引言

 

随着火力发电厂机组容量的不断增加和自动化水平的逐步提高，电缆的使用也越来越多。根据相关数据，200MW发电机组有200种电缆～300公里。由于电缆长度的增加，发生火灾事故的概率也相应增加。近年来，电缆火灾事故频发。由于防火措施不完善，火灾蔓延迅速，火势凶猛，难以扑灭。火力发电厂一旦发生电缆火灾，将造成严重损失，不仅直接烧毁大量电缆设备，而且停电维修时间长，严重影响工业生产和居民生活用电。据有关部门统计，我国多起电缆火灾事故中直接间接损失巨大。目前，在建和运行的火力发电厂使用的操作、控制、信号和电力电缆数量显著增加，大部分仍使用易燃电缆，电缆防火问题尤为突出。

 

1电缆着火的危害

 

电缆由导电芯线包裹在绝缘层中，加上金属或非金属保护层。绝缘层主要包括油浸绝缘层、橡胶绝缘层、塑料绝缘层和无机绝缘层，由纸、布、面纱、塑料、橡胶等可燃材料组成。一般来说，电缆以爆炸的形式燃烧。电缆着火后，火沿电缆线线性燃烧。如果多层电缆或电缆交叉重叠，将形成三维燃烧，火势更快。一旦电缆爆炸，即使停电，火势也难以控制。

 

受空间限制，火电厂的电缆一般敷设在电缆沟和电缆夹层内，电缆沟用盖板覆盖。电缆沟经常有虹吸效应。电缆一旦着火，燃烧速度会很快，甚至烧毁同一沟敷设的其他高压电缆、低压电缆和光缆，造成突然停电。电缆连接工艺复杂，维修时间长，对设备运行造成严重隐患，造成巨大的直接和间接损失，严重时造成全厂停电事故，甚至造成人员伤亡。

 

2019年，一家电厂发生高压电缆火灾事故，导致机组被迫停止运行。经分析核实，机组5热网泵电缆油纸绝缘层老化，绝缘性能降低，短路故障火灾，导致电缆沟局部火灾，大量电缆烧毁。

 

电缆故障引起的火灾导致大面积电缆烧毁，被迫停机，短时间内无法恢复生产，造成重大经济损失。通过事故分析，电力电缆为油浸纸绝缘铝芯电缆，已运行近30年，存在长期运行绝缘老化隐患，油浸纸绝缘电缆易燃。虽然电厂采取了涂防火涂料、加强温度测量频率等措施，但未能及时安排更换计划，隐患尚未得到根本解决。

 

2.电缆着火的特点

 

电线电缆在火灾中的主要特点有：火灾温度一般为800℃～1000℃，在火灾情况下，电线电缆迅速失去绝缘能力，造成短路等次生电气事故，造成更大损失；电线电缆在规定允许载流下过载能力大；短路时，电线电缆会立即导致绝缘材料熔化燃烧，点燃周围可燃物。

 

电缆燃烧过程：橡胶和塑料绝缘电线电缆，其燃烧过程为：冷起燃→自身延燃→火焰熄灭。

 

在加热阶段，由于加热，聚合物的温度升高，机械强度降低，然后软化，变成粘性类似的胶体物质，分子之间的键断裂和聚集。在缺氧的情况下，聚合物不会燃烧。当聚合物由于加热分解而产生的可燃气体与空气混合达到可燃浓度范围时，即发生火灾，燃烧热提高气体、液体和固体的温度，维持燃烧。电缆敷设结束时，电线架上的绝缘层是可燃橡胶、聚氯乙烯等碳氯聚合物有机化合物；电线、电缆铜芯熔点约1038℃，事故烟雾较大，难以观察火源，事故处理非常困难。

 

3.电缆着火原因分析

 

电缆着火的原因可以概括为两个方面。一是由于电缆本身。如过载、短路电流长时间，电缆绝缘老化着火，电缆接头接触不良导致局部发热着火:电缆中间接头生产质量差，压接头不紧，接触电阻过大，长期运行导致电缆头过热烧穿绝缘。二是外部因素。如含油设备漏油着火影响电缆，外力破坏着火，电缆沟散热防火措施不当等。

 

