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[摘 要] 根据综合管沟断面结构设计，以及《电力工程电缆设计规范》，确定不同防火类型电缆的在综合管沟内的使用。并根据阻燃电缆的火灾特性，分析综合管沟内的火灾危险性。最后分析现有的防火设施以及灭火系统的优劣，并选择出最优消防方案。
[关键词] 火灾 阻燃电缆 耐火电缆 防火消防
一、《电力工程电缆设计规范》关于电缆应用范围的规定
1.阻燃电缆和耐火电缆的使用范围分别是:
（1）在火灾几率较高、灾害影响较大的场所，明敷方式下电缆的选择，应符合下列规定：火力发电厂主厂房、输煤系统、燃油系统及其他易燃易爆场所，宜选用阻燃电缆。地下的客运或商业设施等人流密集环境中需增强防火安全的回路，宜选用具有低烟、低毒的阻燃电缆。其他重要的工业与公共设施供配电回路，当需要增强防火安全时，也可选用具有阻燃性或低烟、低毒的阻燃电缆。
（2）在外部火势作用一定时间内需维持通电的下列场所或回路，明敷的电缆应实施耐火防护或选用具有耐火性的电缆。
消防、报警、应急照明、断路器操作直流电源和发电机组紧急停机的保安电源等重要回路。计算机监控、双重化继电保护、保安电源或应急电源等双回路合用同一通道未相互隔离时的其中一个回路。油罐区、钢铁厂中可能有熔化金属溅落等易燃场所。火力发电厂水泵房、化学水处理、输煤系统、油泵房等重要电源的双回路供电回路合用同一电缆通道而未相互隔离时的其中一个回路。其他重要公共建筑设施等需有耐火要求的回路。
2.视工程的重要程度和火灾的危害深度而异确定电缆阻燃级别
对一重要重大工程用的电缆，譬如30MW以上机组，高层超高建筑，银行金融中心，大型特大型人流集散场所等，在其它因素同等条件下其阻燃级别宜偏高，偏严而且选择低烟无卤型电缆以免小不顾而乱大局，拒事故隐患与自身之外，对责任重大影响深远的工程，于私于公均属情理之中，这一点在相关国家标准中已有明确规定。
在一般项目中，使用阻燃电缆已完全满足需求,在经济允许的条件下也可以选用耐火电缆。且电缆综合管廊的主流设计多用阻燃电缆。
二、阻燃电缆的火灾危险性
1.电缆隧道火灾实例
在长江越江电缆隧道项目试验中，分层安放直径从62mm到9mm不等的聚乙烯和聚丙烯阻燃材料电缆，并用油盘做点火源，试验发现电缆能够被点燃并延燃。
2月25，柳州市柳钢（钢铁）集团公司动力厂11万伏变电站35Kv、6Kv电缆主隧道（沟）发生大火，大火共烧毁电缆28根，距离约80米左右。后经调查分析为电缆线绝缘老化对地短路、高温引燃可燃造成。
牡丹江第二发电厂1998年6月28日，因一台机的循环水电缆中间头过热引燃该电缆沟里的全部电缆，造成全厂七台机(装机客量103万千瓦)被迫停机，全厂停电的恶性事故。
2.电缆的火灾危险性
以上事故表明了：
首先，采用难燃型或阻燃电缆，仍须采取有效的防火延燃的措施。因为：阻燃电缆不能理解为具有不会着火的耐火特性。电缆材料经阻燃处理后，其热分解、引燃着火自燃起火的温度值，虽有所提高，但程度有限。另外自熄不意味着不燃，具有阻燃自熄性电缆仍可以燃烧。聚氯乙烯含有氯，硬性的能够自熄。然而在实际火灾情况下，聚氯乙烯能够燃烧，温度高时燃烧速度更快。因此，不能认为阻燃电缆在所有情况下，都能实现阻止延燃而自熄。
另外，电缆的敷设情况也会对火灾危险性造成影响。安装过程中造成的电缆损伤，电缆接头处理不当，电缆长时间故障运转以及综合管廊内的不适宜环境都会造成电缆使用年限降低，危险性增大。
三、电缆隧道的防火消防建议
