電力系統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。據統計,我國發生的電纜火災事故造成巨大的直接或間接經濟損失,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,嚴重影響了企業生產和生活用電。另一方面,由于運行人員的正常監視困難,使電力設備發熱引起的事故及障礙、異常造成電網供電可靠性下降。本文通過對控制電纜火災發生原因的分析及防止方法論述,提出采用合理的防火技術和材料,可以達到預防控制電纜火災事故發生。
變電站是由一次及二次設備組成的統一整體,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重要的作用。通常控制電纜具有防潮、防腐和防損傷等特點,可以敷設在隧道或電纜溝內,敷設、維護和檢修較復雜,事故發生具有一定的隱蔽性。一旦發生電纜絕緣老化燒斷事故,就會造成不利影響和經濟損失。
1事例說明
330kV花園變電站是青海電網第一座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,承擔著西寧電網的負荷分配重任,過網負荷較大。
1.1事例一
2003年8月20日凌晨7:4O,當值運行人員發現值班樓一層有煙霧,經檢查發現煙霧來源于電纜溝。由于變電站電纜溝內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,檢查發現站內噴水池電源電纜絕緣老化發熱,外皮燃燒產生煙霧。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
某變電站多數電纜由于運行時間長,絕緣老化,當電纜外皮出現脆裂現象時,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,發現10kV小室照明(含330kV設備區施工檢修電源)電纜絕緣老化,鎧裝電纜外殼有嚴重打火現象,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,由于原配加熱回路電源電纜容量與負載不匹配,運行時造成電纜內燃,波及捆扎在一起的其它控制電纜發熱,運行人員測溫時發現溫度過高,及時向有關部門匯報并申請停電處理。與此同時,恰逢線路所經地區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、開關跳閘。事后,運行人員檢查設備時,發現匯控柜內控制電纜因發熱已經燒黑。如果短路故障發生在數小時后或控制電纜發熱發現不及時,那么控制電纜燒毀致使事故狀態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)發煙量大,且產生有毒燃燒物;
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)變電站內一旦發生控制電纜火災,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、數量、布置層次數及環境條件等因素有關。
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