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，就是線路的某一個地方因為某種原因(自然原因或人為原因，如風吹雨打、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，導致電線與電線之間(通過損壞的絕緣、支架等)、導線與大地之間(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。當漏電發(fā)生時，漏泄的電流在流入大地途中，如遇電阻較大的部位時，會產(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，在漏電點產(chǎn)生的漏電火花，同樣也會引起火災(zāi)。
②短路火災(zāi)
電氣線路中的裸導線或絕緣導線的絕緣體破損后，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的發(fā)熱量， 并在短路點易產(chǎn)生強烈的火花和電弧， 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過負荷火災(zāi)
所謂過負荷是指當導線中通過電流量超過了安全載流量時，導線的溫度不斷升高，這種現(xiàn)象就叫導線過負荷。當導線過負荷時，加快了導線絕緣層老化變質(zhì)。當嚴重過負荷時，導線的溫度會不斷升高，甚至會引起導線的絕緣發(fā)生燃燒，并能引燃導線附近的可燃物，從而造成火災(zāi)。
④接觸電阻過大火災(zāi)
眾所周知：凡是導線與導線、導線與開關(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。當有電流通過接頭時會發(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，當電流通過接頭時，就會在此處產(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，就會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， 將會造成一定的損失， 主要可分為財產(chǎn)經(jīng)濟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)濟損失主要為電力電纜本身的損失、停電造成的外部經(jīng)濟損失，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，一旦失火后將會造成相關(guān)地區(qū)停電，重則由于短路造成整個供電系統(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?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，故為保證整個電纜隧道的消防，需設(shè)置較多數(shù)量的二氧化碳儲存站，投資費用較高。故一般不采用該滅火方式。本文只針對氣溶膠滅火系統(tǒng)、自動水噴霧系統(tǒng)、超細干粉滅火的優(yōu)缺點及投資、維護成本進行比較。
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，使人員有足夠的時間進行疏散逃生，適用于變配電間、發(fā)電機房、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，所以不會存在泄露問題等問題，據(jù)有較長的保存年限，對保護區(qū)的設(shè)施也能便于時時監(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，不會形成導電溶液，不會對電器、電纜等造成損壞。
②自動水噴霧滅火系統(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，向保護對象噴射水霧滅火或防護冷卻的滅火系統(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，將水流分離成細小水霧滴，噴向保護對象實現(xiàn)滅火和防護冷卻作用的。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。
水噴霧滅火系統(tǒng)，用于滅火時的適用范圍為：撲救固定火災(zāi)、閃點高于60℃的液體火災(zāi)和電氣火災(zāi)；用于防護冷卻時的適用范圍為：對可燃氣體和甲、乙、丙類液體的生產(chǎn)、儲存裝置或裝卸設(shè)施進行防護冷卻。設(shè)置水噴霧滅火系統(tǒng)，應(yīng)考慮保護對象的種類、可燃物的性質(zhì)(著火點、比重、粘度、混合性能以及水溶性等)，以及保護對象周圍環(huán)境等因素。
采用自動水噴霧滅火系統(tǒng)時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)備以及部分自動化控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的優(yōu)點是可實時監(jiān)控和有效降低火災(zāi)現(xiàn)場的火場溫度。其缺點是電纜隧道內(nèi)部預留的消防主干管和每個消防分區(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留通常會增大電纜隧道的斷面尺寸，增加工程投資。
③超細干粉滅火系統(tǒng)
超細干粉是特別細的粉體，其平均粒徑10微米左右。粉體無定性的化學式及其它特性，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干粉滅火劑。以磷酸銨鹽類基料的超細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)。超細粉體晶體與灼燒物質(zhì)表面接觸時，發(fā)生一系列的化學反應(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。使用超細粉體滅火時，大量的粉末以霧狀形式噴向火焰，當與火焰相混合，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。這些作用是超細粉體滅火劑附加的對熱的輻射遮隔。
超細粉體滅火的原理與常用的ABC滅火劑相似，但滅火效能卻能達到普通干粉滅火劑的6~10倍。這是因為超細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、三種自動滅火系統(tǒng)的對比
綜合上述分析可知，水噴霧自動滅火系統(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；氣溶膠和超細干粉自動滅火系統(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)計技術(shù)規(guī)定(DL/T5221-2016)》要求，工程實踐中的電纜隧道艙內(nèi)采用超細干粉滅火系統(tǒng)最為常見。設(shè)計滅火密度、設(shè)置間隔等可通過計算確定為。同時，在每個防火分區(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