1.防火构筑物
(1)分隔。防火隔墙可将长电缆隧道、电缆沟道分割成小区段, 将着火区间尽量缩小,采用耐火隔板、硅酸铝纤维毡、防火堵料、防火涂料等。防火隔墙用矿碴棉筑成,在隧道中与防火门配套使用。为了便于电缆新增与更换, 防火隔墙应简易而便于拆卸。电缆隧道里起分隔措施的电缆阻火墙厚度一般不应小于240mm，阻火墙要比电缆支架宽100mm以上，阻火墙两侧还要有不小于1000mm的阻火段，才能有效地防止电缆火灾。
(2)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,其性能与防火涂料相似。在进入柜体的电缆至终端头部分,在隔火墙两侧2～3m区域内将所有电缆涂刷三遍防火涂料或包防火阻燃带,组成综合防火分隔措施。防火涂料的阻火效果与涂层厚度和可燃质有关,因此,防火涂料的使用应与隔、堵等防火措施配合起来,才能显示它的优越性。
2.防火管理
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。及时发现电缆绝缘不良，并将它退出运行。
保证电缆预防性试验的质量。必须严格按《电力设备预防性试验规程》的要求进行。不仅试验数据要合格，而且还应对数据进行比较分析。
切实做好分隔措施，防止其它设备着火引燃电缆。当设备和系统发生故障失火时，不能让火烧到附近的电缆。
加强对电缆头的监视和管理。电缆头受多方面因素影响一般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。对那些放在电缆沟、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，以避免运行中的电缆头着火。
3.关于通风与封堵的问题
电缆隧道属地下空间，自然环境相对密闭，电缆进行时不断释放热能。为改善隧道内气候和工作环境，整个隧道内设置了必要的通风系统。设置通风系统意味着平时将电缆隧道分隔成若干段独立的防火分区，如果不采取一些措施（如封堵技术）整个隧道就只能视为一个防火分区。有资料证明，电缆起火，其传播速度就以20m/min沿着垂直和水平两个方向传播，燃烧速度惊人，整个电缆隧道内就迅速充满火灾。因此，对城市电缆隧道有必要进行合理的防火分区。
有关规范中规定，在隧道两侧安装电缆的位置，每隔75m设置一道阻火墙。本工程按规定结合安全井的位置设置阻火墙，同时在紧靠阻火墙两侧1m区段内涂加阻火腻子防火涂料，可解决电缆间的火灾窜燃，但仍没有形成一个个独立防火分区。要想实现若干个独立的防火分区，且不影响空间的畅通性，便于人员检修维护及区域通风，只有水雾封堵技术才能满足要求。
水雾封堵技术，就是利用灭火介质（水）本身进行封堵，在防火分区分隔处将来用水雾喷头特殊布置。系统动作时在区与区之间形成一道水雾墙，以达到隔火的目的。由于水雾墙是具备相当厚度的高压水雾团，它能较好地形成氧气窒息带，从而阻隔火焰传播，同时对临近的火灾具有冷却作用。这与民用消防中常用的喷淋水幕具有很大区别。
4.灭火系统选用分析
由于电缆火灾原因是复杂性多的，在工程运用中，仅采取一些被动防火措施是不够的，有必要设置主动消防设施——自动灭火系统，从而使电缆隧道的火灾处于完全监控中。常见的灭火系统有一下几种：
（1）气体灭火系统
由于卤代烷作为灭火气体已经禁用，因此气体灭火系统以二氧化碳灭火系统具有不沾污物品，没有水渍损失和不导电的优点、在相对密闭的空间内运用较多。缺点是对于电缆隧道补长距离大空间，由于长距离的气体输送将带来压力下降降及较大的蒸发量 ,使有效喷射量减少 ,故为保证整个综合管廊的消防 ,需设置较多数量的二氧化碳储存站 ,投资费用较高。故一般不采用该灭火方法。
