可满足英国BS 6387标准规定的A级、B级和C级的要求, 同时, 在燃烧中还可耐受水喷淋 (W级) 与抗机械冲击 (X、Y、Z级) 。在连续燃烧5 h、温度达到1 000℃的环境下, 还能继续保持正常通电状态。

传统的有机绝缘防火电缆在施工时需穿塑料管或铁管, 塑料管容易老化变脆, 铁管容易腐蚀, “护城河”新一代防火电缆不需穿管作业, 耐腐蚀性好, 且抗老化, 使用寿命长。采用2类或5类绞合导体与复合型保护材料, 无需采用任何金属护层而增强其抗拉、抗冲击及耐磨损性能, 并适合使用于频繁移动拖曳的场合。改善弯曲性能的结构设计, 使其具有的小于同类普通电缆的弯曲半径 (小于10D) , 为连续生产、运输、安装敷设等提供了便利条件。安装作业的时候, 不会受到热胀冷缩自然力或电动力的破坏。同时, 相同截面下, 防火电缆的外径、体积、质量比传统电缆小得多, 质量仅为传统矿物绝缘防火电缆质量的1/3。允许的弯曲根据规格不同在电缆外径的2～6倍, 安装所需空间小, 安装费用以及劳动强度也随之降低。安装、接续与普通电缆安装敷设一样, 无需特殊的附件及专用工具, 降低了工程造价。标准盘长, 零接头, 高强度柔软性。可根据用户要求在标准盘长内制作任意长度, 可以和普通电缆一样成盘放线, 并且可由现场根据实际情况任意切割, 不用设中间接头, 施工方便。同时, “护城河”新一代防火电缆与信息、控制等线路在同一竖井中敷设时, 不会对信号、控制电线电缆等传输的信息产生干扰。

电线电缆防火性能分析 第8篇

随着社会工业化进程的飞速发展,人们对电缆性能要求越来越高,为顺应社会发展需要,及时研发出能够满足特殊应用场合所需的特种电缆显得尤为重要。针对某些对耐高温性、柔软性、抗拉拖曳能力等要求较高的特殊使用场合的仪表信号控制系统,本公司自主研发了一种新型防火计算机电缆———抗拉拖曳柔性防火电子计算机电缆。该电缆不仅具有良好的防火、耐高温、抗干扰性能,能保证信号传递的准确性和稳定性,还具有较高的抗拉拖曳能力、弯曲柔韧性能,可满足各种电缆敷设安装、承载能力、防火性能和信号传输的要求。本文将对该电缆的研制过程进行详细阐述,以供同行参考。

1 结构设计和材料选用

由于该抗拉拖曳柔性防火电子计算机电缆长期应用在对承载能力要求高、防火耐高温性能要求高、安装敷设柔韧性要求高的特殊环境中,因此在电缆研制时主要考虑以下要求:a.电缆的高承载能力(即抗拉拖曳能力)。b.电缆的耐高温能力(即防火性能)。c.电缆易于弯曲能力(即电缆的柔性)。d.电缆信号传输能力(即电缆的用途)。本公司根据防火电缆的使用要求和相关标准、技术规范,以及多年的防火电缆生产经验,对抗拉拖曳柔性防火电子计算机电缆进行了结构设计及材料选择。

根据电缆使用环境的特殊要求,该电缆绝缘线芯导体采用第5种镀锡软铜导体,导体材料应是优质退火镀锡无氧铜,导体外重叠绕包(搭盖率不小于30%)双层合成云母带构成耐火层,耐火层外挤包耐高温绝缘层。硅橡胶主要以高分子量的聚甲基乙烯基硅氧烷为生胶,混入补强填料、硫化剂等,经过高温硫化成型制得的,其耐高温、耐低温、柔韧性、电气性能非常优异,硅橡胶绝缘材料的主要理化性能如表1所示[1]。因此,该电缆绝缘线芯绝缘层采用了柔软且耐高、低温性能优异的硅橡胶绝缘。玻纤纱导热性能良好,有利于电缆本身热量的散失,确保产品安全可靠运行,因此为了提高电缆耐高温性,在该电缆绝缘线芯绝缘层外编织玻纤纱构成复合耐温层。

