电缆接头火灾防控.pdf

通向消防界的窗口中国消防人网站http:/ 1 论电缆接头火灾的防控 代恒伟 攀枝花市新钢钒股份有限公司动力厂供电车间 6 1 7 0 6 2 摘要针对电缆中间接头的灭火和防火文中提出了一种解决方案并对其应用进行探讨关键词 火灾 中间头 灭火袋 1.火灾概述 火灾的发生是一个很偶然的事件也许十年也许二十年没人知道它会在什么时间什么地点出现由于在时间和空间上的不确定性一起火灾可能造成的损失在其初始阶段是未知的常规的划分隔火区域属于从空间上进行火灾防控但受现场条件的限制实际操作起来并不可能划分得很清楚火势容易蔓延开来从另一方面看由于事故损失随时间推移成倍增长所以在时间上控制住火势显得尤为重要 电缆火灾作为一种典型的固体火灾其特点在于电缆线路的分布范围点多面广有的地段拥挤不堪散热条件差极易造成火势扩大周围电缆均为带电设备容易引起事故的连锁反应电缆本身不易燃可一旦着火后火势凶猛延燃迅速由于着火时产生大量烟气和热量隧道工作面窄扑救困难并对低压电气设备有二次危害燃烧持续时间长损失严重恢复时间长在所有固体火灾防治的研究中以电缆防火作为原型进行研究具有一定的代表性 同其它火灾一样由于电缆火灾发生的不确定性对其进行全天候全方位地防控是不经济的也是不现实的实际操作起来在各环节中还会出现很多漏洞从电缆火灾形成的内部原因来看根据运行经验电缆本体短路电击穿的机率不大于 20%由此引起的火灾概率更小绝大部分的火灾是由于电缆接头运行长时间过热击穿短路放炮起火造成火势蔓延所以接头可以看作是电缆线路上的重点火险隐患对接头火灾的防控成为对整个电缆火灾防控的重通向消防界的窗口中国消防人网站http:/ 2 中之重通过对各个点的控制可以有效保护全线大幅降低火灾扩大事故的形成机率实际操作起来也容易得多 2.防火现状 2.1 目前所采取的针对接头的防火措施有防火带防火泥防火隔板防火涂料灭火手段分为常规火灾扑救自动灭火系统辅助监测手段有:在线温度传感器火灾烟雾温度报警装置等 2.2 从应用效果来看防火带防火泥防火涂料等固定防火措施在接头短路放炮时防火效果将明显下降 2.3 防火隔板槽盒在一定程度上可以抑制火势蔓延同时存在的问题在于 2.3.1 接头短路放炮时有可能将隔板炸穿或炸裂若火焰不能自行熄灭将会引燃上层支架的电缆 2.3.2 即便放炮未对隔板造成直接破坏在火焰的直接烘烤下槽盒有可能发烟焦化甚至穿火上层电缆仍可能被引燃 2.3.3 槽盒如果完全密封将会严重影响接头散热不利于长期运行如果不密封火会沿电缆传播有实验数据表明接头起火后延水平方向可以大约5cm/min 的速度传播在一定风速的影响下这一传播速度会明显加快而在竖井中的传播速度会提高到 2.73.2 倍 由此看出上述防火手段的使用受现场条件及事故破坏的影响功能发挥不可靠且不具备灭火功能所以在接头放炮起火后第一时间进行灭火是完全必要的它可以控制火势的进一步蔓延从最大限度上降低火灾扩大事故的发生机率 2.4 常规火灾扑救一般分为三步发现火情运送灭火剂现场扑救由于上述各环节受各类外在因素影响往往延误灭火最佳时机造成损失扩大如烟雾通向消防界的窗口中国消防人网站http:/ 3 报警装置的误报或长期闲置不用形同于摆设往往真正出现火警时并不能可靠报警造成火势蔓延运送灭火剂或消防给水如不能及时充足地供应也耽误抢险时间受现场各种条件的影响如生产车间地下工程和高层建筑即使灭火剂到位后也无法迅速开展扑救工作鉴于上述原因小火随时间的推移容易发展为大火并造成重大经济损失 2.5 现有的火灾自动防范措施前期首先依赖于火灾烟雾温度报警装置准确发出火警信息再启动自动喷水灭火系统这一系列设施有的部分由于长时间不使用设备工作环节多或者在火灾事故中供电电源一旦中断设备可靠性不高二氧化碳灭火系统除上述缺陷外在平时如果误启动可能对附近人员造成伤害故安全性得不到保障以上设备成本及维护费用偏高误报率高不适宜工业场所广泛采用 3.