（杭州市供电公司 浙江杭州 311200）
摘要：变电站地下电缆通道是城市下方基础管线系统的重要祖成之一，不但关系到城市的正常供电，还涉及城市安全及公共财产，因此变电站地下电缆通道防火一直是行业研究的重点。本文对变电站地下电缆通道的防火进行研究，从电缆本身、电缆通道、消防系统三个方面对变电站地下电缆通道开展防火设计。旨在提高电缆通道的防火性能，保证系统稳定、安全运行。
关键词：变电站；电缆通道；防火设计
引言
变电站地下电缆通道的建设能够优化城市空间，合理利用城市地下空间资源，并为电线电缆等电力设施提供一个相对独立、稳定的排布运行空间。随着城市建设水平不断提高，地下电缆通道建设项目逐渐增多。在通道建设过程中，最核心的质量控制内容就是进行防火设计，一旦发生火灾，会给通道内电力设备的正常运行带来严重影响，导致重大经济损失，因此需要对防火设计进行研究。
1电缆设施防火设计
电缆设施是变电站地下电缆通道中的核心设施，由于设备本身在长期通电的状态下运行，相比电缆通道，一旦电缆发生起火带来损失将更大。因此通过优化设备选型、进行防火处理等措施，提高电缆设备的防火性能是进行变电站地下电缆通道防火设计的第一步[1]。首先是电缆选型，一般被用于城市变电站的电缆都会选取耐火电缆或阻燃电缆。其中，耐火电缆指的是在一定的极限温度之下，能够保证正产的电力输送和运行稳定性的电缆。这种电缆的优点就是抗高温，以免当通道内发生火灾时电缆被点燃造成更为严重的漏电事故，强调其自身的防火性。阻燃电缆外表包裹一层不易燃烧的物质，这种材料的燃点极高，即便在发生事故时被引燃电缆也能保证在一段时间内，其中包裹的电缆不受到损坏，可以控制电缆燃烧范围的扩散。目前阻燃电缆的应用范围更广，尤其是在有专门人员巡检的通道中，一般都为阻燃电缆。另外，电缆还有交联电缆和充油电缆之分，两者各有优势。充油电缆的稳定性较高，交联电缆在防火性能、电气性能上更佳，且随着相关技术的不断发展，交联电缆的应用前景广阔。
其次是优化电缆的铺设方式。第一，使用防火涂料或防火包带，这一方法适用于电缆通道中，对防火性要求较高但范围有限的重点区域，例如电缆接头处前后6m的范围内，或者相邻点电缆的3m区域。该方法涉及到的费用较低且防火效果优良，因此使用普遍性也比较高。当对垂直铺设的电缆进行防火设计时，多使用防火包带，其原因是此时涂刷防火涂料操作难度较大、耗时多，而防火包带设置操作更为简便、快捷，具备比防火涂料更优的耐低温性能，因此在我国北方地区的使用更多。第二，使用耐火盒槽。耐火盒槽具备较高的阻燃和抗高温效果，能够对电缆起到一定保护作用。将耐火盒槽与阻火包结合使用，还能有效防止因电缆本身问题造成的火灾隐患。但由于耐火盒槽铺设的费用较高，铺设难度大，且会影响电缆的电气性能，安装后电缆的电流荷载能力要降低25%左右，因此该方法使用不多。
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2地下电缆通道防火设计
在保证电缆本身的防火性能之后，需要对其所在的环境，即变电站地下电缆通道进行防火处理。首先，优化电缆通道结构。建筑设计防火规范中规定，电缆通道结构的耐火能力至少为2h，铺设防火墙并安装甲级防火门。观察以往发生的电缆通道火灾案例，能够发现大型火灾事故很多都由火情蔓延导致。因此在电缆通道结构设计时，可在电缆孔洞与防火墙的连接处加设防火封堵，保证防火墙能够将各个空间完全隔开，以防止小区域的火情蔓延到更大范围，造成大型火灾事故。在实际操作时，通常选用防火包结合防火堵料将防火墙与电缆孔洞间的缝隙封堵严密，防止火焰、高温气体从缝隙穿过。