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        論電力電纜的安全運(yùn)行與防火技術(shù)

        2022-11-25 05:52:14國網(wǎng)上海市電力公司奉賢供電公司
        電力設(shè)備管理 2022年8期
        關(guān)鍵詞:故障

        國網(wǎng)上海市電力公司奉賢供電公司 潘 婷

        1 什么是電力電纜

        常規(guī)電纜有以下幾個組成部分:線芯層、絕緣層、屏蔽層和保護(hù)層。線芯層是導(dǎo)電部分,它是電力電纜的重要組成部分,主要用于電能的輸送[1]。絕緣層顧名思義就是將各電氣單元彼此隔離的保護(hù)層,它能保證電能的輸送,防止漏電,在電力電纜結(jié)構(gòu)中也是不可缺少的一部分。屏蔽層這一層基本上在15kV 及以上的電力電纜中都能看到,功能與絕緣層類似。保護(hù)層的作用是保護(hù)整條線纜不受外力的損壞,確保線路能夠正常運(yùn)行。

        通常來講,我們會根據(jù)電壓的數(shù)值來對電纜進(jìn)行分類,如:35kV 及以下的中、低壓電力電纜,達(dá)到110kV 以上的被稱為高壓電纜,達(dá)到275~800 kV 以上的是超高壓電纜[2],還有達(dá)到1000kV 及以上的則被稱為是特高壓電纜,同時還有根據(jù)絕緣材料進(jìn)行的分類等。

        2 電力電纜的運(yùn)行

        由于單一的電力電纜無法工作,所以接下來要探討整體電力線路的運(yùn)行。輸送電能的線路,其組成單元通常有:電纜本體、中間接頭、線路頭等,同時還需要建設(shè)相應(yīng)的設(shè)施如電纜溝、隧道等。

        電纜線路運(yùn)行工作,需要著重做好的工作有以下幾個方面:負(fù)荷監(jiān)視、溫度監(jiān)視、腐蝕監(jiān)視與絕緣監(jiān)督。

        2.1 負(fù)荷監(jiān)視

        電纜能通過的電流值一般是根據(jù)橫截面積、絕緣種類等來規(guī)定的,并利用相關(guān)設(shè)備實(shí)時檢測作為主要負(fù)荷監(jiān)視手段,避免由于線纜的絕緣層超過了可承受的最高溫度而導(dǎo)致使用時間大大降低。

        2.2 溫度監(jiān)視

        電纜的溫度監(jiān)測,一般都是在夏季,或者是地區(qū)用電負(fù)荷最大時進(jìn)行。在測量電線溫度時,需要進(jìn)行參照物的溫度測量,以便達(dá)到相應(yīng)的參照條件。

        2.3 腐蝕監(jiān)視

        在線路鋪設(shè)時周圍的土壤環(huán)境難以改變,這其中發(fā)生各種腐蝕的風(fēng)險就會相當(dāng)高,因此電纜附近的土壤需要定期進(jìn)行相應(yīng)的酸堿值檢測,避免出現(xiàn)外層保護(hù)層因腐蝕出現(xiàn)破裂或損壞,造成不必要的損失。

        2.4 絕緣監(jiān)督

        通常情況下,我們做完預(yù)防性試驗(yàn)后,需要對線路的外層進(jìn)行直流電壓的通過檢測來發(fā)現(xiàn)并消除外護(hù)層的缺陷,因?yàn)楸Wo(hù)層對每條電纜線路來講都相當(dāng)重要,及時發(fā)現(xiàn)電纜線路中絕緣薄弱的位置,則是至關(guān)重要的工作[3]。

        3 故障檢測尋找

        上面我們已經(jīng)提到了關(guān)于電纜線路正常運(yùn)作所需要做的一下常規(guī)監(jiān)督手段,但畢竟人力有限,在整個線路的運(yùn)行過程中,出現(xiàn)問題的可能性不會因?yàn)樗械陌卜拦ぷ鞫家炎龅蕉?,因此,我們依舊要針對一些常規(guī)的故障進(jìn)行檢測。通常電纜發(fā)生故障后,我們的操作步驟如下:

        3.1 故障性質(zhì)確定

        根據(jù)故障發(fā)生時出現(xiàn)的情況,先初步判斷故障類型,確定故障,如電阻故障、短路還是斷路以及其他的情況[4]。

        3.2 故障點(diǎn)燒穿

        在發(fā)生故障時,可以將以一些高阻故障通過燒穿的方式,從而變成低阻故障,這樣的話便于下一步的測算工作繼續(xù)。

        3.3 粗測

        這一步就是利用專用的測量儀器,在電纜的任意一側(cè)對故障的距離進(jìn)行初步的測算,以便順利找到故障發(fā)生的位置。

        3.4 路徑測尋

        利用一些方法精確探測,如音頻感應(yīng)探測法,找出故障電纜的鋪設(shè)路徑甚至是線路的埋設(shè)深度。而音頻感應(yīng)探測法就是一種需要向線纜中接入音頻信號電流后并根據(jù)接收到這種信號的強(qiáng)弱來判斷路徑的方法。

        上述的流程就是一個故障點(diǎn)的正常的尋找方法,當(dāng)然,通過不斷實(shí)踐,我們的故障探尋方法也出現(xiàn)了很多,常用的還有如:沖擊放電法、聲磁同步檢測等都是能夠找到故障發(fā)生位置方法。

        4 電纜防火工作

        從經(jīng)驗(yàn)來看,在整個電力電纜線路的運(yùn)維工作中,防火一直都是重中之重,因?yàn)槠渌绊懙姆秶容^巨大,因此本節(jié)內(nèi)容,將重點(diǎn)解讀電力電纜的防火工作。

        4.1 起火原因

        在電力線路中,電纜使用的比重正逐漸增加。許多的用電、產(chǎn)電、輸電企業(yè)都在大量使用電力電纜,因此一旦發(fā)生線路起火的情況,勢必會引起諸如停工、停產(chǎn)等情況發(fā)生。此外,在發(fā)生相應(yīng)火情時,由于絕緣材料的關(guān)系,還會產(chǎn)生大量濃煙與有毒氣體,這不僅會污染環(huán)境,還會危及人員的生命財產(chǎn)安全。為此,電力電纜應(yīng)該怎樣做防火工作呢?首先要做的是及時排查起火原因,一般情況下,電纜線路的的絕緣層是由一些可燃但絕緣的材料組成,雖然可以保證內(nèi)外絕緣,但也導(dǎo)致電纜因此具有燃燒起火的可能性。

        一般來講,導(dǎo)致電纜起火的原因有以下幾點(diǎn):

        絕緣層損壞導(dǎo)致短路。電纜的鉛皮在線路的鋪設(shè)過程中如果被損壞,或者是在運(yùn)輸過程中絕緣層受到損壞,都會引起電纜的絕緣擊穿情況出現(xiàn),從而導(dǎo)致電纜的發(fā)生燃燒起火的情況。

        長時間過載運(yùn)行。電纜絕緣材料并不是在任何溫度下都可以正常運(yùn)行。長時間的高負(fù)荷運(yùn)行,極易導(dǎo)致線路溫度超過正常發(fā)熱的最高溫度,從而使絕緣層出現(xiàn)老化的情況。眾所周知,如果線纜的絕緣層老化,就會大大降低絕緣材料的絕緣性能,從而導(dǎo)致發(fā)生線路起火燃燒的概率增加,嚴(yán)重的可能會順著整條線路發(fā)生多出起火燃燒的情況。

        高差淌、漏油。在一些油浸電纜鋪設(shè)過程中,如果出現(xiàn)高差較大的情況,就極有可能出現(xiàn)如淌油、漏油的情況,這種現(xiàn)象造成的結(jié)果就是:位于高處電纜由于油料流失變得過于干燥,使得電纜的熱阻提升,絕緣焦化而變得容易出現(xiàn)絕緣擊穿的情況,而處在低處的電纜,會因?yàn)橛土系姆e聚從而使電纜接頭的位置壓力上升,從而出現(xiàn)漏油的現(xiàn)象,大大增加了起火的概率。