解决方案 故在此提出一种解决方案基于火险隐患现场第一时间就地自动灭火将火灾事故消灭在萌芽状态 为解决火险隐患部位的自动灭火本设计所采用的具体技术方案是 一种自动灭火装置包括一个塑料膜外层内部装填泥沙将该自动灭火装置垂直悬挂于火险隐患的上方火险隐患放置于隔火板上火险隐患与相邻设备连接如图 1 当火险隐患在任意时间起火火苗触及塑料膜外层塑料膜外层熔融滴落泥沙靠重力随之落下以隔火板为底面形成一个锥体将火险隐患全部覆盖把可燃物与火焰氧气隔离开来通过窒息终止燃烧同时与相邻设备隔离达到灭火与隔火的目的杜绝火势蔓延从而保护相邻设备 泥沙的数量以落下后能够完全覆盖火险隐患为宜泥沙和塑料膜外层所构通向消防界的窗口中国消防人网站http:/ 4 成的整体在隔火板上的投影面积应明显大于火险隐患在隔火板上的投影面积 塑料膜外层的厚度以能够长期承载泥沙的重量而不会自然破裂为宜如火险隐患面积较大相应要求塑料膜外层面积较大则可用金属网格安装于塑料膜外层下方网格以其它固定部件为支撑辅助承载泥沙的重量塑料膜外层与火险隐患的距离以初始火灾的火苗能够在短时间内将塑料膜外层烧化为宜 为防止平时泥沙遇风尘土飞扬可将泥沙全部密封包装在这里隔火板可以理解为是地板相邻设备可以理解为是其它可燃物品泥沙可以理解为是不可燃或难燃的粉末或颗粒物质 该装置除了应用于火险隐患的定点灭火也可用于同一建筑物内几个防火区域之间的隔火包括竖井的封堵 4.应用研究 4.1 安装参数的调整 4.1.1 塑料膜的厚度 当然是越薄越好这样在起火烧灼时能够在最短时间内烧穿泥沙落下覆盖但虑及塑料膜的厚度要能够长期承载泥沙的重量而不会自然破裂要求越厚越好所以这之间必然要找到一个平衡点并涉及到材料方面的问题 4.1.2 塑料膜与接头的距离 距离不能太近否则会阻碍泥沙的自由落体运动不能够很好地散开起不到灭火效果同时距离又不能太远这样将延长塑料膜的烧穿时间起不到迅速灭火的效果 4.1.3 灭火袋的重量底面积大小 即泥沙的数量太少不能有效灭火过多则显得没有必要而且占据太大空间在现场实际安装会有困难 上述三项参数本身的选取和调整首先要以接头的大小为依据找出一个基本值或经验值 在结合考虑三者间的相互关系时 如图 2 可能还要作进一步调整通向消防界的窗口中国消防人网站http:/ 5 由此制定相应的设计安装规范 4.2 泥沙潮湿度 通过系列模拟实验对灭火袋烧穿过程有了新的认识包裹在泥沙外面的塑料膜并不如单纯的塑料膜那么容易烧穿这是因为在火焰的烘烤下泥沙通过塑料膜热传递直接吸收热量一定时间后泥沙温度也升高在内外高温的作用下塑料膜才可能熔融承受不住泥沙的重力而破裂此次实验烧穿过程花了大约 30 秒时间如果泥沙潮湿这一时间还会延长所以应尽量选用干燥的泥沙但从另一角度看泥沙受潮并不会对灭火产生影响这是因为受潮的泥沙需要吸收更多的热量使烧穿时间延长同时热量也不易向周围扩散即火焰不会向周围扩散所以在灭火时间上不会出现错位 单独的塑料膜一点即燃但其燃烧的热值较低不会引燃具有一定阻燃性的电缆外护套而且正如实验中表明与泥沙相互依托的塑料膜不易燃所以大可不必担心灭火袋顶部和侧面的塑料膜被引燃而助燃电缆 4.3 灭火袋防爆问题 