其次，科学进行电缆通道区域划分。该方法也能够将火情控制在小范围内，避免造成更大的经济损失，并通过分区设计，为通道内的工作人员留出最高效、安全的逃生通道，保证火灾发生时，内部工作人员能够顺利疏散逃生。例如，在500kV电缆的通道中，每一区域的长度不应大于500m，并在每道防火墙上开设用于人员逃生的专用防火门。若电缆隧道的位置在变电站之外，这一距离应缩小至200m，每一个防火区域的耐火性不应低于4h。在电缆通道正常运行时，防火门切不可全部关闭，要保证通道内的良好同通风，控制通道内温度保持在合理范围内。
3通道消防系统设计
3.1报警系统
在消防系统中设计报警系统和实时监测系统，保证火情发生时第一时间被发现，并及时做出处理，尽可能控制火情。安装温度自动感应设备，将烟感、温感、空气分析设备相结合，提高温度自动感应系统的灵敏度。传统的烟感设备一般安装在电缆通道的顶端，容易受到潮湿空气、灰尘、振动等外部环境的干扰，尤其是在南方多雨潮湿的环境中，烟感设备经常出现误报的情况。为此已有技术人员提出使用光纤温度传感系统来替代传统温度自动感应系统。该系统能够准确测量光纤的温度，通过分布于各处的温度传感器，能够对较大范围的电缆通道进行温度检测控制。在使用时，将温度测量光纤架空安置在电缆通道中的合理位置，以对通道内的温度进行检测，同时将光纤贴在电缆上，检测电缆设备温度。该系统在实际测量中，测算出的结果与检验场所的实际温度情况大致相符，灵敏度和可靠性都较高，有望成为未来一段时期内电缆通道火灾报警系统设计的发展方向之一。电缆通道火灾报警系统还应包括控制设备、检测设备、手动报警设备等，形成完善的报警系统，以便在发生火情时，准确做出报警，通过系统自动将信息传递至管理监控端，保证第一时间进行火灾扑救。
3.2灭火系统
常用在变电站地下电缆通道的气体灭火系统主要是CO2、FM200七氟丙烷、IG541烟烙尽三种。由前两个系统在工作时，会释放大量温室气体，因此已经在一些国家被限制使用。IG541烟烙尽系统虽然不会产生温室气体，但该系统要求气体瓶与保护区间距离150m以内，对距离的要求较为严格，若超出此范围，系统的灭火效果就会受到影响[2]。这一距离的要求就直接导致系统建设成本大大上升，电缆通道中，每300m左右就要设置一个气体瓶。另外，气体瓶本身属于易爆物品，在存放过程中也存在一定的危险系数。比较理想的灭火系统是高压细水雾系统。该系统使用两种灭火原理，在降温的同时降低空气内助燃气体的浓度实现灭火。系统中的主要成分介于气体和液体之间，用水量省但能冷却效果是清水的300倍左右，能有效防止火情蔓延。该系统已经获得国家相关部门的认证，灭火效果十分可靠。另外，系统安装后的使用寿命可达60年，经济性也较高，非常适用于变电站地下电缆通道防火系统当中。
结论：
本文对电缆通道防火系统设计的具体内容进行了分析。变电站地下电缆通道防火设计要兼顾电缆防火、通道防火和消防系统建设，构建完善的火灾防护网络，保证电缆通道安全、稳定运行，维护国家电力基础设施。
参考文献：
[1]白云.变电站地下电缆通道的防火研究[D].中北大学，2018.
[2]束娜，刘尧，石嫔，赵翠玲.城市地下变电站消防系统的研究及设计分析[J].电工技术，2017（01）：62-63+71.
论文作者:杨凡成,周锋,史碧航
论文发表刊物:《河南电力》2018年23期
论文发表时间:2019/7/2
标签：电缆论文; 通道论文; 变电站论文; 地下论文; 系统论文; 火情论文; 温度论文; 《河南电力》2018年23期论文;