为了降低回路相互干扰、外部干扰,绝缘线芯采用了单元绞,即类似于对称通信电缆中的对绞结构(每米对绞不少于6次),单元绞外编织金属/纤维复合屏蔽,构成分(相)屏蔽层。为了防止外界电场与磁场的干扰,提高电缆的使用性能,在带分屏蔽的单元绞线芯绞合成缆(成缆间隙)形成缆芯的同时,在缆芯外再重叠绕包一层聚酯带和编织金属/纤维复合总屏蔽。通过分屏蔽+总屏蔽的结构设计,可使电缆的屏蔽抑制系数小于0.05,以确保电缆运行良好、安全,同时复合屏蔽还能提高电缆整体抗拉拖曳能力。为了加强电缆本身的防火能力,提升电缆防火性能,满足电缆环保无害要求,在总屏蔽外重叠绕包阻燃防火性能优异的陶瓷化硅橡胶包带,由该绕包层和耐火层构成复合防火结构。

为了确保屏蔽层与铠装层不短路,防止铠装层损坏绝缘线芯,同时确保电缆的耐温性能和柔韧性,在该电缆的绕包层外挤包内护套。为了提高电缆的柔软性,内护套采用与绝缘相同的硅橡胶材料。为了提高电缆的抗拉拖曳能力和保证电缆的柔韧性,在该电缆的内护套外束绕细钢丝铠装,同时再绕包一层陶瓷化硅橡胶包带。为进一步提高电缆的阻燃防火性能和抗拉拖曳能力,挤包外护套时采用了抗拉撕阻燃硅橡胶。该护套材料是针对传统硅橡胶强度较差的缺点,对传统硅橡胶绝缘材料配方改进后制得的,其在确保硅橡胶原有优异性能不大幅降低的同时,增加了抗拉撕、阻燃性能等特殊性能。该抗拉撕阻燃硅橡胶护套的主要理化性能如表2所示。

为了增加电缆的屏蔽效果,防止安装敷设过程损坏电缆的外护套,防止钢水、铝水等熔融状高温液体飞溅对电缆表面的损伤,进一步拓展该电缆的应用场合,延长电缆使用寿命,在该电缆的外护套外编织镀锡铜线铠装防护层。最终该抗拉拖曳柔性防火电子计算机电缆的结构如图1所示[2]。

2 生产工艺

抗拉拖曳柔性防火电子计算机电缆的主要生产工艺流程如图2所示[3]。该电缆的主要生产工序包括拉丝退火镀锡工序、束丝工序、耐火工序、挤包绝缘工序、编织玻纤纱工序、单元绞工序、金属/纤维复合分屏工序、成缆绕包工序、金属/纤维复合总屏工序、绕包工序、挤包内护套工序、铠装工序、挤包外护套工序、编织防护工序等,下面将对此进行详细阐述。

2.1 拉丝退火镀锡工序和束丝工序

该电缆的导体单线采用符合IEC 60228标准规定的T1R型无氧铜杆经拉丝、退火、镀锡等工序处理制得。在线材拉丝过程中,应通过调整拉丝液浓度、温度及pH值等工艺参数确保拉制的铜单线性能;退火时采用专用退火机连续式退火,其后采用退火机自带的镀锡槽在退火过的铜单线表面时连续镀制锡层。最终制得的导体单线表面应光亮,无氧化、毛刺等影响产品质量的不良现象,且镀层均匀连续。该电缆的导体采用束丝形式。束丝设备采用了RWDT-500型专用束丝机,该设备通过磁粉离合器控制收线张力,由PLC(可编程逻辑控制器)自动跟踪调节收线张力,使收线张力恒定无波动,以确保导体结构稳定,表面不跳丝。最终制得的导体结构及20℃时直流电阻均应符合IEC 60228标准规定。2.2耐火工序、挤包绝缘工序和编织玻纤纱工序

该电缆的导体外重叠绕包双层合成云母带构成耐火层,且搭盖率不小于30%,确保电缆线路完整性试验符合IEC 60331标准规定。该电缆的绝缘线芯采用硅橡胶绝缘。硅橡胶绝缘材料加工性好,在挤出绝缘时,采用了挤压式模具,同时应确保绝缘偏心度不大于10%,绝缘平均厚度不小于标称值,且最薄点厚度不小于(标称值×90%-0.1 mm)。由于硅橡胶材料的特殊性,表面容易起霜,推荐采用绝缘分色识别,并且为了便于安装应注意线芯两端不得混色。玻纤纱编织层应均匀平整,不得整体接续,编织密度不小于90%。

2.3 单元绞工序

在该电缆的绝缘线芯单元绞工序中,采用2根(或3根)绝缘线芯按一定的绞向相互绞合在一起。为了提高信号传输精度,单元绞时绝缘线芯之间不添加任何填充物,在单元绞外重叠绕包一层聚酯带。为了尽量减小传输过程中的信号失真,降低回路相互干扰和外部干扰,单元绞绞合时应注意控制每米对绞不少于6次,且相邻线对或线组的绞合节距不应成整数倍关系,相差越大越好。

