1、電纜隧道內(nèi)火災(zāi)的分析
電力線路起火的原因主要有以下幾方面：
①漏電火災(zāi)
所謂漏電，就是線路的某一個(gè)地方因?yàn)槟撤N原因(自然原因或人為原因，如風(fēng)吹雨打、潮濕、高溫、碰壓、劃破、磨擦、腐蝕等)使電線的絕緣或支架材料的絕緣能力下降，導(dǎo)致電線與電線之間(通過損壞的絕緣、支架等)、導(dǎo)線與大地之間(電線通過水泥墻壁的鋼筋、馬口鐵皮等)有一部分電流通過，這種現(xiàn)象就是漏電。當(dāng)漏電發(fā)生時(shí)，漏泄的電流在流入大地途中，如遇電阻較大的部位時(shí)，會(huì)產(chǎn)生局部高溫，致使附近的可燃物著火，從而引起火災(zāi)。此外，在漏電點(diǎn)產(chǎn)生的漏電火花，同樣也會(huì)引起火災(zāi)。
②短路火災(zāi)
電氣線路中的裸導(dǎo)線或絕緣導(dǎo)線的絕緣體破損后，火線與鄰線，或火線與地線(包括接地從屬于大地)在某一點(diǎn)碰在一起，引起電流突然大量增加的現(xiàn)象就叫短路，俗稱碰線、混線或連電。由于短路時(shí)電阻突然減少，電流突然增大，其瞬間的發(fā)熱量也很大，大大超過了線路正常工作時(shí)的發(fā)熱量， 并在短路點(diǎn)易產(chǎn)生強(qiáng)烈的火花和電弧， 不僅能使絕緣層迅速燃燒， 而且能使金屬熔化，引起附近的易燃可燃物燃燒，造成火災(zāi)。
③過負(fù)荷火災(zāi)
所謂過負(fù)荷是指當(dāng)導(dǎo)線中通過電流量超過了安全載流量時(shí)，導(dǎo)線的溫度不斷升高，這種現(xiàn)象就叫導(dǎo)線過負(fù)荷。當(dāng)導(dǎo)線過負(fù)荷時(shí)，加快了導(dǎo)線絕緣層老化變質(zhì)。當(dāng)嚴(yán)重過負(fù)荷時(shí)，導(dǎo)線的溫度會(huì)不斷升高，甚至?xí)饘?dǎo)線的絕緣發(fā)生燃燒，并能引燃導(dǎo)線附近的可燃物，從而造成火災(zāi)。
④接觸電阻過大火災(zāi)
眾所周知：凡是導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線與開關(guān)、熔斷器、儀表、電氣設(shè)備等連接的地方都有接頭，在接頭的接觸面上形成的電阻稱為接觸電阻。當(dāng)有電流通過接頭時(shí)會(huì)發(fā)熱，這是正?，F(xiàn)象。如果接頭處理良好，接觸電阻不大，則接頭點(diǎn)的發(fā)熱就很少，可以保持正常溫度。如果接頭中有雜質(zhì)，連接不牢靠或其他原因使接頭接觸不良，造成接觸部位的局部電阻過大，當(dāng)電流通過接頭時(shí)，就會(huì)在此處產(chǎn)生大量的熱，形成高溫，這種現(xiàn)象就是接觸電阻過大。在有較大電流通過的電氣線路上，如果在某處出現(xiàn)接觸電阻過大這種現(xiàn)象時(shí)，就會(huì)在接觸電阻過大的局部范圍內(nèi)產(chǎn)生極大的熱量，使金屬變色甚至熔化，引起導(dǎo)線的絕緣層發(fā)生燃燒，并引燃燒附近的可燃物或?qū)Ь€上積落的粉塵、纖維等，從而造成火災(zāi)。電纜隧道一旦著火， 將會(huì)造成一定的損失， 主要可分為財(cái)產(chǎn)經(jīng)濟(jì)損失和人身安全方面的損失。
電纜隧道的火災(zāi)發(fā)生后，其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失主要為電力電纜本身的損失、停電造成的外部經(jīng)濟(jì)損失，以及電纜隧道內(nèi)其它線纜過火造成的損失。
