控制电缆事故原因分析及其防范措施.doc

控制电缆事故原因分析及其防范措施电力系统电缆火灾事故已成为严重影响变电站安全运行的因素之一。据统计，我国发生的电缆火灾事故造成庞大的直接或间接经济损失，是由于防火措施不完善，火势蔓延快，难以及时扑灭，不但直接烧损了大量的电缆和设备，而且变电站停电修复时间长，严重影响了企业生产和生活用电。另一方面，由于运行人员的正常监视困难，使电力设备发热引起的事故及障碍、异常造成电网供电可靠性下降。本文通过对控制电缆火灾发生原因的分析及防止方法论述，提出采纳合理的防火技术和材料，可以达到预防控制电缆火灾事故发生。变电站是由一次及二次设备组成的统一整体，控制电缆又是其中的“大脑血管〞组织，对变电站的正常运行起着至关重要的作用。通常控制电缆具有防潮、防腐和防损伤等特点，可以敷设在隧道或电缆沟内，敷设、维护和检修较复杂，事故发生具有一定的隐蔽性。一旦发生电缆绝缘老化烧断事故，就会造成不利影响和经济损失。1事例说明330kV花园变电站是青海电网第一座330kV枢纽变，有5条330kV线路、18条110kV出线、3台24MVA变压器，是西电东送的咽喉，承当着西宁电网的负荷分配重任，过网负荷较大。2003年8月20日凌晨7：4O，当值运行人员发现值班楼一层有烟雾，经检查发现烟雾来源于电缆沟。由于变电站电缆沟内控制电缆的布置上下纵横交错，很难快速判断出哪一根电缆绝缘烧损，待烟雾散去后，检查发现站内喷水池电源电缆绝缘老化发热，外皮燃烧产生烟雾。因为烟雾影响了故障点查找，致使四周的控制电缆受到影响，其中330kV某线CSL一102型高频保护电缆外绝缘发热熔化，通道及装置异常告警，导致某线必须进行保护退出处理。1．2事例二某变电站多数电缆由于运行时间长，绝缘老化，当电缆外皮出现脆裂现象时，事故隐患日显严重。2005年末，施工单位在新增3号变扩建工程及110kVGIS设备改造工程的施工中，发现10kV小室照明(含330kV设备区施工检修电源)电缆绝缘老化，铠装电缆外壳有严重打火现象，当时主控室无任何告警信号。1．3事例三2006年末，新投运的110kVGIS全封闭组合电器设备(某间隔)就地汇控柜内，由于原配加热回路电源电缆容量与负载不匹配，运行时造成电缆内燃，波及捆扎在一起的其它控制电缆发热，运行人员测温时发现温度过高，及时向有关部门汇报并申请停电处理。与此同时，恰逢线路所经地区的居民因盖房子需要拉钢筋，钢筋绷断反弹搭到线路引线上造成短路故障、保护动作、开关跳闸。事后，运行人员检查设备时，发现汇控柜内控制电缆因发热已经烧黑。如果短路故障发生在数小时后或控制电缆发热发现不及时，那么控制电缆烧毁致使事故状态下断路器拒动引起事故扩展的可能性就非常大。2原因分析及主要特点2．1引起电缆火灾的原因1)控制电缆在长期过负荷或回路短路电流的长时间作用下，线芯发热使电缆外绝缘老化燃烧；2)控制电缆的接头接触不良，局部发热导致接触部件燃烧；3)含油设备漏油或其它外部因素的起火波及控制电缆，如工程作业中的意外失火、电缆沟散热防火措施不健全等；4)控制电缆运行年久老化、绝缘层损坏；5)控制电缆分类敷设不当致使发热影响面扩展；6)人为误操作引起的控制电缆火灾。2．2电缆火灾的主要特点1)发烟量大，且产生有毒燃烧物；2)火灾初期不易察觉；3)电缆通常在狭小的地下沟道内敷设，不利于及时进行燃烧点扑救；4)电缆沟、电缆竖井缝隙多，通风助长火势蔓延；5)变电站内一旦发生控制电缆火灾，其影响面广且造成的损失严重；6)电缆着火后迅速自熄，未酿成事故的实例也存在，主要与电缆形式、数量、布置层次数及环境条件等因素有关。2．3电缆燃烧的特性分析1)电缆绝缘和保护层材料的选择，虽然以油、纸、沥青等为绝缘材料的电缆已被明令淘汰，但更新换代需要一个过程，许多老变电站仍然有部分在使用；2)目前变电站内大量使用的各类电缆绝缘材料和保护层采纳可燃的有机物，分别为聚乙烯、交联聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、天然橡胶等。这些材料的氧指数在l9及以下，一般在300oC～400℃的环境下即能引燃，并且燃烧时发热量比同等重量的煤炭高。所以，采纳这些材料制作的电缆一旦着火就不能自熄；3)电缆燃烧时产生大量烟气，其中毒气体达到一定浓度时，就会损害人体健康甚至危及生命；4)对单根聚氯乙烯电缆做燃烧试验显示不出延燃性，但在多根电缆群体敷设的大规模状况下，一旦电缆着火，由于电缆互相供给燃烧质造成大范围的高温，致使电缆形成延燃不会自熄，在供给相同空气量的状况下，水平敷设比垂直敷设时的延燃速度及火焰传播速度小。3变电站防火阻燃措施3．1传统类3．1．1采纳耐火电缆和阻燃电缆耐火电缆是燃烧条件下仍能在规定时间(约4h)内坚持通电的电缆，以满足发生火灾时应急通道的照明、广播、防火报警、自动消防设施及其它应急设备的正常使用，保证人员及时疏散。该电缆具有