電力系統(tǒng)電纜火災事故已成為嚴重影響變電站安全運行的因素之一。據(jù)統(tǒng)計,我國發(fā)生的電纜火災事故造成巨大的直接或間接經(jīng)濟損失,是由于防火措施不完善,火勢蔓延快,難以及時撲滅,不但直接燒損了大量的電纜和設備,而且變電站停電修復時間長,嚴重影響了企業(yè)生產(chǎn)和生活用電。另一方面,由于運行人員的正常監(jiān)視困難,使電力設備發(fā)熱引起的事故及障礙、異常造成電網(wǎng)供電可靠性下降。本文通過對控制電纜火災發(fā)生原因的分析及防止方法論述,提出采用合理的防火技術(shù)和材料,可以達到預防控制電纜火災事故發(fā)生。
變電站是由一次及二次設備組成的統(tǒng)一整體,控制電纜又是其中的“大腦血管”組織,對變電站的正常運行起著至關(guān)重要的作用。通??刂齐娎|具有防潮、防腐和防損傷等特點,可以敷設在隧道或電纜溝內(nèi),敷設、維護和檢修較復雜,事故發(fā)生具有一定的隱蔽性。一旦發(fā)生電纜絕緣老化燒斷事故,就會造成不利影響和經(jīng)濟損失。
1事例說明
330kV花園變電站是青海電網(wǎng)第一座330kV樞紐變,有5條330kV線路、18條110kV出線、3臺24MVA變壓器,是西電東送的咽喉,承擔著西寧電網(wǎng)的負荷分配重任,過網(wǎng)負荷較大。
1.1事例一
2003年8月20日凌晨7:4O,當值運行人員發(fā)現(xiàn)值班樓一層有煙霧,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)煙霧來源于電纜溝。由于變電站電纜溝內(nèi)控制電纜的布置上下縱橫交錯,很難快速判斷出哪一根電纜絕緣燒損,待煙霧散去后,檢查發(fā)現(xiàn)站內(nèi)噴水池電源電纜絕緣老化發(fā)熱,外皮燃燒產(chǎn)生煙霧。因為煙霧影響了故障點查找,致使附近的控制電纜受到影響,其中330kV某線CSL一102型高頻保護電纜外絕緣發(fā)熱熔化,通道及裝置異常告警,導致某線必須進行保護退出處理。
1.2事例二
某變電站多數(shù)電纜由于運行時間長,絕緣老化,當電纜外皮出現(xiàn)脆裂現(xiàn)象時,事故隱患日顯嚴重。2005年末,施工單位在新增3號變擴建工程及110kVGIS設備改造工程的施工中,發(fā)現(xiàn)10kV小室照明(含330kV設備區(qū)施工檢修電源)電纜絕緣老化,鎧裝電纜外殼有嚴重打火現(xiàn)象,當時主控室無任何告警信號。
1.3事例三
2006年末,新投運的110kVGIS全封閉組合電器設備(某間隔)就地匯控柜內(nèi),由于原配加熱回路電源電纜容量與負載不匹配,運行時造成電纜內(nèi)燃,波及捆扎在一起的其它控制電纜發(fā)熱,運行人員測溫時發(fā)現(xiàn)溫度過高,及時向有關(guān)部門匯報并申請停電處理。與此同時,恰逢線路所經(jīng)地區(qū)的居民因蓋房子需要拉鋼筋,鋼筋繃斷反彈搭到線路引線上造成短路故障、保護動作、開關(guān)跳閘。事后,運行人員檢查設備時,發(fā)現(xiàn)匯控柜內(nèi)控制電纜因發(fā)熱已經(jīng)燒黑。如果短路故障發(fā)生在數(shù)小時后或控制電纜發(fā)熱發(fā)現(xiàn)不及時,那么控制電纜燒毀致使事故狀態(tài)下斷路器拒動引起事故擴大的可能性就非常大。
2原因分析及主要特點
2.1引起電纜火災的原因
1)控制電纜在長期過負荷或回路短路電流的長時間作用下,線芯發(fā)熱使電纜外絕緣老化燃燒;
2)控制電纜的接頭接觸不良,局部發(fā)熱導致接觸部件燃燒;
3)含油設備漏油或其它外部因素的起火波及控制電纜,如工程作業(yè)中的意外失火、電纜溝散熱防火措施不健全等;
4)控制電纜運行年久老化、絕緣層損壞;
5)控制電纜分類敷設不當致使發(fā)熱影響面擴大;
6)人為誤操作引起的控制電纜火災。
2.2電纜火災的主要特點
1)發(fā)煙量大,且產(chǎn)生有毒燃燒物;
2)火災初期不易察覺;
3)電纜通常在狹小的地下溝道內(nèi)敷設,不利于及時進行燃燒點撲救;
4)電纜溝、電纜豎井縫隙多,通風助長火勢蔓延;
5)變電站內(nèi)一旦發(fā)生控制電纜火災,其影響面廣且造成的損失嚴重;
6)電纜著火后迅速自熄,未釀成事故的實例也存在,主要與電纜形式、數(shù)量、布置層次數(shù)及環(huán)境條件等因素有關(guān)。