對于高電壓等級的電纜其覆蓋面積大，一旦失火后將會(huì)造成相關(guān)地區(qū)停電，重則由于短路造成整個(gè)供電系統(tǒng)的崩潰，造成巨大的損失。故對于電纜隧道內(nèi)部采取有效的工程措施及設(shè)置必要的有連續(xù)熱電偶溫度監(jiān)測的消防監(jiān)控系統(tǒng)和適當(dāng)?shù)臏缁鹣到y(tǒng)是非常必要的。
2、電纜隧道內(nèi)的消防系統(tǒng)的設(shè)置
對于密閉環(huán)境內(nèi)的電氣火災(zāi)若采用自動(dòng)滅火系統(tǒng)，一般可采用的滅火措施有：氣體滅火、氣溶膠滅火、超細(xì)干粉滅火和水噴霧滅火。其中氣體滅火包括二氧化碳、賽龍滅火等。由于長距離輸送氣體將帶來壓力下降及較大的蒸發(fā)量，使有效噴射量減少，故為保證整個(gè)電纜隧道的消防，需設(shè)置較多數(shù)量的二氧化碳儲(chǔ)存站，投資費(fèi)用較高。故一般不采用該滅火方式。本文只針對氣溶膠滅火系統(tǒng)、自動(dòng)水噴霧系統(tǒng)、超細(xì)干粉滅火的優(yōu)缺點(diǎn)及投資、維護(hù)成本進(jìn)行比較。
①氣溶膠滅火系統(tǒng)
氣溶膠滅火裝置按產(chǎn)生氣溶膠的方式可分為熱氣溶膠和冷氣溶膠。目前國內(nèi)工程上應(yīng)用的氣溶膠滅火裝置都屬于熱型，冷氣溶膠滅火技術(shù)尚處于研制階段， 無正式產(chǎn)品。熱氣溶膠以負(fù)催化、破壞燃燒反應(yīng)鏈等原理滅火。氣溶膠與鹵代烷類和惰性氣體類哈龍?zhí)娲夹g(shù)不同，普通型的氣溶膠滅火后有殘留物，屬非潔凈滅火劑，而新一代 S型氣溶膠具有較高的潔凈度。由于不同企業(yè)采取的藥劑配方不同，有些非潔凈的氣溶膠噴灑后的殘留物的性質(zhì)也不相同。熱氣溶膠屬于全淹沒系統(tǒng)，在控制火源的情況下逐步全淹沒式滅火，使人員有足夠的時(shí)間進(jìn)行疏散逃生，適用于變配電間、發(fā)電機(jī)房、電纜夾層、電纜井、電纜溝等無人、相對封閉、空間較小的場所，適用撲救生產(chǎn)、貯存柴油(-35號(hào)柴油除外)、重油、潤滑油等丙類可燃液體的火災(zāi)和可燃固體物質(zhì)表面火災(zāi)。氣溶膠是以固態(tài)形式存放的，且自身又不具有揮發(fā)性，所以不會(huì)存在泄露問題等問題，據(jù)有較長的保存年限，對保護(hù)區(qū)的設(shè)施也能便于時(shí)時(shí)監(jiān)控。
目前在電纜隧道內(nèi)應(yīng)用較多的是S型氣溶膠滅火裝置。S型氣溶膠為第三代氣溶膠滅火系統(tǒng)，主要由鍶鹽作主氧化劑，鍶離子不吸濕，不會(huì)形成導(dǎo)電溶液，不會(huì)對電器、電纜等造成損壞。
②自動(dòng)水噴霧滅火系統(tǒng)
水噴霧滅火系統(tǒng)由水源、供水設(shè)備、管道、雨淋閥組、過濾器和水霧噴頭等組成，向保護(hù)對象噴射水霧滅火或防護(hù)冷卻的滅火系統(tǒng)。水噴霧滅火系統(tǒng)與雨淋噴水滅火系統(tǒng)、水幕系統(tǒng)的區(qū)別主要在于噴頭的結(jié)構(gòu)和性能不同。它是利用水霧噴頭在較高的水壓力作用下，將水流分離成細(xì)小水霧滴，噴向保護(hù)對象實(shí)現(xiàn)滅火和防護(hù)冷卻作用的。水噴霧滅火系統(tǒng)用水量少，冷卻和滅火效果好，使用范圍廣泛。水噴霧滅火系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了用水撲救油類和電氣設(shè)備火災(zāi)，并且克服了氣體滅火系統(tǒng)不適合在露天的環(huán)境和大空間場所使用的缺點(diǎn)。