        接頭盒絕緣擊穿現(xiàn)象。電纜接頭盒的接頭如果在操作過程中有焊接不牢的情況,或者是材料選擇不適用的問題,那么在運(yùn)行過程中極有可能出現(xiàn)如氧化、過熱、凝膠軟化等情況;在制作中間接頭時,如果灌注的絕緣劑質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn);電纜盒密封效果不良,甚至出現(xiàn)損壞等情況,都可能引起絕緣擊穿,造成短路,這就會促使線路按出現(xiàn)起火的情況發(fā)生。

        外部火種、熱源導(dǎo)致線路起火。當(dāng)一些其他位置,如鍋爐系統(tǒng),其制粉系統(tǒng)或者輸煤線路發(fā)生粉塵燃燒情況;蒸汽管道附近線路遭受長時間烘烤的情況;化學(xué)制品對線路造成酸堿不同程度的腐蝕情況以及工業(yè)電焊濺起的火花等等,都是能夠生火情的因素,因此這些位置的檢測也是工作重心之一。

        4.2 起火撲救

        既然前面已經(jīng)提到了一些電纜起火的原因,那么針對電纜一旦著火的情況,應(yīng)采取的撲救措施應(yīng)當(dāng)有以下幾個步驟:

        4.2.1 迅速切斷起火電纜電源

        電纜起火燃燒,不管是什么原因造成的,首要工作都應(yīng)當(dāng)是立即切斷電源,其次才是撲滅明火,排查暗火的操作,最后還要根據(jù)起火的特征來認(rèn)真檢查,找出相應(yīng)的事故發(fā)生點(diǎn)。

        4.2.2 電纜溝內(nèi)起火的切斷

        當(dāng)電纜溝中線路起火時,那么在同溝并排的所有電纜都有可能受到波及從而同時起火燃燒,這就需要同時切斷溝內(nèi)所有電源。

        4.2.3 關(guān)閉隔火門,阻隔火勢蔓延

        當(dāng)線路通道內(nèi)起火時,為了有效避免因空氣流通導(dǎo)致火勢難以控制,需要迅速關(guān)閉隔火門,阻止空氣進(jìn)入,從而達(dá)到迅速滅火的目的。

        4.2.4 做好人身防護(hù)

        電纜起火通常都會產(chǎn)生大量濃煙與有害氣體,因此在救火過程中,撲救人員需做好防護(hù),穿戴相應(yīng)的防火防電設(shè)備后再進(jìn)入火場。

        4.2.5 滅火器材選用

        在滅火時,除常規(guī)的干粉滅火器、二氧化碳滅火器以外,有條件的也可以使用砂土來進(jìn)行覆蓋滅火,但如果是用水滅火,最好使用噴霧水槍。

        4.3 常規(guī)維護(hù)

        線路運(yùn)行保持額定負(fù)荷。電力線路在正常運(yùn)行時,一般不允許超過額定負(fù)荷工作,若是必須超負(fù)荷運(yùn)行,那么就需要嚴(yán)格控制運(yùn)行時間,避免過長,造成線路過熱發(fā)生起火。

        遵守電纜敷設(shè)規(guī)定。敷設(shè)電纜時需要盡可能遠(yuǎn)離熱源,如無法避免,則需要保持相應(yīng)的距離,并采取隔熱措施。

        定期巡檢維護(hù)。對電力電纜應(yīng)定期巡檢,需要同時測量相應(yīng)位置的空氣溫度、電纜溫度,更要對大容量電纜以及對應(yīng)接頭盒的溫度做好相應(yīng)記錄,對于異常數(shù)據(jù)要及時發(fā)現(xiàn)并處理。

        密閉孔、洞,設(shè)置防火門及隔墻。為了在起火時能夠很好地遏制火勢蔓延,必須將所有線路需要穿越進(jìn)入的位置密封。對線路隧道等設(shè)置防火隔墻及防火門。通常情況下,這類設(shè)施都應(yīng)當(dāng)是常閉狀態(tài),這樣即便發(fā)生火情,也可以進(jìn)行有效的火情隔離或限制燃燒等工作,從而阻止火勢蔓延。

        線路通道需清潔、通風(fēng)。避免在隧道、通道內(nèi)出現(xiàn)雜物堆放、垃圾填埋等情況,如出現(xiàn)例如積水、漏油的情況,務(wù)必及時處理,在線路運(yùn)行過程中,保持通風(fēng),維持標(biāo)準(zhǔn)的工作環(huán)境。