这是在电缆防火中不可回避的首要问题电缆接头防火必须先防爆接头在运行中放炮的威力到底有多大到目前为止还很少有人亲身经历过但根据多次的经验可以先行预测电缆接头放炮的发展过程首先接头运行温度升高绝缘程度急剧下降单相接地拉弧使得内部绝缘层中难燃的高分子聚合物热分解为可燃的低分子物质这为后面的燃烧创造了物质条件35kv 单芯电缆拉弧时间更长进一步发展成相间短路接头炸开弧光引燃可燃物一旦接头内部暴露于空气中由于氧气的大量介入形成燃烧迅速的链锁反应 有实例表明爆炸瞬间产生的电弧能穿透薄钢板冲击力较强然而面对柔软的沙袋而且有相当的厚度与重量体积至少在冲击的瞬间很难对灭火袋的通向消防界的窗口中国消防人网站http:/ 6 顶部和侧面的塑料膜造成直接破坏将灭火袋全部掀开的可能性更小大多数灭火袋的上部还有电缆支架和电缆阻挡如此分析爆炸不会造成泥沙四处飞散由于这部分塑料膜不需要烘烤可适当增加厚度以保证在冲击作用下根本不会破裂使袋中泥沙保持完整从而保证了灭火剂的完好与充足反过来看在高温电弧的冲击下爆炸最大可能直接造成灭火袋底部的塑料膜破坏这样反而省去了烧穿所耗费的时间泥沙落下迅速灭火如有余火又将继续烧穿过程 由此可见爆炸对灭火袋的使用不会有根本的影响只是在实践运用中要确定灭火袋中泥沙的最基本用量并考虑对灭火袋捆绑固定能抵御住冲击力的考验不致产生整体位移 5.效果分析 5.1 实施这一灭火装置可以弥补现有灭火扑救工作中的一些不足 5.1.1 由于未及时发现初起火灾并扑救而造成的扩大事故 5.1.2 即使发现了早期火灾的部位但由于没有足够的灭火剂或补充不及时延误最佳灭火时机而造成火势蔓延 5.1.3 即便灭火剂到位受建筑物现场地形条件的限制及火灾热辐射烟雾能见度对人体的影响使灭火工作未能迅速全面地展开而造成的火势扩大 5.2 实施这一构想的优势还在于 5.2.1 同别的灭火剂相比泥沙的性能稳定长久储存不会失效塑料膜在常温下极难自然分解性质稳定即使一定时间后破裂造成泥沙散落也不会对电缆接头安全运行产生任何负面影响可重新包装后使用也可定期更换包装同样道理一次灭火后泥沙仍可作为灭火剂回收再利用 5.2.2 尤其适用于生产车间地下工程和高层建筑等地形复杂的隐蔽场所初起火通向消防界的窗口中国消防人网站http:/ 7 灾的自救 5.2.3 常规手段灭火后现场一片混乱本装置灭火后能保持完整的初始火灾原貌便于从内部分析起火原因更好地对设施内部起火进行防范 5.2.4 火灾的复杂性 随机性可能造成有些初起火灾不能马上被灭火袋完全扑灭鉴于起火点最核心部位的大部分火势已控制住伴随着火场温度的降低余火可能自熄或者为下一步扑救赢得宝贵时间降低灭火难度和工作量 5.3 本设计显著的特点 灭火机理工艺流程 灭火有效性 成本低廉安装简便安装方式灵活维护工作量少使用寿命长 使用广泛性 无需电力或人为控制 中间环节少 全天候工作动作迅速不受外在因素干扰第一时间灭火一步到位 可靠性 清洁无污染 不会对设备造成二次伤害 不会扩大扑救范围对人身无伤害 安全环保性 可将事故损失基本控制接近零 灭火成本最低投入产出比高 经济性 6.结语 电缆火灾属于人为灾害的一种不能等同于天灾从理论的角度上讲人为灾害都是可以预防的安全工程学把事故前预防作为重点正是基于人为灾害是可以预防这一基本点上的尽管实际上要预防全部人为灾害是困难的但是完全可以通过有效的技术手段使火灾事故发生率无限趋近于零为此还必须从人和物两方面原因进行探讨并始终把事故前预防作为重点 通向消防界的窗口中国消防人网站http:/ 8 图 1 塑料膜的厚度 灭火袋的重量底面积大小 塑料膜与接头的距离 图 2