一种改进型配电阻火隔墙电缆沟概述

一种改进型配电阻火隔墙电缆沟概述

严迪波1袁锡乔1乐凯杰2

1.宁波三明电力发展有限公司浙江省宁波市；

2.宁波融邦建设工程有限公司浙江省宁波市

摘要：本文从分析电缆火灾分类及危害入手，重点介绍电弧引燃这种火灾的特点，针对电缆防火的相关国家规定，提出了一种改进型配电阻火隔墙电缆沟，介绍它的原理图、主要组成结构和施工方法等，最后分析了该隔墙的效果，得出其具有一定的推广应用价值。

关键词：电缆；防火；隔墙

一、前言

配电工程中的电缆沟作为输送电能必不可少的一项基础设施，主要是用来放置、安装电缆，而电缆是用来连接继电保护、自动控制以及通信等重要设备的桥梁，一旦电缆发生故障，可能会造成不可挽回的损失。电缆主要通过电缆沟、电缆隧道等敷设，随着电缆的广泛使用，敷设范围也变得越来越大。生活中诸多原因会引发电缆火灾，而且火焰蔓延速度特别快。近年来关于电缆引发的火灾不胜枚举，所造成的损失是无可估量的阻火隔墙主要是用来保护电缆，不断改进阻火隔墙在工程实践中具有重要意义。

二、电缆火灾分类及危害

电弧引燃的火灾。由于电缆制作工艺差和长期过负荷运行引起的电缆头爆炸而发生火灾；由于接地线被断开、接地箱被盗或者接地系统安装错误，造成的电缆护层悬浮电压高引起的火灾；电缆绝缘老化或者绝缘层受损（施工或动物破坏引起的绝缘击穿）、电缆线路重合闸加重电缆短路产生电弧也会产生电弧引燃的火灾。此类火灾占电缆火灾案例的80％以上，是引起电缆火灾的主要原因。

燃烧物引燃的火灾。由于燃烧物落入隧道或隧道内违规动火作业或隧道周围堆积可燃物等原因引起的电缆火灾，属于外部因素引起的火灾。

电缆延燃引起的火灾。由于采用了防火性能差的电缆、或没有采取电缆阻燃、防火封堵、防火涂料、防火墙等措施，造成了火灾蔓延引起的大面积火灾。

电缆着火后火势沿电缆线呈线形燃烧，燃烧释放出的热量不易散发，热量迅速积累，隧道内温度骤升，导致火势迅猛发展。电缆着火后具有沿电缆继续延烧的特点，如果不采取可靠的阻燃防火措施，就会延烧到主隧道、竖井、夹层以至控制室，扩大火灾范围和损失。

三、电缆火灾成因分析

以电弧引燃的这种火灾类型进行分析为例，电缆头在事故起点的温度一般可以达到1100℃以上，由电弧产生的高温可以把电缆中间头、铅护套和铜芯等材质熔断了，迅速引燃中间头两侧上下分层平行敷设的高压电缆；初起火灾温度约700℃，致使两侧各1.5-15ｍ范围的高压电缆皱纹铝护套全部烧熔脱落，仅留铜芯，角钢支架软化垮塌，质量很重的电缆全部掉落在隧道地面上。此后，产生了电缆延燃火灾，火场温度大约维持在400摄氏度到700摄氏度之间，使火场两侧各１５米到９０米范围沿线皱纹铝护套部分烧熔脱落，沿线角钢支架部分软化垮塌。过火区域所有电缆中间头的铝护套和铜芯完全熔断，电缆头故障区域10-30ｍ范围皱纹铝护套全部烧熔脱落，仅留铜芯，过火区域电缆角钢支架大面积垮塌，且隧道侧壁顶壁结构保护层脱落、钢筋外露。

四、电缆防火相关规定

根据《电力工程电缆设计规范》（GB50217-2007）7.0.1条之规定：对电缆可能着火蔓延导致严重事故的回路、易受外部影响波及火灾的电缆密集场所，应有适当的阻火分隔，并按工程重要性、火灾几率及其特点和经济合理等因素确定采取下列安全措施：

（1）实施阻燃防护或阻止延燃。

（2）选用具有难燃性的电缆。

（3）实施耐火防护或选用具有耐火性的电缆。

（4）实施防火构造。

（5）增设自动报警与专用消防装置。

根据《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》（GB50168-2006）7.0.1条之规定：对受外部影响着火的电缆密集场所或可能着火蔓延蔓延而酿成严重事故的电缆线路，必须按设计要求的防火阻燃措施施工。

