广州市东风电缆有限公司

广州市东风电缆有限公司始创于1992年，是一家拥有全套自动化生产设备、生产技术及配套各种高性能检测仪器的电缆、电线专业制造企业。我们公司主营业务有：铜芯交联电力电缆、耐火电力电缆、全塑（铠装）电力电缆、铜芯全塑控制电缆、铜芯全塑铠装控制电缆、一直以来，我们服务于中国电力，是南方电网电线电缆的重要供应商。

关于对电力电缆防火技术的探讨

由于电缆的易燃性、串延性，一旦发生火灾，危害严重，尤其是在发电厂和大型变电站内，一旦发生火灾，波及其他回路。所以电力电缆的防火技术是电气系统正常运行的重要技术之一。 电力电缆是电气工程的重要组成部分，其作用是用来传输和分配电能。电力电缆是由绝缘芯线，绝缘护套及保护层等部分组成，为了能适应各种复杂的敷设环境，电力电缆都被设计成具有良好的绝缘性能、防水性能和机械性能。但是，当电缆回路内发生过电流而导致电缆过热时，电缆的各项性能发生变化，继而产生火灾。本文拟对电缆的防火技术作一点探讨。1、创建良好的运行环境避免电缆绝缘加速老化和损坏电缆沟、电缆隧道要有良好的排水设施，如设置水浅沟、集水井，并能有效排水，必要时设置自动起、停抽水装置，防止给水，保持内部干燥。电缆沟、隧道的纵向保持排水坡度。防止水、腐蚀性气体或液体及可燃性液体或气体进入电缆沟、电缆隧道。电缆隧道宜自然通风，担当电缆正常负荷使隧道内空气温度高于40～50℃时，可采取自然排风和机械排风相结合的方式进行通风。通风系统的风机应与火灾探测器连锁，以保证隧道发生火灾时能自动停风，电缆隧道不得作为通风系统的进风道。应避免将电缆防火门处于常闭状态、用防火隔板将电缆完全封闭、讲电缆沟盖板的缝隙填充封闭等影响电缆通风和散热的做法。而且将电缆完全封闭起来，也使对电缆的正常巡视成为不可能，不能及时发现电缆故障。 另外，要有完善的防鼠、蛇窜入的设施，防止小动物破坏电缆绝缘引发事故。2、加强电缆的预防性试验电缆在电缆及电缆附件安装完成后，应进行直流耐压试验[预防性试验]。并对实验数据进行比较和分析。即可以和相同电缆的实验数据进行比较，也可以和本电缆历史实验数据进行比较，探求实验数据的规律。如果做直流耐压试验时，所测得泄漏电流值具有下列情况之一者，电缆绝缘可能有缺陷，映照出缺陷部位，并予以处理：（1）随试验电压值的升高或加压时间的增加而上升较快；（2）与相同电缆比较数值增大较多；（3）与本电缆以前所测数据比较呈明显的上升趋势;（4）三相之间的泄漏电流不平衡系数较大。以上情况都应认真分析如非试验方法不当所得引起，则可适当提高实验电压或延长试验时间，判断电缆是否符合继续运行条件。电力电缆直流耐压试验标准见《电气装置安装工程电器设备交接试验标准》（GB50150－91）第17章。常用的塑料绝缘电力电缆直流耐压试验值为4倍电缆额定电压；试验时间为15分钟。3、坚强对电缆头制作质量的管理和运行监控据统计，因电缆头故障而导致的电缆火灾、爆炸事故占电缆事故总量的70%左右。必须严格空式电缆头制作材料和工艺质量。要求所制作的电缆头的使用寿命，不能低于电缆的使用寿命。街头的额定电压等级及其绝缘水平，不得低于所连接电缆的额定电压等级及其绝缘水平。绝缘头两侧绝缘垫间的耐压值，不得低于电缆保护层绝缘水平2倍。接头形式应与所设置环境条件相适应，且不致影响电缆的流通能力。电缆头两侧各2～3m的范围内，应采取防火包带作阻火延烧处理。一般来说，电缆透视电缆绝缘的微弱环节，所以加强对电缆头的监视和管理是电缆防火的重要环节。终端电缆头一定不要放在电缆沟、电缆隧道、电缆槽盒、电缆夹层内的中间电缆头必须登记造册，并使用多种检测设备进行检测。发现电缆头有不正常温升或气味、烟雾时，应急早退出运行，避免电缆投在运行中着火。各中间电缆头之间应保证足够的安全长度距离，两个以上的电缆头部的放在同一位置，电缆头同其他电缆之间应采取严密的封堵措施。4、防止其他设备着火引燃电缆可引燃电缆着火的有充油电器设备和输煤、制粉系统、汽油机系统。对他们必须采取相应措施：充油电器设备附近的电缆沟盖板要密封，纺织设备故障失火时油流到电缆沟里引燃电缆。输煤、制粉系统附近电缆上的积粉要定期清扫，防止煤粉自然引燃电缆。制粉系统的防暴门对着的电缆要有防火槽盒包装，防止防爆门动作喷火引燃电缆。 5、用封、堵、涂、包等措施防止电缆延燃防火涂料具有涂层薄、不影响正常散热，同时能起到良好的隔热阻燃效果等特点，但也存在很多缺陷。包括对防火涂料品种选用不当，市场旬在假冒伪劣产品；实际应用中使用效果不佳，喷吐材料便面存在起皮脱落、涂层厚度不均、偷工减料现象等。电缆工程使用的防火涂料主要以溶剂型为主，溶剂型存在溶剂的毒性、价格、运输安全及环污染等方面的问题，耐寒、耐水、耐油等应用效果不够理想。尤其是耐弯曲性不好，涂料固化后挠曲性也较差，屏蔽电缆，只适用于固定架设的电缆，涂料易干裂剥落。