2.4 金属/纤维复合分屏工序

在该电缆的单元绞外采用金属/纤维复合分屏蔽结构,其中编织金属材料选用镀锡铜线、编织纤维材料选用涤纶丝纱线。编织设备采用了16锭高速编织机,编织屏蔽时金属锭和纤维锭对半,且依次交替排列;编织金属线单线直径不小于0.12 mm,纤维丝宽度与金属线宽度大致相当,合理调配编织机齿轮的配比,以确保编织密度不小于90%,编织角推荐控制在45°~60°,编织机的开机速度宜控制在最大工作速度的70%~85%。由于采用金属/纤维复合编织工艺,增加了编织工艺的难度,并丝时应对纤维单丝张力加强控制,以利于降低短丝率,提高工作效率,确保产品编织层质量。必要时,分屏蔽层外允许重叠绕包双层聚酯带隔离。

2.5 成缆绕包工序

成缆是将带有分屏蔽的各单元绞线芯绞合成缆芯的过程。在该电缆成缆时应注意控制绞合方向,即最外层右向、次外层方向相反。经过工艺验证,成缆节径比建议控制在14~16。成缆节距过小,则会增加生产成本,造成材料浪费;成缆节距过大,则会造成电缆的回波损耗及特性阻抗偏大,影响传输质量。为确保缆芯紧凑圆整,在成缆过程应加入适当的填充绳;为了提升电缆防火性能,满足电缆环保无害要求,填充材料推荐选用低烟无卤高阻燃玻纤绳;同时在缆芯外应重叠绕包一层聚酯带扎紧,选用聚酯带有利于后续编织总屏工序的加工。

2.6 金属/纤维复合总屏工序和绕包工序

为了进一步确保信号传输的有效性,在该电缆的缆芯外采用金属/纤维复合总屏蔽结构,其中编织材料的选用和编织工艺的控制与金属/纤维复合分屏蔽相同。编织时应根据编织机的加工能力和实际缆芯外径、编织单线直径等参数合理选用所需的编织机。采用陶瓷化硅橡胶包带重叠绕包时,包带层数应不少于3层,包带厚度约为0.4mm,重叠率不小于20%。

2.7 挤包外内护套工序、铠装工序和编织防护工序

硅橡胶内护套的挤出厚度约为1.2 mm,以确保屏蔽层与铠装层之间绝缘电阻不小于5MΩ·km。挤出时,内护套的结构应稳定,出料应均匀,挤出的内护套表面应光滑、圆整,不存在影响电缆质量的不利现象。在该电缆的内护套外铠装时,钢丝直径不大于0.8mm,相邻钢丝之间间隙不大于1根钢丝直径,铠装层外应采用1~2层陶瓷化硅橡胶包带扎紧。在该电缆的铠装层外挤包抗拉撕阻燃硅橡胶外护套时,挤出的护套表面应光滑、圆整,不存在影响电缆质量的不利现象。根据TICW/06—2009标准规定,挤包的外护套标称厚度ts=0.035D+1.2(其中D为挤包外护套前电缆的直径),最小厚度为1.4mm。编织防护层时采用了镀锡铜线,编织密度应接近100%,编织单线直径不大于0.2 mm,编织角控制范围45°~60°。

注:1)酸液类型为N-盐酸标准溶液1mol/L,碱液类型为N-氢氧化钠标准溶液1mol/L;2)负荷(50±2)kN,弯曲半径6 D±10 mm,曲绕拖曳9 000次不发生短路、断路。

3 性能测试

对所研制的抗拉拖曳柔性防火电子计算机电缆的性能进行测试,主要性能指标的测试结果及其与设计值对比可参见表3。可见,本公司自主研制的抗拉拖曳柔性防火电子计算机电缆具有环保、安全性高、经济性好、抗拉拖曳性能优异、柔性好、便于安装、耐温不低于200℃、防火性能优异等特性。

该抗拉拖曳柔性防火电子计算机电缆通过用户的使用,反映良好,在传输的过程中信号稳定、传输距离长。该电缆产品具有优异的阻燃、防火、环保、高抗拉拖曳能力、高柔性、无石棉、抗电磁干扰等特性,可以广泛应用于钢铁、化工、冶金、海洋石油钻井平台等特殊行业或对耐高温性、柔性、抗拉拖曳能力要求较高的特殊使用场合的仪表信号控制系统。

参考文献

[1]杨清芝.现代橡胶工艺学[M].北京:中国石化出版社,1997.

[2]刘子玉.电线电缆结构设计原理[M].北京:机械工业出版社,1991.