五、改进型阻火隔墙主要内容

5.1结构设计说明

可以采用防火土加入胶结材料模压成型，并且能够做到凹凸相扣；厚度可以从480mm、360mm和240mm三中类型中选择，如下图所示。

主要结构分解说明：

（1）、（3）：凹凸相扣结构。

（2）：1500mm×800mm备用电缆穿孔。所用材料为玻璃钢，备用电缆槽盒两端长出阻火隔墙各20mm，并且用制作的和电缆槽盒一样大小的玻璃钢盖两边打孔用自供不锈钢螺丝固定。

（4）、（5）：排水口位于底部的位置。所用的材料为3mm厚的玻璃钢槽盒，两头安装有304不锈钢防小动物网，而且用30mm×30mm的铝合金角钢锚压固定。

5.2安装方法说明

（1）要对电缆沟阻火隔墙进行定位以及安装的说明，一般在电缆沟与建筑物的交界处，电缆沟的每一个交叉口，若电缆沟为直线则在间隔35m-65m处都需要安装一座阻火隔墙。根据电缆沟实际情况的不同，先决定好每段电缆沟阻火隔墙的尺寸和形状，再将安装阻火隔墙的零件提前运送到安装现场并分类放好。

（2）在安装前需要先清理电缆沟内的垃圾以及打扫周边环境的卫生，如果在电缆沟内有大块的石头或者小型动物，也要在安装前清理，防止在安装过程中出现问题。最后是对电缆沟阻火隔墙的砌筑。先用粉笔等在电缆沟两侧画上记号，标注要砌筑的尺寸。在电缆沟的两侧用防火土加入胶结材料压膜而成的防火砖砌筑，将防火砖紧贴电缆沟两侧放入沟内，防火砖的凸出部分应该与下一块防火砖的凹入部分结合，形成凹凸相扣的结构，而在电缆沟的正面同样也是用凹凸相扣的结构，但是在安装前要先在阻火隔墙上预留底部的排水口，以及1500mm×80mm的备用电缆穿孔，备用电缆槽盒的两端长出阻火隔墙各20mm，并且用制作的和电缆槽盒一样大小的玻璃钢盖两边打孔用自供不锈钢螺丝固定，等以后要更换或者增加电缆就只要将不锈钢螺丝拧下来就可以穿电缆了。

（3）将排水口装上防小动物网。砌筑完阻火隔墙后开始敷设电缆，将预先放在电缆支架上的电缆穿过电缆穿孔即可，当电缆的需求量过小时，可以用防火材料填充剩下的电缆穿孔，但是由于在敷设电缆过程中，难免会出现不匹配的现象，可以按照反步骤将阻火隔墙拆除一部分之后将电缆敷设完后重新再安装。由于创新型阻火隔墙的经济性很好，很多材料可以循环或者永久使用，所以不需要额外的投资。

5.3注意事项

（1）墙体的长宽高以及形状（但必须满足凹凸相扣）可以根据实际情况进行灵活地改动，但是防火土等防火材料需要选用防火程度高的，以保证在发生电缆故障时有足够的阻火能力。

（2）防小动物网需要使用304不锈钢或者其他不易生锈、硬度大的材料，防止在被外物腐蚀或受到冲击时而损坏；网孔的密度也不宜过大或过小，密度过大，会导致体型较小的动物误入，密度过小，会使排水功能受到影响，无法快速的将积水排尽。

（3）备用电缆穿孔的大小由电缆线的粗细决定，可以根据使用不同型号的电缆线而发生改变，如果暂时不需要使用备用电缆穿孔时，需要用普通的防火材料填充，待需要使用时再取出即可，用来固定的螺丝要用不锈钢等材料，经久耐用，防止固定不牢靠而引发的问题。

（4）阻火隔墙四周可能存在的空隙等不够密封的地方，一定要用防火材料填充，封闭密实。

六、效果验证初步

通过计算实验验证以及计算机仿真模拟相结合，从火焰传播情况、烟气含量、温度曲线和热释放速率等四个方面对隔墙在电缆火灾发生情况下进行分析。

火焰传播情况分析。隔墙使用后，一般能使电缆燃烧在90-120s之间达到峰值，在这个时间段之后，燃烧火焰减弱、传播减缓，一般不会传播到相邻区间，说明隔墙能够有效阻挡火焰的传播。

烟气含量分析。隔墙使用后，一般在起火后的600s内无明显的烟气穿过电缆井进行释放，说明隔墙在有效时间内可以抑制住烟气的蔓延，起到比较好的抑烟效果。

温度曲线分析。一般性能的隔墙，在然后600s后，区域内的温度能够达到105摄氏度，这种隔墙投入后，相对应的温度一般稳定在99摄氏度，也就说明隔墙能够吸收一部分的热量，使区域的温度有所下降，具有一定的隔热效果。

热释放速率分析。隔墙使用后，燃烧速率相对缓慢，单位时间内电缆的燃烧量有所减少，起到了阻燃的作用。

七、结语

这种隔墙具有结构简单、维护方便、安全可靠等特点，具备一定的推广价值。