火電廠的電纜數量多且遍布全廠,如敷設不當、化學腐蝕、長期超負荷運行很輕易引起電纜火災。據粗略統計,自上世紀60年代以來,國內火電廠因電纜著火蔓延燃燒釀成重大火災事故的有70次,均造成重大損失。因此,加強火電廠電纜防火安全意識,了解火災發生的原因及特點,采取有效的防護措施,是非常必要的。
1火電廠發生電纜火災的原因
電纜火災有的因電纜本身故障起火,也有因外界因素起火。在70次電纜火災事故中,因電纜本身故障起火延燃的有17次,占總數的24.2,因外界火源引起電纜著火延燃的有53次,占總數的75.8。
1.1電纜本身故障導致起火
造成電纜本身故障起火的原因有兩方面,一是許多電纜長期浸泡在積水的電纜隧道、電纜溝中,外皮腐爛,絕緣層嚴重受潮,造成擊穿短路;二是電纜頭制作工藝粗糙,絕緣層暴露時間太長,致使運行中爆炸。
1.2外界因素導致起火
電纜溝蓋板不嚴,電焊渣火花落入溝內使電纜著火;電纜排上積煤粉,又靠近高溫管道,煤粉自燃使電纜著火;浸油電氣設備故障噴油起火,油流入電纜隧道內引起電纜著火;汽輪機油系統漏油,噴到高溫熱管道上起火,將其四周電纜引燃;制粉系統防爆門爆破,噴出的火焰使四周的電纜著火;鍋爐的熱灰渣噴出,碰到四周電纜引燃著火。
2火電廠發生電纜火災的特點
2.1火勢兇猛
火電廠電纜多采用隧道和架空密集敷設,電纜處于高溫管道重迭或交錯布置的環境中,電纜夾層電纜密布,并且電纜豎井的高差形成自然抽風,因此一旦著火,火勢就非凡迅猛。
2.2有"二次災難"
電纜著火產生大量有毒氣體,對人體直接造成"一次災難",同時燃燒產物中的氣體與水結合形成強烈酸霧,附著在電氣裝置上,嚴重降低設備和接線回路的絕緣強度,造成"二次災難"。
2.3損失嚴重
"二次災難"極易造成控制回路失靈,使事故擴大,損失嚴重。
3防止電纜著火延燃的措施
3.1設計方面
3.1.1改變大型機組的電纜設計
對200MW及以上機組,應采用架空敷設,動力、操作電纜分開敷設,部分用穿鋼管或耐火槽盒封閉的方法對電纜予以保護。
3.1.2改進當前設計中存在的問題
(1)為限制電纜著火延燃范圍,當發電機容量為200MW及以上時,一個通道內應敷設一臺機的電纜。在一個通道內敷設兩臺以上機組的電纜時,須用耐火隔板或加蓋耐火槽盒,使通道中不同機組電纜相互分隔。
(2)對于隧道、溝道土建設施的布置,要注重地下水位條件,妥善處理與管溝的交叉,并采取有效排水坡度和適當的集水井防止滲水、漏水。對戶外電纜溝的蓋板,按強度高的標準設計,以利于長期運行中保持蓋板完好。
(3)主廠房架空電纜與機務設備、管路的布置應統一考慮,電纜與蒸汽管凈距應符合規定,與油管路的凈距宜盡可能大;制粉系統防爆門應避免直接朝向明敷電纜,否則,應采取隔熱、防火措施。
(4)架空敷設電纜的干道,應設置人行通道。對于廠用電系統和集控室電纜密集的地方,采用電纜夾層,以封堵隔離。
(5)在集控室夾層、隧道內,不得布置熱管、油管及其它可能引起著火的管道和設備。在高度空間尺寸及支吊架選擇上,電纜布置須整潔清楚,留出足夠的巡視通道。
(6)在長期受高溫作用的場所,應使用防火阻燃電纜、難燃電纜及低煙氣塑料電纜。