因此，对电缆不宜大量采用涂刷防火涂料的方式阻燃，而应大量采用封、堵、隔方式时，应注意以下问题：（1）用封、堵、隔的方法，要能保证单根电缆着火不延燃多根电缆。电缆进入电缆沟、电缆隧道、电缆槽盒、电缆夹层的管口要严密进行防火封堵，防止单根电缆或少量电缆着火而引燃大量电缆。电缆沟、电缆隧道内每60～100m要设一道防火墙和防火门，竖井中分层设置防火隔板，电力电缆与控制电缆之间应设防火隔板等，控制电缆应采用全防火处理或采用阻燃电缆，以保证在任何紧急情况下主设备能安全地停止运转。 重要的电缆通道应安装自动报警和自动灭火装置，电缆，如水喷雾和细水雾灭火装置，达到早发现早扑救。（2）必须保证防火封堵的严密性、厚度。防火封堵不严密就失去了封堵作用，特别是电缆集中的地方，做好用软堵料以保证封堵严实。维护检查时，应及时将破坏的封堵还原。封堵材料厚度不够，电缆着火后火势会穿过封堵的材料串延燃烧。封堵材料的厚度应当与封堵面电缆根数成正比例，电缆数量愈多封堵愈厚。防火门应有发生火灾后自动关闭的装置。（3）防火封堵层要有座购得机械强度。因为电缆着火特别是电气短路，会引起空气的迅猛膨胀而产生一定的冲力，破坏机械强度低的防火封堵层，使防火封堵失去作用。（4）防火封堵材料常用的有防火岩棉、石棉板、石棉绳、防火胶泥及较先进的高科技材料等，施工单位应根据各工程的实际情况和不同的防火区域来选择合适的材料和封堵方法。封堵的主要部位在高低压配置电室、配电竖井、消防控制室、电缆桥架、配电干线过楼板国墙处由于电缆的易燃性、串延性，一旦发生火灾，危害严重，尤其是在发电厂和大型变电站内，一旦发生火灾，波及其他回路。所以电力电缆的防火技术是电气系统正常运行的重要技术之一。

      广州市东风电缆有限公司始创于1992年，是一家拥有全套自动化生产设备、生产技术及配套各种高性能检测仪器的电缆、电线专业制造企业。我们公司主营业务有：铜芯交联电力电缆、耐火电力电缆、全塑（铠装）电力电缆、铜芯全塑控制电缆、铜芯全塑铠装控制电缆、一直以来，我们服务于中国电力，是南方电网电线电缆的重要供应。

       电缆故障的性质与分类

       1. 以故障材料特征分类：可分为串联故障、并联故障及复合故障三类。

    （1）串联故障：串联故障（金属材料缺陷）是指电缆一个或多个导体（包括铅、铝外皮）断开的故障。它是广义的电缆开路故障。因缆芯的连续性受到破坏，形成断线或不完全断线。不完全断线尤其不容易发现。串联故障具体可分为：一点开断、多点开断、一相断线、多相断线等。

    （2）并联故障：并联故障（绝缘材料缺陷）是指导体对外皮或导体之间的绝缘水平下降，不能承受正常运行电压而发生的短路故障。它是广义的电缆短路故障。这类故障由于缆芯之间或缆芯对外皮间的绝缘破坏而形成短路、接地、闪络击穿等现象，在现场出现频率较高。并联故障具体可分为：一相接地、两相接地、两相短路、三相短路等。

    （3）复合故障：复合故障（绝缘材料、金属材料都出现了缺陷）是指缆芯与缆芯之间的绝缘均出现故障。它包括一相断线并接地、两相断线并接地、两相短路并接地等。

       2. 以故障点绝缘特征分类：

    （1）开路故障：电缆金属部分的连续性受到破坏，形成断线，且故障点的绝缘材料也受到不同程度的破坏。现场用兆欧表测其绝缘电阻Rf 为无穷大（∞），但在直流耐压试验时，会出现击穿；检查芯线导通情况，有断点。现场一般以一相或二相断线并接地的形式出现。