水噴霧滅火系統(tǒng)，用于滅火時(shí)的適用范圍為：撲救固定火災(zāi)、閃點(diǎn)高于60℃的液體火災(zāi)和電氣火災(zāi)；用于防護(hù)冷卻時(shí)的適用范圍為：對可燃?xì)怏w和甲、乙、丙類液體的生產(chǎn)、儲(chǔ)存裝置或裝卸設(shè)施進(jìn)行防護(hù)冷卻。設(shè)置水噴霧滅火系統(tǒng)，應(yīng)考慮保護(hù)對象的種類、可燃物的性質(zhì)(著火點(diǎn)、比重、粘度、混合性能以及水溶性等)，以及保護(hù)對象周圍環(huán)境等因素。
采用自動(dòng)水噴霧滅火系統(tǒng)時(shí)綜合電纜隧道工程需設(shè)置消防水泵房以及消防管道、 部分電氣設(shè)備以及部分自動(dòng)化控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)時(shí)監(jiān)控和有效降低火災(zāi)現(xiàn)場的火場溫度。其缺點(diǎn)是電纜隧道內(nèi)部預(yù)留的消防主干管和每個(gè)消防分區(qū)的的消防支管的管位。消防主干管以及消防分區(qū)的消防支管的管位預(yù)留通常會(huì)增大電纜隧道的斷面尺寸，增加工程投資。
③超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)
超細(xì)干粉是特別細(xì)的粉體，其平均粒徑10微米左右。粉體無定性的化學(xué)式及其它特性，可以作為各行各業(yè)中的粉體類產(chǎn)品形象詞。如:干粉滅火劑中有超細(xì)干粉滅火劑。以磷酸銨鹽類基料的超細(xì)粉體不僅可以撲滅有焰燃燒， 而且還可以撲滅一般固定物質(zhì)的表面燃燒(陰燃)。超細(xì)粉體晶體與灼燒物質(zhì)表面接觸時(shí)，發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生的磷酸(HPO3)或聚磷酸氨在固體表面的高溫作用下被熔化并形成一個(gè)玻璃狀覆蓋層,并滲透到燃燒表面的孔內(nèi)。這層玻璃狀覆蓋層將固體表面與周圍空氣的氧隔開，使燃燒窒息。
超細(xì)粉體滅火劑的基料在火焰的高溫下發(fā)生一系列的分解反應(yīng)， 分解反應(yīng)產(chǎn)生的一些不活性體如二氧化碳、水蒸氣等，可吸收火焰的部分熱量，并對燃燒區(qū)的氧濃度稀釋，從而起到冷卻和窒息作用。使用超細(xì)粉體滅火時(shí)，大量的粉末以霧狀形式噴向火焰，當(dāng)與火焰相混合，可以降低殘存火焰對燃燒物表面的熱輻射。磷酸鹽等混合物還具有導(dǎo)致碳化的作用，它附著于燃燒物表面炭化。炭化層是熱的不良導(dǎo)體，可使火焰的溫度降低，使燃燒過程變的緩慢。這些作用是超細(xì)粉體滅火劑附加的對熱的輻射遮隔。
超細(xì)粉體滅火的原理與常用的ABC滅火劑相似，但滅火效能卻能達(dá)到普通干粉滅火劑的6~10倍。這是因?yàn)槌?xì)粉體滅火劑滅火組分的粒徑比常用的干粉滅火劑粒徑小得多。
3、三種自動(dòng)滅火系統(tǒng)的對比
綜合上述分析可知，水噴霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)需要設(shè)置一定數(shù)量的泵站和消防管線系統(tǒng)，對空間要求較高，且投資較大；氣溶膠和超細(xì)干粉自動(dòng)滅火系統(tǒng)安裝空間小，工程投資相近，根據(jù)《城市電力電纜線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定(DL/T5221-2016)》要求，工程實(shí)踐中的電纜隧道艙內(nèi)采用超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)最為常見。設(shè)計(jì)滅火密度、設(shè)置間隔等可通過計(jì)算確定為。同時(shí)，在每個(gè)防火分區(qū)內(nèi)防火門、人孔等位置以及間隔30m配置充裝量3kg手提磷酸銨鹽干粉滅火器2具。
作者：清風(fēng)