3.1.3合理應用各種防火阻燃手段
(1)通向集控室電纜夾層的孔洞及柜、盤的電纜孔,應采取有效阻燃的封堵處理。
(2)主廠房易受外部著火影響的區段,在電纜上加阻燃材料(如覆蓋防火涂料或包帶等),或對電纜予以防護(如采用罩蓋、封閉式槽盒、金屬管等)。
(3)多臺機組的廠用配電裝置下部隧道中,按機爐廠用母線段劃分,設置適當數量的阻火隔墻;公用主隧道、溝道引向分支通道處,設置阻火墻。
(4)動力電纜中間接頭盒兩側及鄰近區段,加防火包帶。
(5)室外高壓電流互感器、電壓互感器近旁的電纜溝蓋板,應進行密封處理。
3.2施工方面
(1)凡穿越墻壁、樓板的電纜洞孔,用石棉、砂等耐火材料堵塞密封,必要時加置鋼板或石棉板封閉。電纜隧道及其分叉道口處應設防火墻及防火門。
(2)電纜敷設路徑應盡量避免與熱力管道接近或交叉,否則應符合最小答應距離的規定,并對管道采取隔熱措施。嚴禁電纜平行敷設在管道的上面或下面、蒸汽管道和油管道的溝道內,同時要遠離有機械震動和化學腐蝕的場所。室內電纜敷設時要保持良好的通風條件。
(3)敷設電纜時的環境溫度應符合有關規定,對可能受到機械損傷及行人輕易接近處,應穿金屬管敷設,裸露電纜穿管前要用柔軟材料包裹。轉彎處敷設電纜時應符合最小彎曲半徑的規定。使用油浸紙絕緣電力電纜時應符合最大答應高差值的規定。多條電纜并列敷設時要保持一定距離,對可能積水、積灰、積油地段應敷設在電纜架上。直埋電纜的位置深度、與地下建筑物的基礎凈距、電纜最小水平凈距應符合安全規定。
(4)安裝電纜接頭盒、終端頭時環境溫度應在5℃以上,施工地點清潔干燥,相對濕度不高于60。應正確選用絕緣劑,封鉛后未完全冷卻前不得移動電纜。安裝在隧道及溝道內的接線盒,用石棉板襯托,并用耐火隔板與其它電纜隔開。對安裝環境溫度變化較大場所和戶外場所,使用環氧樹脂電纜頭,且有戶外防水設施。電纜終端出線、引線間及引線與接地體間的距離應符合有關要求。
3.3運行方面
(1)電纜溝道內應保持清潔干燥,嚴禁堆放雜物,要經常清除電纜架上的積灰。定期檢查和記錄電纜的運行情況,發現電纜溫度過高、過載時應及時采取措施。固定電纜的各種支架應牢固無銹蝕。電纜頭和絕緣膠應保持良好。運行電壓要穩定,應不超過額定電壓的15。電纜正常運行的長期答應工作溫度和載流量應符合有關要求,并按規定定期對電力電纜進行電氣預防性試驗。
(2)在電纜溝內動火時,應將工作地點兩側鄰近的門或電纜蓋板打開,設施工警示牌,配滅火器及黃沙。作業前切斷電源,并用石棉板與四周電纜分隔。噴燈的點火、加油及熔融絕緣劑在溝外進行,熔融劑應存放在有蓋的鐵桶內送入工作地點。噴燈火焰、其它明火與導電部分應保持一定的安全距離。作業后,應清點工具設備,清除所有雜物,封堵因作業而鑿開的孔洞,確認安全后,將鄰近的門關上或將電纜蓋板蓋好后再離開。
(3)對漏粉嚴重的鍋爐房,在架空電纜適當部位增設氣力吹灰管,或加強清掃。
(4)電網中的主力發電廠,應增添火災自動報警裝置及有效的消防裝置。
總之,只有摸清電纜火災事故發生的規律,提高電纜終端頭、中間接頭的制作安裝質量及工藝標準,采取適當的防治措施和加強電纜運行的科學治理,才能有效避免火電廠電纜火災事故的發生。