（2）自动喷水灭火系统
自动喷水灭火系统根据其工作原理的组成部件的不同，有五种方式。其中水喷淋灭火系统和水喷雾灭火系统在工程中适用较多。水喷淋的灭火机理主要在于冷却、冲击作用，而水喷雾灭火机理则包括冷却、窒息、乳化及稀释等作用，它是以一定的强度通过水雾喷头将水雾化，以包络覆盖的方式进行灭火，具有灭火速度快，火灾扑灭后不复燃，可靠性高以及具有很好的可持续灭火能力。
（3）气溶胶自动灭火系统
气溶胶灭火主要是利用固体化学混合物 (热气溶胶发生剂 )经化学反应生成的具有灭火性质的气溶胶 ,淹没灭火空间 ,起到隔绝氧气的作用 ,从而使火焰熄灭。目前工程中大部分采用 S型热气溶胶灭火系统。该系统优点是：设置方便,灭火系统设备简单,可以带电消防。该系统缺点是：未及时更换时或药剂失效后 ,将不能正常使用; 每 5～6年需更换药剂箱 ,相应产生运行费用 ,增加管理工作。
（4）移动式水喷雾系统
移动式水喷雾系统是根据综合管廊发生火灾的特点以及可采用的扑救方式所确定的灭火系统。火灾发生时该系统利用综合管廊外部的道路上的消防设施 (消火栓 )通过综合管廊每个消防分区预留的水泵结合器进行灭火。综合管廊内部预留与水泵结合器相联的消防支管。消防支管的服务范围仅为一个防火分区 ,故消防支管的预留一般对标准断面的影响不大。该系统的特点是系统布置简单 ,对综合管廊的断面影响小 ,相对节约投资。虽不可在火灾发生的第一时间进行自动灭火 ,但对于采取了有效防火措施的综合管廊来说防火功能上满足要求。
综上所述，结合近期综合管廊主流设计，采用自动喷水灭火系统或者移动式水喷雾系统均可满足要求。但因自动喷水灭火系统相较于移动式水喷雾系统工程造价投入高，因此，可根据投入资金来选择相应的自动灭火系统。
[关键词] 火灾 阻燃电缆 耐火电缆 防火消防
一、《电力工程电缆设计规范》关于电缆应用范围的规定
1.阻燃电缆和耐火电缆的使用范围分别是:
（1）在火灾几率较高、灾害影响较大的场所，明敷方式下电缆的选择，应符合下列规定：火力发电厂主厂房、输煤系统、燃油系统及其他易燃易爆场所，宜选用阻燃电缆。地下的客运或商业设施等人流密集环境中需增强防火安全的回路，宜选用具有低烟、低毒的阻燃电缆。其他重要的工业与公共设施供配电回路，当需要增强防火安全时，也可选用具有阻燃性或低烟、低毒的阻燃电缆。
（2）在外部火势作用一定时间内需维持通电的下列场所或回路，明敷的电缆应实施耐火防护或选用具有耐火性的电缆。
消防、报警、应急照明、断路器操作直流电源和发电机组紧急停机的保安电源等重要回路。计算机监控、双重化继电保护、保安电源或应急电源等双回路合用同一通道未相互隔离时的其中一个回路。油罐区、钢铁厂中可能有熔化金属溅落等易燃场所。火力发电厂水泵房、化学水处理、输煤系统、油泵房等重要电源的双回路供电回路合用同一电缆通道而未相互隔离时的其中一个回路。其他重要公共建筑设施等需有耐火要求的回路。
2.视工程的重要程度和火灾的危害深度而异确定电缆阻燃级别
对一重要重大工程用的电缆，譬如30MW以上机组，高层超高建筑，银行金融中心，大型特大型人流集散场所等，在其它因素同等条件下其阻燃级别宜偏高，偏严而且选择低烟无卤型电缆以免小不顾而乱大局，拒事故隐患与自身之外，对责任重大影响深远的工程，于私于公均属情理之中，这一点在相关国家标准中已有明确规定。