    （2）低阻故障：电缆绝缘材料受到损伤，出现接地故障。现场用兆欧表测其绝缘电阻Rf小于10Z0（Z0为电缆的波阻抗，一般取10～40Ω之间）。现场一般低压动力电缆和控制电缆出现低阻故障的几率较高。

    （3）高阻故障：电缆绝缘材料受到损伤，出现接地故障。现场用兆欧表测其绝缘电阻Rf 大于10Z0，在直流高压脉冲试验时，会出现击穿。高阻故障是高压动力电缆（6KV或10KV电力电缆）出现几率较高的电缆故障，可达总故障的80%以上。

现场实测时，笔者一般取Rf =3KΩ为划分高阻与低阻故障的界线。因为Rf =3KΩ时，恰好能得到回线法电桥较准确测量所必需的10～50mA的测量电流。

    （4）闪络故障：电缆绝缘材料受到损伤，出现闪络故障。现场用兆欧表测其绝缘电阻Rf为无穷大（∞），但在直流耐压或高压脉冲试验时，会出现闪络性击穿。闪络性故障比较难测，特别是新敷设的电缆进行预防性试验出现闪络故障时。现场一般使用直流闪络法进行探测。

       3. 以故障触发原因及故障点特征分类：根据电力电缆在运行或预防性试验中，电缆、电缆头及中间盒出现不同特点的绝缘破坏，还可分为放炮故障、击穿故障和运行故障三类。

     （1）放炮故障：在工矿企业，运行中的电力电缆，由于种种原因，绝缘出现严重损坏，产生跳闸的事故。称为电缆放炮。这类故障的特点是：电缆故障点多数有铅包或铜皮破裂，外部有不同程度的变形；电缆故障性质常表现为两相短路接地或两相断线并接地，其接地电阻一般较小，解剖故障点，可发现电弧击穿的碳化点或树状放电碳道与裂痕。电缆放炮故障，其故障特征明显，大多数情况下，运行值班人员都能提供放炮大致位置。所以，这类故障除少数较复杂的情况需测距外，一般只要用万用表测定故障的具体性质（单相接地、短路接地、断线接地等），可用声测法直接定点，简单明了。

     （2）击穿故障：实际工作中，因预防性试验而触发的电缆绝缘破坏事件，习惯称为电缆击穿。该类故障均发生在直流实验电压下，其绝缘破坏为击穿，接地点一般铅包或铜皮完好，外部无明显变形（机械创伤除外）。电缆击穿故障多为单纯性接地故障，其接地故障较高，解剖故障点，绝缘材料没有碳化点，但通过仪器可发现碳孔和水树枝老化结构。对电缆击穿故障，特别是一些高阻接地性电缆击穿故障，其测试难点在测距。由于该类故障较为隐蔽，铜芯交联电缆，测试参数复杂多变，缺少规律性，所以能否迅速发现电缆故障点，测距是关键。'高压回线法'、'电锤法'均具有探测该类故障比较有效的方法。

     （3）运行故障：它是指工厂电力系统在运行中，电缆馈出线、电机、变压器的电缆引线，其高压二次回路出现电压波动或发现接地信号（有接地保护的电力元件出现接地跳闸），排除其他电力元件故障的可能性而确定的电缆故障。这类故障的的特点就是不明确。电缆运行故障的极端形式就是电缆放炮（如两点接地引发的相间短路）；另一部分运行故障在做停点检查时，由于耐压通不过而发展成电缆击穿故障（如电缆老化、绝缘缺陷等）；

还有一部分电缆运行故障是由于电缆引出线安装位置不当（如电缆相间或对地距离不够、电缆头脏污或电机基础进水等），这些故障主要进行一些简单处理即可；不明确的是那些瞬时接地、产生不稳定闪络的电缆运行故障。该类故障在电缆停电后，绝缘电阻测量和直流耐压实验有相当部分可以通过，再把电缆投入系统后，阻燃电缆，也能正常运行一段时间；剩下的就是单相接地电缆故障，它们约占电缆运行故障的40%，这种接地故障一般外部也没有明显变形，接地电阻也不太高（一般几十至几百欧）。解剖故障点有细微的碳化点。

       电缆运行接地故障原因有两种：其一，由于电缆运行时间较长，绝缘层出现自然老化；其二，电缆在腐蚀环境中，电缆护套被迅速破坏，腐蚀性气体侵入绝缘层使其劣化。电缆绝缘层不管出现老化还是劣化，其击穿电压都会下降，终导致额定工频电压下的击穿，从而产生电缆接地故障。这类故障可用'低压回线法'探测；用'电锤法'探测，效果也较好。