電廠、變電所、工廠企業(yè)、高層建筑、郵電局、鐵道、船舶等場(chǎng)所。為了吸取電纜火災(zāi)事故的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),文中列舉了國(guó)內(nèi)外電纜火災(zāi)的部分典型事例。
1999年南方某電廠因高壓燃油濺落在350℃高溫閥門上而起火,燒著了平臺(tái)下的電纜并蔓延到電纜豎井,導(dǎo)致總長(zhǎng)約20km的270根電纜全部被燒壞。
2001年10月~11月,華北電網(wǎng)3座主力電廠接連發(fā)生低壓電纜著火,造成5臺(tái)200MW機(jī)組停電。
2003年12月福建某220kV變電所,室外主變220kV電流互感器A相爆炸,電纜溝起火,火勢(shì)很大,逐漸向控制室蔓延,幸虧電纜溝入控制室的洞口被封堵才使大火未能燒及主控制室,然而戶外段電纜全部燒毀。
1975年2月13日晚,座落在美國(guó)紐約市的110層411m高的"世界貿(mào)易中心"大廈第11層突然起火,燒著通訊電纜,經(jīng)由未封堵的孔洞延燃并波及動(dòng)力電纜,沿著豎井使火災(zāi)從9層直達(dá)19層,火災(zāi)中心的11層樓著火面積836m2,電話盤全部被毀;造成巨大損失。
關(guān)于電纜火災(zāi)發(fā)生的原因,可歸納為以下3個(gè)方面:
(1)屬于電纜本身的情況。如過負(fù)荷及短路電流長(zhǎng)時(shí)間作用下,電纜絕緣老化著火、電纜接頭接觸不良局部發(fā)熱導(dǎo)致著火等。
(2)屬于外部因素的情況。如含油設(shè)備的漏油著火波及電纜,工程作業(yè)中的意外失火,電纜溝散熱取防火措施等。
據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料表明,由于電纜本身原因產(chǎn)生的火災(zāi),在電纜火災(zāi)事故總數(shù)中,并不占主要比例,而電纜外部原因是多種多樣的,防不勝防。2003年調(diào)查的國(guó)內(nèi)多起電纜火災(zāi)事故中由于電纜本身故障起火延燃的占總數(shù)的24.2%;而由于外界火源引起電纜延燃的占75.8%;所以應(yīng)設(shè)法使電纜火災(zāi)蔓延受到抑制減弱或阻熄。
近年來,公共場(chǎng)所火災(zāi)中人員傷亡較大,主要原因是使用了大量的易燃可燃材料及燃燒時(shí)產(chǎn)生大量的煙霧和毒性氣體。由于中國(guó)人口眾多,公共場(chǎng)所人員密度較大,在公共場(chǎng)所火災(zāi)中80%的人員死亡是因?yàn)槲肓擞卸救紵龤怏w所致,燃燒時(shí)產(chǎn)生大量的煙霧也不利于人員的疏散。近幾年,公安部發(fā)布了強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GA306-2001《阻燃及耐火電纜:塑料絕緣阻燃及耐火電纜分級(jí)和要求》,對(duì)耐火電纜進(jìn)行了分級(jí),并對(duì)耐火電纜的發(fā)煙量及煙氣毒性作了具體的規(guī)定,進(jìn)一步完善了中國(guó)阻燃及耐火電纜的標(biāo)準(zhǔn)體系,將對(duì)
推廣和應(yīng)用阻燃、高效、無(wú)公害的阻燃、耐火電纜起到一個(gè)推進(jìn)作用。
2 電纜燃燒的特性及危害
眾所周知,物體的燃燒和延燃必須具備三要素:可燃、熱量及空氣。
(1)至今廣為應(yīng)用的各類型電纜的絕緣材料和保護(hù)層大都采用可燃的有機(jī)物,油、紙、瀝青為電纜材料的電纜雖被淘汰,但許多老廠等還在繼續(xù)使用。而聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、天然橡膠等材料的電纜在大量使用,這些材料的氧指數(shù)都在19或以下,一般在300℃~400℃即能引燃。并且燃燒時(shí)發(fā)熱量比同等重量的煤炭還要大,所以,采用這些材料制作的電纜一旦著火就將不能自熄而延燃,這是導(dǎo)致電纜火災(zāi)的蔓延擴(kuò)大的主要原因。
(2)電纜著火燃燒時(shí)產(chǎn)生大量煙氣中的有毒氣體達(dá)到一定濃度時(shí),就會(huì)損害人體健康以致喪命。
(3)電纜著火后迅速自熄,幾乎未釀成事故的實(shí)例也存在,但這主要與電纜型式、數(shù)量、布置層次數(shù)及環(huán)境條件等因素有關(guān)。