在一般项目中，使用阻燃电缆已完全满足需求,在经济允许的条件下也可以选用耐火电缆。且电缆综合管廊的主流设计多用阻燃电缆。
二、阻燃电缆的火灾危险性
1.电缆隧道火灾实例
在长江越江电缆隧道项目试验中，分层安放直径从62mm到9mm不等的聚乙烯和聚丙烯阻燃材料电缆，并用油盘做点火源，试验发现电缆能够被点燃并延燃。
2月25，柳州市柳钢（钢铁）集团公司动力厂11万伏变电站35Kv、6Kv电缆主隧道（沟）发生大火，大火共烧毁电缆28根，距离约80米左右。后经调查分析为电缆线绝缘老化对地短路、高温引燃可燃造成。
牡丹江第二发电厂1998年6月28日，因一台机的循环水电缆中间头过热引燃该电缆沟里的全部电缆，造成全厂七台机(装机客量103万千瓦)被迫停机，全厂停电的恶性事故。
2.电缆的火灾危险性
以上事故表明了：
首先，采用难燃型或阻燃电缆，仍须采取有效的防火延燃的措施。因为：阻燃电缆不能理解为具有不会着火的耐火特性。电缆材料经阻燃处理后，其热分解、引燃着火自燃起火的温度值，虽有所提高，但程度有限。另外自熄不意味着不燃，具有阻燃自熄性电缆仍可以燃烧。聚氯乙烯含有氯，硬性的能够自熄。然而在实际火灾情况下，聚氯乙烯能够燃烧，温度高时燃烧速度更快。因此，不能认为阻燃电缆在所有情况下，都能实现阻止延燃而自熄。
另外，电缆的敷设情况也会对火灾危险性造成影响。安装过程中造成的电缆损伤，电缆接头处理不当，电缆长时间故障运转以及综合管廊内的不适宜环境都会造成电缆使用年限降低，危险性增大。
三、电缆隧道的防火消防建议
1.防火构筑物
(1)分隔。防火隔墙可将长电缆隧道、电缆沟道分割成小区段, 将着火区间尽量缩小,采用耐火隔板、硅酸铝纤维毡、防火堵料、防火涂料等。防火隔墙用矿碴棉筑成,在隧道中与防火门配套使用。为了便于电缆新增与更换, 防火隔墙应简易而便于拆卸。电缆隧道里起分隔措施的电缆阻火墙厚度一般不应小于240mm，阻火墙要比电缆支架宽100mm以上，阻火墙两侧还要有不小于1000mm的阻火段，才能有效地防止电缆火灾。
(2)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,其性能与防火涂料相似。在进入柜体的电缆至终端头部分,在隔火墙两侧2～3m区域内将所有电缆涂刷三遍防火涂料或包防火阻燃带,组成综合防火分隔措施。防火涂料的阻火效果与涂层厚度和可燃质有关,因此,防火涂料的使用应与隔、堵等防火措施配合起来,才能显示它的优越性。
2.防火管理
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。及时发现电缆绝缘不良，并将它退出运行。
保证电缆预防性试验的质量。必须严格按《电力设备预防性试验规程》的要求进行。不仅试验数据要合格，而且还应对数据进行比较分析。
切实做好分隔措施，防止其它设备着火引燃电缆。当设备和系统发生故障失火时，不能让火烧到附近的电缆。
加强对电缆头的监视和管理。电缆头受多方面因素影响一般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。对那些放在电缆沟、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，以避免运行中的电缆头着火。
3.关于通风与封堵的问题
