谈长距离电缆沟消防设计

李娜娜 张 进

(中国核电工程有限公司，北京 100840)

谈长距离电缆沟消防设计

李娜娜 张 进

(中国核电工程有限公司，北京 100840)

分析了长距离电缆沟火灾的起因，对长距离电缆沟的火灾特点作了阐述，探讨了长距离电缆沟的消防措施，着重就水基灭火系统在电缆沟消防中的应用技术进行了研究，以设计出合理有效的消防系统。

长距离电缆沟，灭火系统，消防，火灾

随着工业场所设计的规模化，电气自动化水平要求的提高，电厂内电缆敷设通道已逐渐不能满足布置和功能要求，由此不少电厂在临近室外设计长距离电缆沟，以满足设计要求。然而，包括控制电缆和动力电缆在内的电缆桥架长距离集中分布，存在较大的火灾隐患。如火灾不能被及时发现并扑灭将对电站的运行和人员财产带来严重的损失。由此，设计合理有效的消防系统便显得尤为重要。

1 长距离电缆沟火灾起因及特点

目前认为，电缆火灾由内部火灾或外部火灾引起。内部火灾多因电缆传输电流过载，电缆接头处阻抗大，致使电缆表面产生温升，使电缆绝缘层和保护层产生阴燃而引发火灾。外部火灾常因外部明火、温升致使电缆表面着火而引发火灾。有资料显示，在我国30%是由内部火灾引发，另70%由外部原因引起[1]。

长距离电缆火灾有如下特点：电缆火灾被认为有较长的阴燃阶段，火灾在电缆内燃烧不易被发现，所在房间内温度变化不明显；且在一定条件下能转化为明火燃烧并以有焰的形式迅猛发展，造成很大的危险性；并且由于长距离电缆沟内电缆桥架分布集中，电缆数量较多，电缆沟长，一旦发生火灾，沿电缆敷设方向上蔓延速度快，人员不易到达，火情难以控制；若由外部火源引起火灾，如不及时探测扑灭，短时间内会扩大着火区域，加速热量释放，从而带来更大的损失。

电力设计规范对电缆材质和性能要求不断提高，新建和改扩建电厂已采用防火电缆，并安装在阻燃防火桥架内，对有效限制或控制电缆火灾起到积极作用。针对电缆处于较长阴燃阶段的特点，房间内直接采用感温探测元件(如探测喷头、感温探测器等)不会被启动。所以常见采用线型感温探测器以一定形式缠绕在电缆外表面，如同时配有感烟探测器会达到及时探测到火情的效果[2]。

2 长距离电缆沟消防措施

传统的电缆沟火灾，只配置灭火器或消防栓，对电缆灭火相当被动。扑救电缆火灾的灭火系统主要分为水基灭火系统和气体灭火系统。

2.1 水基灭火系统在长距离电缆沟消防中的应用

水基灭火作为最基本亦认为是最环保的一种灭火介质，可应用于电缆火灾。笔者认为可应用于长距离电缆沟消防的水基灭火系统为水喷淋、水喷雾或细水雾灭火系统。国内外的规范中也对电缆采用水基灭火系统提出了具体的要求。如NFPA 15“固定水喷雾灭火系统设计规范”[3]和NFPA 13“水喷淋系统安装规范”中明确了应提供的水喷淋或水喷雾强度[4]。对内部原因引起的火灾，喷洒强度不小于6.1 L/min/m2；对外部原因引起的火灾，喷洒强度不小于12.2 L/min/m2。对于水喷淋或水喷雾灭火系统对电缆桥架火灾扑救的有效性在FMRC机构的实验中也已得到证实，早期干预启动对于及时有效扑灭电缆火灾起到关键性作用[5]。

细水雾灭火系统作为一种电缆消防的手段在国内起步较晚，但NFPA 750“细水雾灭火系统规范”已形成完整的理论和实践结合的体系。细水雾灭火系统可谓是多种灭火系统的综合，秉承多种灭火系统的优点应运而生。细水雾水滴小，比表面积大，主要靠汽化吸热降温作用和隔绝氧气窒息作用来扑灭火灾。目前设计有低压、中压和高压细水雾灭火系统，可根据设计需要选择合适的系统，具有灭火耗水量少、水渍损失小、对人员安全、环境无污染、灭火效能高、适用范围广等优点。

无论是上述哪一种灭火系统，在进行水基灭火系统设计之前，需要考虑防火分区的划分以及消防排水的可行性。为了减少消防排水量，笔者认为防火分区不宜过大，但同时防火分区的划分并非越小越好。因划分过细，对于长距离电缆沟将增加每个防火分区消防控制设备的布置和操作难度。防火分区划分时还应考虑消防水泵的额定流量，使得可能同时动作的消防水量不至于超过拟选择的水泵参数。为了保证控制的有效性，每个防火分区内设置的灭火系统与其控制设备不应设置在同一个防火分区内，以免发生火灾时，无法进行操作。

2.2 气体灭火系统

传统的气体灭火多见于IG541，FM200，CO2等灭火剂。但电缆长度过长，采用全淹没式的气体灭火剂效率相对低，采用这些灭火剂对人员身体会产生一定不利影响。目前国内不少电厂采用气溶胶灭火系统。作为一种新型气体灭火系统，其具有高效灭火、安装方便、环保等方面的优势。对于其他灭火系统，关注的毒性指标、臭氧消耗潜能值ODP、温室效应潜能值GWP、大气存留时间ALT等均为零[6]。但作为常规气体灭火的改进型气溶胶灭火系统仍需要在防火分区内安装多个气瓶，由固体混合化学药剂制成，火灾时采用淹没式。笔者认为对于人员的健康，以及火灾后的清理还是存在一定的问题。

3 结语

国内外不少电厂已采用上述两类方法来扑灭电缆沟的火灾，针对长距离电缆沟消防系统采用合理的消防方式的选择尤为重要。应在保证有效灭火的前提下进行经济性比较，选择适宜的灭火系统。随着技术日新月异的发展，对于新型灭火系统的研发也在进行当中，更加适宜长距离电缆沟的消防方式也必将应运而生。

[1] 张炯辉.水喷雾灭火系统及其在电缆隧道中的应用[J].辽宁经济职业技术学院学报，2013(6)：60-61.

[2] 李念慈，李 悦，余 威.自动喷水灭火系统——设备设计运行[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.

[3] NFPA 15，Standard for Water Spray Fixed Systems for Fire Protection[S].

[4] NFPA 13，Standard for the Installation of Sprinkler Systems[S].

[5] ROBERT G.,Zalosh.Industrial Fire Protection Engineering[M].John Wiley & Sons,Inc.,2003.

[6] 田 珍，刁怀亮，李龙云，等.热气溶胶灭火气体在变电站的应用[J].工业安全与环保，2014，40(1)：44-46.

On fire-fighting design for long-distance cable trenches

Li Nana Zhang Jin

(ChinaNuclearPowerCo.,Ltd,Beijing100840,China)

The paper analyzes reasons for fires at the long-distance cable trenches, illustrates the fire features, explores the fire-fighting measures for the cable trench, and mainly researches the application technique of the water-based fire fighting system in the fire prevention of the cable trenches, so as to design the reasonable and effective fire-fighting system.

long-distance cable trench, fire-fighting system, fire-fighting, fire accident

2015-01-06

李娜娜(1984- )，女，工程师； 张 进(1986- )，男，工程师

1009-6825(2015)08-0144-02

TU998.1

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