電纜防火阻燃設計技術探討

王愛梅，張 悅，張 萍

（1.山西省電力勘測設計院，山西 太原 030001；2.山西電力科學研究院，山西 太原 030001；3.上海電力設計院有限公司，上海 200025）

0 引言

電纜是傳輸電能源的設備之一。一個2×600MW發電廠動力電纜約350 km、控制電纜約698 km；動力電纜的根數約2 965根，控制電纜根數約6 766根。電纜有一定的火災危險性，如此之多的電纜一旦發生火災將給國家和人民生命、財產造成巨大損失。因此,深入研究發電廠、變電站電纜火災事故的特性，找準致火的原因，對應制定合理的電纜防火措施，減少電纜火災事故是發電廠、變電站設計工作者面對的課題。早在上世紀80年代初，電纜防火已經開始研究。

1 電纜防火的設計依據及方法

1.1 電纜防火設計依據

發電廠、變電站的防火措施設計工作，必須遵守有關規程，以保持設計的合理性，其中規程及標準有：中華人民共和國國家標準GB50229—2006《火力發電廠與變電所設計防火規范》、中華人民共和國國家標準GB50217—2007《電力工程電纜設計規范》有關“電纜防火與阻止延燃”部分的內容、《中華人民共和國工程建設國家標準電纜工程規范》有關“防止電纜延燃”部分的內容、DLGJ 1542000《電纜防火措施設計和施工驗收標準》、中華人民共和國國家標準GB50016—2006《建筑設計防火規范》和國家電網生[2007]883號《國家電網公司發電廠重大反事故措施(試行)》的通知。

1.2 發電廠和變電站電纜防火采用的方法

日本、前蘇聯、美國等國家對電纜防火采取的措施是使電纜火災延燃受到抑制并達到自熄或全部采用阻燃電纜或耐火電纜。我國與之相類似在發電廠、變電站電纜防火設計中有電纜防火阻火隔墻，電纜防火層，電纜防火阻燃段，電纜穿越孔洞及隔層，電纜穿墻防火封堵，電纜穿保護管，電纜阻燃段兩端涂防火涂料或阻燃包帶，部分需要回路采用阻燃難燃電纜等方法。

電纜溝道阻火隔墻采用方法基本有兩種。一種為防火磚+灰泥，砌筑灰泥材料比例為灰泥：水=3：1，砌筑后抹灰厚度不得小于10 mm。另一種為發泡磚阻火隔墻，在電纜之間、電纜與支架間、電纜與發泡磚間涂膨脹型防火密封膠密封。

電纜隧道阻火墻同樣采用阻火包制作，便于更換電纜；電纜橋架、電纜豎井穿墻時的防火封堵，一般采用阻火包來進行封堵，這樣便于工程改造及負荷變動時更換電纜。

電纜豎井穿樓板內防火有兩種方法，耐火隔板、鋼蓋板中間夾石棉板封堵：豎井內采用上、下兩張耐火板進行封堵，上、下兩張耐火板上開好電纜孔，耐火板與電纜豎井之間采用彈性防火密封膠或防火堵料封堵之間縫隙，板與電纜之間采用膨脹型防火密封膠封堵，封堵厚度不小于50 mm。

孔洞防火封堵采用較多的方法是有機防火堵料封堵；與考慮經濟性若更換較少的地段也可采用有機與無機防火堵料同時使用，采用此方法有機堵料與無機堵料比例約為1：3。

對于新建、擴建的300 MW及以上機組選用電纜時，應滿足GB1266.5—1990類成束燃燒試驗的阻燃電纜。新建、擴建的300 MW及以上機組重要回路，如消防系統、火災報警系統、直流油泵、消防水泵及蓄電池直流電源線路、保安電源、事故照明等應采用滿足GB1266.6—1990標準A類耐火強度試驗的耐火電纜。電纜采用橋架架空敷設時設計采用難燃性槽盒。

1.3 發電廠和變電站阻燃設施實施部位

電纜防火技術主要采取“封”、“堵”、“涂”、“刷”、“包”、“隔”等技術措施。各種措施在發電廠、變電站電纜防火設計中的不同部位實施[1]。

1.3.1 阻火隔墻實施部位

在電纜隧道或重要回路的電纜溝道中公用主通道或溝內引接的分支處；多段配電裝置對應的溝道適當分段處；至控制室、配電裝置、發電廠發電機小間、電纜夾層的各通道口；相鄰機組電纜通道接合處；電纜溝道與電纜隧道接口處；各輔助車間配電間電纜出入口；主廠房電纜通道通向外部的所有接口等處宜設置阻火隔墻。

1.3.2 防火層實施部位

在電纜通道與電纜豎井交叉口電纜豎井與各層樓板相接處；高壓電纜與低壓動力電纜層間；動力電纜與控制電纜的層間；在同類型電纜敷設在七層及以上的層間；電纜架空橋架最下一層；主廠房煤倉間的皮帶層、鍋爐房架空敷設及其他易積煤粉的部位最下一層等處應設防火層，其中在易積煤粉的部位最上一層還應設防火蓋板。

1.3.3 阻燃段實施部位

在主廠房內易受到外部著火影響的區段；主廠房煤倉間的皮帶層2臺機組分隔處；集控室夾層兩臺機組分隔處。對電纜全部采用架空敷設時阻燃段還應設置在公用主通道引接的分支處；多段配電裝置對應的適當分段處；長距離通道中相隔約60 m或通風區段處；至控制室、配電裝置、發電機小間、電纜夾層的各通道口；相鄰機組電纜通道接合處；各輔助車間配電間電纜出入口；主廠房電纜通道通向外部的所有接口。