3.1电缆连续工艺差差

 

通过多次事故分析，发现电缆沟内火灾的主要原因是电力电缆接头生产质量差。施工过程中，部分电缆技术人员技能水平不高，工艺操作不严格，施工过程中杂质和污垢未有效清理，导致接头生产质量差、压接不紧，绝缘套管中管与管之间有空气，导致电缆与相关附件接触不良，接触电阻过大。电缆长期运行或受到高压、大电流的冲击后，绝缘不同程度老化，绝缘层在运行过程中被击穿，产生电弧，最终导致电缆爆炸和火灾。

 

3.2电缆敷设不符合标准标准

 

电缆敷设时，未严格按照国家规定、操作规范和工艺进行施工，出现敷设不规则、任意交叉、敷设间距不足等问题；电缆沟布置不合理，电力电缆和控制电缆未分层敷设。此外，在电缆敷设过程中，接地线焊接不牢固，接触不良，电阻值过大，导致电缆接地故障电流小于正常短路电流。当接地或短路故障发生时，继电保护不动作，也会导致电缆过流，导致电缆过热和自燃。

 

3.3电缆绝缘层损坏

 

未严格按照操作规程和工艺要求进行施工。电缆敷设时，由于刮擦、碰撞、压力和扭曲，电缆外保护层损坏，半导电颗粒和砂颗粒也可嵌入绝缘中，进水受潮。绝缘层在运行过程中可能被击穿，产生电弧并引起燃烧。

 

3.4运行维护不力

 

由于电力电缆检查制度不完善或执行过程偏差，电缆运行多年未进行预防性检测，不能及时发现和消除火灾隐患。有些电缆长期满负荷或经常超负荷运行，导致温升过高。由于操作人员误操作或非法操作，短路或过载使电缆热量翻倍，导致绝缘、损坏和火灾，操作管理不当引起火灾。

 

4.电缆防火措施

 

建立预防为主、消防结合的方针，提前预防，从根本上防止电缆火灾事故，尽量减少电缆火灾事故和损失。

 

首先，在设计中，根据负荷合理选择电缆，对高压三相平衡分布负荷，尽量留有电缆容量的空间。耐火电缆和阻燃电缆优先。二是加强电缆头生产质量管理，严格控制电缆头生产材料和工艺质量。电缆终端和中间接头应采取防火措施，以确保电缆着火时不会点燃相邻电缆。三是电缆布置要严格按照国家规范的要求，分层布置，严禁交叉，敷设时严禁破坏电缆绝缘。一次、二次电缆应分别敷设在不同的电缆沟内，沟内通风、散热应良好，并远离高温物体。四是在电缆表面涂上阻燃剂或耐火添加剂。在燃烧反应的热作用下，位于凝结相的阻燃剂分解吸热，减缓凝结相内温度的升高，延缓材料的热分解速度；阻燃剂加热分解后，释放连锁反应自由基阻断剂，中断火焰和连锁反应的分支，减缓气相反应速度。五是开展高压电缆试验，严格执行试验周期和试验标准。定期检查电缆连接的开关和保护装置，确保其起到过流过压保护的作用。并定期对试验数据进行比较分析，判断电缆是否符合继续运行的要求。六是加强电缆线路检查，及时清理电缆沟、盖板上堆积的杂物，及时清除电缆及周围的油、粉、水，保持电缆通风。七是安装感温测温预警系统。

 

只要采用合格的防火材料和阻燃电缆，严格按照设计要求，按照工艺标准施工，合理布局，做好实施监测，就可以大大减少电缆火灾事故，减少生命财产损失，确保火电厂的安全稳定运行。

 

5结论

 

电缆火灾影响范围大，恢复周期长，必须高度重视。火电厂应配备电缆火灾自动报警装置，完善防火隔断措施，增加灭火弹的密度，实现火灾时的防火阻断效果。此外，还需要配备灭火设备、空气呼吸器、防毒面具等防护设施，以确保救援时的人身安全。从电缆路径设计、铺设方法、材料选择及工艺等方面采取防治措施，降低电缆着火的概率。电缆着火时，工作人员通过安装的监控系统和预警系统及时准确地判断着火点，并首次采取有效措施，减少设备损坏和经济损失。