        保證隧道、溝道照明情況良好。在相應(yīng)的隧道、溝道中,需要保持良好的照明狀態(tài),并在有上下出口的隧道口、溝道口常備專用的上下梯設(shè)備,便于在進(jìn)行各項(xiàng)檢查及火情撲救時人員設(shè)備的進(jìn)入與退出。

        嚴(yán)禁各類明火進(jìn)入規(guī)定作業(yè)區(qū)內(nèi)。在需要防火的范圍內(nèi)附近進(jìn)行明火作業(yè)時,需要密切監(jiān)控火種的位置,做好必要的防火措施,避免火源與線路的直接或密切接觸。

        定期進(jìn)行檢修。按照相應(yīng)的規(guī)章制度與電纜運(yùn)行的實(shí)際情況,需要定期對電纜進(jìn)行檢修,以便及時發(fā)現(xiàn)、處理缺陷,排查潛在隱患,保證電纜運(yùn)行安全,特別是避免火災(zāi)發(fā)生。

        4.4 防火電纜的運(yùn)用

        現(xiàn)如今,隨著企業(yè)越來越重視生產(chǎn)安全工作,因此在選用選用關(guān)鍵設(shè)備時所采用的材料方向也傾向于安全為主,因此,防火電纜也在這種條件下誕生。

        防火電纜,是在進(jìn)行過燃燒測試能夠經(jīng)受住一定燃燒考驗(yàn)的新型電纜,這種測試可能是:點(diǎn)燃線路并撤去火源后,火焰僅在特定范圍內(nèi)燃燒或能自行熄滅的狀態(tài)。目前,業(yè)內(nèi)習(xí)慣將具有阻燃、無鹵低煙、低鹵低煙、耐火等類似性能的電纜稱為防火電纜[5]。

        4.4.1 阻燃電纜

        阻燃電纜的特點(diǎn)是降低火勢蔓延的速度,從而保證火情控制在一定范圍,而且這種電纜也因?yàn)樯a(chǎn)成本比較低,從而成為了防火電纜中被大量使用的品種。

        4.4.2 無鹵低煙阻燃電纜

        無鹵低煙電纜的特點(diǎn)是在具有良好阻燃性的情況下,同時還降低了煙霧、粉塵等產(chǎn)生的濃度,大大降低了火情對人員、設(shè)備的傷害,這就有利于在發(fā)生火情時的安保部門及時救援。

        4.4.3 低鹵低煙阻燃電纜

        低鹵低煙阻燃電纜的特點(diǎn)與無鹵低煙電纜的特點(diǎn)類似,但低鹵低煙阻燃電纜煙霧濃度指標(biāo)、粉塵產(chǎn)生指標(biāo)等方面卻處于前兩者的中間,也就是說,如果阻燃電纜是1,無鹵低煙阻燃電纜是2的話,那么低鹵低煙阻燃電纜就可能是1.5。

        4.4.4 耐火電纜

        耐火電纜的特點(diǎn)是耐火阻燃性極高,可以在線路已經(jīng)發(fā)生起火燃燒的情況下,仍然保持正常運(yùn)行一段時間,即便是伴隨起火后已經(jīng)水噴淋的情況下,整條耐火電纜的線路依舊可以完整運(yùn)行。

        據(jù)目前的實(shí)踐了解來看,已經(jīng)有不少企業(yè)開始在電力線路的敷設(shè)過程中使用一些相關(guān)的防火電纜,企圖在除去基礎(chǔ)防護(hù)以外,在材料運(yùn)用方面遏制電纜線路起火的可能性。

        5 結(jié)語

        總體來說,電纜線路能否正常、安全的運(yùn)行,其直接關(guān)系到整個電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定與發(fā)展,不僅僅只用電企業(yè)、產(chǎn)電企業(yè)幾方面的問題,只有從電纜生產(chǎn)、運(yùn)輸、敷設(shè)、安裝、檢測等各個方面同時加強(qiáng)管控,同時在驗(yàn)收過程中嚴(yán)格質(zhì)量把關(guān),才有可能將電纜線路故障的發(fā)生概率降至最低,也才能保障線路長期且穩(wěn)定的安全運(yùn)行。

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