1.3.4 孔洞隔層實施部位

電纜穿過土建預留的孔洞進入配電柜、屏、盤、動力箱、照明箱、控制箱時，在電纜敷設完后應對其孔洞采用阻火包、防火堵料或耐火隔板制作防火隔層?？锥锤魧涌捎糜诎l電廠、變電站各類配電柜、屏、盤、箱的預留孔。

1.3.5 電纜穿墻封堵及保護管實施部位

電纜管穿墻孔可采用阻火包或防火堵料或水泥進行封堵。電纜保護管及電纜排管的兩端采用防火堵料密封。電纜管口封堵厚度不小于50 mm。

1.3.6 防火涂料實施部位

電纜阻燃設施及實施部位兩側應在不少于1 m并在該區段內的所有電纜上施加防火涂料。電纜涂刷防火涂料前，應清潔電纜表面的銹蝕、油漬及灰塵；應均勻地順著電纜長度方向至少涂刷兩次，兩次涂刷時間的間隔一般需4 h，干涂層厚度應達1 mm。

1.3.7 電纜用的阻燃包帶實施部位

電纜的中間接頭以及電纜終端頭處應采用自粘性的電纜用的阻燃包帶包扎(包括中間頭處的相鄰的電纜)，包扎長度為在以上的阻燃設施及實施部位兩側應不少于1 m區段所有電纜上施加防火涂料，以防止竄燃。

2 防火材料的選用要求

防火材料在選用時應滿足一定的要求。阻燃性材料應符合現行國家標準《防火封堵材料的性能要求和試驗方法》GA 161的有關規定；防火涂料、阻燃包帶分別符合現行國家標準《電纜防火涂料通用技術條件》GA 181和《電纜用阻燃包帶》GA 478的有關規定；用于阻止延燃的材料產品，除滿足《電纜防火涂料通用技術條件》GA 181和《電纜用阻燃包帶》GA 478的有關規定外還應進行按等效工程使用條件的燃燒試驗滿足有效的自熄性；用于耐火防護的材料產品，按等效工程使用條件的燃燒試驗，滿足耐火極限不低于1 h的要求，而且耐火的溫度不宜低于1 000℃；采用的材料產品應適用于工程環境，必須具有耐久性、可靠性。

3 電纜防火設施方案比較

按照規范電纜防火封堵的實施位置，采用的方法是多種多樣的，其產生的費用也不同。

3.1 2×600MW發電廠電纜防火封堵的實施方法一

電纜橋架防火隔層施工采用耐火隔板、橋架支持器和彈性防火密封膠；柜、屏、盤底部和頂部，備用柜、屏、盤、箱防火封堵施工采用防火涂層板、彈性防火密封膠和防火涂料；鋼制電纜豎井防火封堵施工采用防火涂層板、彈性防火密封膠、防火涂料和鋼筋；電纜溝道、隧道阻火隔墻施工采用水性電纜防火涂料、膨脹型防火密封膠、防火發泡磚和鋼管；阻火段防火封堵施工采用水性電纜防火涂料、膨脹型防火密封膠、防火發泡磚和耐火隔板；電纜橋架穿墻防火封堵施工采用水性電纜防火涂料、膨脹型防火密封膠和防火發泡磚；電纜管穿墻、穿樓板防火封堵施工采用膨脹型防火密封膠；與熱力管道平行、交叉的架空敷設電纜隔熱。2×600 MW發電廠電纜防火封堵費用見表1。

表1 2×600 MW發電廠電纜防火封堵的實施方法一費用

3.2 2×600MW發電廠電纜防火封堵的實施方法二

電纜橋架防火隔層施工采用耐火隔板、橋架支持器，熱鍍鋅和柔性有機堵料；柜、屏、盤底部和頂部，備用柜、屏、盤、箱及鋼制電纜豎井防火封堵施工采用防火涂層板、阻火模塊、防火涂料和柔性有機堵料；電纜溝道阻火隔墻施工采用阻火模塊、防火涂料、柔性有機堵料和鋼管；電纜隧道阻火隔墻施工采用阻火模塊、防火涂料、柔性有機堵料、鋼管和防火門；阻火段和電纜橋架穿墻防火封堵施工采用水性電纜防火涂料、阻火模塊和柔性有機堵料；電纜管穿墻、穿樓板防火封堵施工采用柔性有機堵料；與熱力管道平行、交叉的架空敷設電纜隔熱。

表2 2×600 MW發電廠電纜防火封堵的實施方法二費用

表2中單價取自電力建設工程概算定額第一冊建筑工程（2010年版）。不難看出不同的施工方法費用有所不同。在電纜防火實施方法上，沒有很清晰的理性化指標，但是防范勝于救火，在設計中按規范達標，采取不同的防護措施，可以有效地防止電纜火災，節省資金投入，從而達到措施得力、安全可靠、經濟實惠的目的。

4 結束語

電纜防火要分清主次輕重，進一步規范電纜敷設的合理化和制度化，不斷引進和開發先進的技術，從根本上減少和避免電纜故障，是工作的目的。電纜防火的工作做好了，電纜火災才可以盡量避免，即便電纜發生火災，也會使火災事故損失減少到最小。

［1］ 王愛梅，張悅，郭曉玲.發電廠電纜敷設優化探討［J］.山西電力，2013（2）：70－72.