(4)采取舊標(biāo)準(zhǔn)對(duì)單根聚氯乙烯電纜所作燃燒試驗(yàn)顯示不出延燃性,但在多根電纜群體敷設(shè)的大規(guī)模情況下,一旦電纜著火,由于電纜相互供給燃燒質(zhì)造成大范圍的高溫,致使電纜形成延燃不會(huì)自熄,在供給相同空氣量的情況下,水平敷設(shè)比垂直敷設(shè)時(shí)的延燃速度及火焰?zhèn)鞑ニ俣纫⌒?/p>
3 國(guó)內(nèi)外電纜防火阻燃措施
目前國(guó)內(nèi)外電纜防火阻燃措施可歸納為3種:①采取措施防止電纜著火、著火后不延燃;②沿電纜路徑或易燃區(qū)段采取有效的防堵消防措施;③使電纜本身難燃化。
日本、前蘇聯(lián)、美國(guó)等國(guó)家對(duì)電纜防火阻燃采取的措施為:使電纜火災(zāi)延燃受到抑制并達(dá)到自熄或全部采用阻燃或耐燃電纜。許多國(guó)家普遍推廣不延燃電纜。
中國(guó)在使電纜難燃化方面雖然起步較晚,但發(fā)展迅速,許多電纜廠成功地研制了難燃電纜,并已在治金、電力、化工等行業(yè)得到了應(yīng)用。但該類電纜僅為6kV及以下的電力電纜和控制電纜應(yīng)用較多。
4評(píng)估電纜防火阻燃的方法
關(guān)于電纜防火阻燃的評(píng)估,至今還無(wú)法單純以理論計(jì)算來描述其定量關(guān)系,一般采取基本相似于實(shí)際使用條件的試驗(yàn)方式來判斷幾個(gè)國(guó)家先后制定了一些標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法,可歸納為以下4種。
(1)材料的氧指數(shù)法
此法的原理是將一定數(shù)量尺寸的試料放入特制的容器中,由充滿氮?dú)忾_始,逐步輸入氧氣,在不同的氧氣含量下,用規(guī)定方式點(diǎn)火,剛剛能使容器內(nèi)試料發(fā)生平穩(wěn)燃燒時(shí)的氧氣含量就稱為材料的氧指數(shù)。
用此方法測(cè)定的氧指數(shù)越高,意味著材料難燃性越好。日本規(guī)定難燃性等級(jí)為一級(jí)氧指數(shù)大于30,二級(jí)為27~30,三級(jí)為24~27,四級(jí)為21~24,五級(jí)為21及以下,由氧指數(shù)判別難燃性能已在中國(guó)廣泛采用。
(2)單根電纜不延燃性標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)法
此法是將一段被試單根電纜懸置于專用燃燒器內(nèi),使作用于電纜處的火焰溫度達(dá)到一定值(超過引燃溫度),持續(xù)數(shù)分鐘后撤除火源,再觀察被試電纜是否自熄。
此法是國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)于1979年修訂的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法IEC332-1,中國(guó)參照該方法也制定了國(guó)標(biāo)GB-2651.16-82不延燃試驗(yàn)方法。
(3)成束電纜的耐燃性標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)法
該方法與單根電纜不延燃標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)法基本原理相同,而且基本上能反映工程實(shí)際特征。
一些中國(guó)電纜廠家已建成仿照IEC382-2新標(biāo)準(zhǔn)和IEEC-383、ICS-366標(biāo)準(zhǔn)的整套試驗(yàn)裝置。浙江省電力局在1980年組織了模擬電纜隧道、電纜豎井與電纜夾層的試驗(yàn),并得到比較可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
(4)電纜貫穿孔洞阻燃性考核標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)法
美、前蘇聯(lián)、日各國(guó)對(duì)電纜貫穿孔洞所用封堵材料的阻燃性,都制定了標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法,中國(guó)浙江省電力局也曾作過類似試驗(yàn),其特點(diǎn)為,在特制的加熱爐中,按標(biāo)準(zhǔn)溫度曲線規(guī)定的"時(shí)間-溫度"變化速度加溫作用于被試電纜一端的爐壁貫穿電纜的封堵處理方式,經(jīng)1~3h的加溫后,觀察爐外電纜段是否不燃或完好,以判別封堵材料的耐燃特性。