电缆隧道属地下空间，自然环境相对密闭，电缆进行时不断释放热能。为改善隧道内气候和工作环境，整个隧道内设置了必要的通风系统。设置通风系统意味着平时将电缆隧道分隔成若干段独立的防火分区，如果不采取一些措施（如封堵技术）整个隧道就只能视为一个防火分区。有资料证明，电缆起火，其传播速度就以20m/min沿着垂直和水平两个方向传播，燃烧速度惊人，整个电缆隧道内就迅速充满火灾。因此，对城市电缆隧道有必要进行合理的防火分区。
有关规范中规定，在隧道两侧安装电缆的位置，每隔75m设置一道阻火墙。本工程按规定结合安全井的位置设置阻火墙，同时在紧靠阻火墙两侧1m区段内涂加阻火腻子防火涂料，可解决电缆间的火灾窜燃，但仍没有形成一个个独立防火分区。要想实现若干个独立的防火分区，且不影响空间的畅通性，便于人员检修维护及区域通风，只有水雾封堵技术才能满足要求。
水雾封堵技术，就是利用灭火介质（水）本身进行封堵，在防火分区分隔处将来用水雾喷头特殊布置。系统动作时在区与区之间形成一道水雾墙，以达到隔火的目的。由于水雾墙是具备相当厚度的高压水雾团，它能较好地形成氧气窒息带，从而阻隔火焰传播，同时对临近的火灾具有冷却作用。这与民用消防中常用的喷淋水幕具有很大区别。
4.灭火系统选用分析
由于电缆火灾原因是复杂性多的，在工程运用中，仅采取一些被动防火措施是不够的，有必要设置主动消防设施——自动灭火系统，从而使电缆隧道的火灾处于完全监控中。常见的灭火系统有一下几种：
（1）气体灭火系统
由于卤代烷作为灭火气体已经禁用，因此气体灭火系统以二氧化碳灭火系统具有不沾污物品，没有水渍损失和不导电的优点、在相对密闭的空间内运用较多。缺点是对于电缆隧道补长距离大空间，由于长距离的气体输送将带来压力下降降及较大的蒸发量 ,使有效喷射量减少 ,故为保证整个综合管廊的消防 ,需设置较多数量的二氧化碳储存站 ,投资费用较高。故一般不采用该灭火方法。
（2）自动喷水灭火系统
自动喷水灭火系统根据其工作原理的组成部件的不同，有五种方式。其中水喷淋灭火系统和水喷雾灭火系统在工程中适用较多。水喷淋的灭火机理主要在于冷却、冲击作用，而水喷雾灭火机理则包括冷却、窒息、乳化及稀释等作用，它是以一定的强度通过水雾喷头将水雾化，以包络覆盖的方式进行灭火，具有灭火速度快，火灾扑灭后不复燃，可靠性高以及具有很好的可持续灭火能力。
（3）气溶胶自动灭火系统
气溶胶灭火主要是利用固体化学混合物 (热气溶胶发生剂 )经化学反应生成的具有灭火性质的气溶胶 ,淹没灭火空间 ,起到隔绝氧气的作用 ,从而使火焰熄灭。目前工程中大部分采用 S型热气溶胶灭火系统。该系统优点是：设置方便,灭火系统设备简单,可以带电消防。该系统缺点是：未及时更换时或药剂失效后 ,将不能正常使用; 每 5～6年需更换药剂箱 ,相应产生运行费用 ,增加管理工作。
（4）移动式水喷雾系统
移动式水喷雾系统是根据综合管廊发生火灾的特点以及可采用的扑救方式所确定的灭火系统。火灾发生时该系统利用综合管廊外部的道路上的消防设施 (消火栓 )通过综合管廊每个消防分区预留的水泵结合器进行灭火。综合管廊内部预留与水泵结合器相联的消防支管。消防支管的服务范围仅为一个防火分区 ,故消防支管的预留一般对标准断面的影响不大。该系统的特点是系统布置简单 ,对综合管廊的断面影响小 ,相对节约投资。虽不可在火灾发生的第一时间进行自动灭火 ,但对于采取了有效防火措施的综合管廊来说防火功能上满足要求。
综上所述，结合近期综合管廊主流设计，采用自动喷水灭火系统或者移动式水喷雾系统均可满足要求。但因自动喷水灭火系统相较于移动式水喷雾系统工程造价投入高，因此，可根据投入资金来选择相应的自动灭火系统。