探秘电缆隧道及综合管廊火灾特点及探测技术

  随着我国经济社会的快速发展，电力作为工业生产的重要能源应用广泛。国内长距离输电，除架空高压输电外主要靠电缆隧道。由于电缆隧道环境恶劣，一旦发生火灾，火势很难控制，损失严重，所以电力传输安全问题已经引起高度重视。据有关资料统计（参考中国火灾统计年鉴，以下数据截至2013年），近20年来我国火电厂发生电缆火灾140多次，有24个电厂发生过两次及以上电缆火灾，70％以上的电缆火灾损失严重。电缆火灾严重威胁经济发展，造成了不良的社会影响，对隧道结构的安全也有巨大的破坏力。

  从2013年开始，国家出台了《国务院关于加强城市基础设施建设的意见》（国发［2013］36号）、《国务院办公厅关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见》（国办发［2015］61号）一系列政策和法规，要求稳步推进城市地下综合管廊的建设。而综合管廊集中敷设电力电缆线路的电力舱也面临与电缆隧道类似的问题。

  电缆隧道及综合管廊电力舱火灾原因根据火源的不同可以分为以下几种：

  隧道电缆接地或相间短路引起的火灾；

  电缆隧道附属设施（如照明系统、通风设施电源等）电气故障引起的火灾；

  隧道电缆接头故障引起的火灾；

  电缆制造缺陷及设计施工违规引发的火灾或因各种保护装置调节不当失灵引发的火灾；

  隧道施工等采用明火引起的火灾。

  电缆隧道及综合管廊电力舱火灾具有以下特点

  （１）起火迅速，火势猛烈，不易控制。电缆隧道及综合管廊电力舱中电缆密集且数量巨大，一旦某根电缆起火，会很快波及相邻电缆，造成电缆的成束延燃，并引起短路造成火灾快速蔓延，火势猛烈，难以控制。

  （２）高温有毒烟雾积聚，严重威胁人员生命安全。由于隧道或管廊是地下建筑物，隧道内横截面窄而狭长，电缆燃烧时，会产生大量的有毒热浓烟（主要是氯化氢气体），并使隧道中温度普遍升高，强烈的剧毒烟雾、燃烧气化的金属粉尘会给火灾救援人员造成严重的伤害。

  （３）抢险救援十分困难，损失严重。隧道或管廊空间狭小，能见度差，火灾时烟雾弥漫，很难发现着火点，扑救困难，火灾危害性和破坏性大；且火灾后恢复运行时间长，难度大，造成企业大面积停产，损失惨重。

  电缆隧道及综合管廊作为城市及工业企业电力、通信控制电缆的输送通道，连接着各处的用电设备，是工业火灾防控中的重中之重。大量的电缆隧道火灾表明，一旦电缆隧道引发火灾，如果不能及早发现并采取措施，使大火蔓延到控制室等，不仅经济损失巨大，甚至会导致全厂停产，对社会造成严重后果。因此，预防和控制电缆隧道及综合管廊电力舱火灾的发生意义重大。

  电缆隧道及综合管廊电力舱火灾探测应用技术

  隧道或管廊一般情况下是空间较小的狭长结构，两侧分布电缆桥架，情况较为复杂。电缆过热火灾是阴燃或者火焰被电缆桥架遮挡，且电缆隧道内烟尘大，温度高，湿度大，通常不使用感烟类或感光类探测报警系统进行电缆隧道火灾探测。另外，电缆隧道及综合管廊电力舱中工况条件恶劣，存在大量的电磁干扰、机械振动和工业尘埃，常规传感器很难正常工作。

  GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》中规定：无外部火源进入的电缆隧道应在电缆层上表面设置。线型感温火灾探测器；可能有外部火源进入的电缆隧道，在电缆层上表面和隧道顶部均应设置线型感温火灾探测器。线型感温火灾探测器应采用接触式敷设方式对隧道内的所有动力电缆进行探测；缆式线型感温火灾探测器应采用“Ｓ”形布置在每层电缆的上表面，线型光纤感温火灾探测器应采用一根感温光缆保护一根动力电缆的方式，并沿动力电缆敷设。以上是在电缆隧道中火灾实体试验基础上做出的规定，只有达到此要求，线型感温火灾探测器才能及时响应。

  GB50838-2015《城市综合管廊工程技术规范》规定：应在电力电缆表层设置线型感温火灾探测器，并应在舱室顶部设置线型光纤感温火灾探测器或感烟探测器。

  根据现有火灾探测报警技术的发展，线型感温火灾探测器包括：缆式线型感温火灾探测器、线型光纤感温火灾探测器（包括分布式光纤和准分布式光纤光栅线型感温火灾探测器）。

  缆式线型感温火灾探测器近几年已得到了广泛应用，其利用热敏材料的感温特性进行探测，感温电缆的电阻会随温度变化而变化，通过对电缆电阻测量并进行分析与判断，进行温度测量与火灾探测，具有安全、可靠、灵敏度高、成本低等优点。

  光纤类火灾探测技术采用光纤的物理特性原理，利用温度对光纤内传输光的强度或波长的影响进行温度探测与定位，具有长距离传输、不受电磁干扰、自身防爆等优点。