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电线电缆引发火灾的原因

发表时间:2017-8-31 0:09:52

随着电力、能源行业的发展,各种电缆越来越多地运用到生产生活的各个领域,而且一般都埋入地下或进入电缆沟敷设,当电缆发生故障后,如何快速准确的查找故障点,尽快恢复供电,是长期困扰我们的难题。

三峡十年在这十年因参战各大型水电工程工业电力建设施工(青海李家峡电站、湖北三峡水电工程、广西梧州水利枢纽、云南小湾水电站建设等)多年的实际工作经验中,发现高压电缆和低压电缆的故障各有许多不同之处,高压电缆故障多以运行故障为主,且大多数是高阻故障,而高阻故障又分泄露和闪络两大类型而低压电缆故障只有开路、短路和断路三种情况(当然,高压电缆也包括这三种情况)。

无论是高压电缆或低压电缆,在施工安装、运行过程中经常因短路、过负荷运行、绝缘老化或外力作用等原因造成故障。电缆故障可概括为接地、短路、断线三类,其故障类型主要有以下几方面:

①三芯电缆一芯或两芯接地。

②二相芯线间短路。

③三相芯线完全短路。

④一相芯线断线或多相断线。

电线电缆引发火灾的原因,主要是因为过负荷、短路、接触电阻过大及外部热源作用。在短路、局部过热等故障状态及外热作用下,绝缘材料绝缘电阻下降、失去绝缘能力,甚至燃烧,进而引发火灾。火灾中电线电缆的主要特性有:

(1)火灾温度一般在800℃~1000℃,在火灾情况下,导线电缆会很快失去绝缘能力,进而引发短路等次生电气事

故,造成更大的损失;

(2)导线电缆在规定的允许载流量下有较大的过载能力;

(3)短路状态下,导线电缆会在瞬间引起绝缘材料熔化、燃烧,并引燃周围可燃物。

2 电线电缆防火性能分析

2.1 防火机理分析

2.1.1 阻燃机理

(1)在燃烧反应的热作用下,位于凝聚相的阻燃剂分解吸热, 使凝聚相内温度上升减慢,延缓了材料的热分解速度;

(2)阻燃剂受热分解后,释放出连锁反应自由基阻断剂,使火焰、连锁反应的分支中断,减缓了气相反应速度;

(3)催化凝聚相热分解固相产物,焦化层或泡沫层的形成加强了这些层状硬壳阻碍热传递的作用;

(4)在热作用下,阻燃剂出现吸热性相变,物理性地阻止凝聚相内温度升高。

2.1.2 耐火机理

(1)在电线电缆的绝缘和护套材料中加入某种添加剂,降低聚合物产生的热量,防止聚合物分解或促进绝缘和护套

材料炭化形成保护层;

(2)在线芯处增加一层云母玻璃丝带等无机绝缘材料,在绝缘和护套层被火燃蚀后,*缠包在导体上的云母耐火带

保护而继续通电,从而在着火时保持一定时间的正常运行。

2.1.3 矿物绝缘电缆机理

利用金属水合物的吸收效应使电缆具有阻燃性。例如:用Al(OH)3和Mg(OH):作为阻燃剂,高温作业下Al(OH)3为34.6%,Mg(OH)z为31%,(见反应式1及反应式2),反应分解为吸热反应,因而可以抑制高聚物的燃烧。

2AI(OH)3*Alz03+3H20-2648KJ (1)

Mg(OH)2~MgO+H20-93.3KJ (2)

2.2 电线电缆燃烧特性分类及其标准试验

电线电缆根据其本身具有的燃烧特性,可分为普通电线电缆、阻燃电线电缆、耐火电线电缆、无卤低烟电线电缆及

矿物绝缘电缆。

(1)阻燃电线电缆指难以着火并具有防止或延缓火焰蔓延能力的电线电缆。常用的标准试验为GB/T18380.3(等

同于IEC60332-1999);

(2)耐火电线电缆指在规定温度和时间的火焰燃烧下,仍能保持线路完整性的电线电缆。常用的标准试验为GB/

T12666.6(等效于IEC60331-21-1999);

(3)无卤低烟电线电缆分为阻燃型和阻燃耐火型两种。阻燃型指材料不含卤素,燃烧时产生的烟尘较少并且具有阻

止或延缓火焰蔓延的电线电缆。常用的标准试验有GB/T17650.2(等同于IEC60754-2)、GB/T17651.2(等同于

IEC61034-2)和GB/T18380.3(等同于EC60332-3)三项。阻燃耐火型在以上的基础上还需满足保持线路完整性的要求,同时常用的标准试验增加了GB/T12666.6(等效于IEC60331);

(4)矿物绝缘电缆在火焰中具有不燃和无烟无毒的性能,其本身不会因短路而引起火灾。常用的标准试验除GB/

T12666.6耐火试验外,还应针对火灾实际情况,参照英国BS标准中对电缆的试验有抗喷淋水和抗机械撞击(重物坠落)

能力的标准要求。同时,可以参照国家标准《额定电压750V及以下矿物绝缘电缆及终端》(GBl3033-1991)。