CN102553107B - 一种电力隧道消防系统的设置方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电力隧道消防系统的设置方法，该方法包括以下步骤：1)对电缆采用防火措施；2)对电力隧道内的建筑物周围采用消防措施；3)在电力隧道内设有消防给水设备；4)在电力隧道内设有消防电气；5)在电力隧道内设有消防探测子系统、消防报警子系统；6)在电力隧道内设有消防通风设备。与现有技术相比，本发明具有方法简单、易实施，能保证电力隧道内的消防安全等优点。
Description
技术领域
本发明涉及消防系统领域，尤其是涉及一种电力隧道消防系统的设置方法。
背景技术
随着国民经济高速发展及全民生活水平的不断提高，上海电网的负荷量逐年攀升。为适应上海电力系统发展的需要，缓解中心城区供电压力，500kV变电站已深入市中心，市区内的500kV输电线路将采用电力电缆。500kV电缆因其输送容量的要求，对电缆周围的散热要求较高，原先上海常用的排管、直埋、电缆沟等敷设方式已不适合500kV电缆的需要。因此建设电力专用隧道成为500kV电缆敷设的主要方式。
对于电力专用隧道，除须考虑该电缆隧道内电缆敷设要求外，还要对电缆在隧道内的辅助设施，包括通风系统、动力系统、照明系统、排水系统、监测系统、通讯系统、消防系统、接地系统等各环节在隧道设计时一并考虑，以确保隧道内电缆敷设和安全运行。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种方法简单、易实施，能保证电力隧道内的消防安全的电力隧道消防系统的设置方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种电力隧道消防系统的设置方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)对电缆采用防火措施；2)对电力隧道内的建筑物周围采用消防措施；3)在电力隧道内设有消防给水设备；4)在电力隧道内设有消防电气；5)在电力隧道内设有消防探测子系统、消防报警子系统；6)在电力隧道内设有消防通风设备。
所述的步骤1)为，采用阻燃外护套的交联电缆，并设有继电保护装置，在电缆接头附近的电缆表面设有防火包带，在贯穿墙壁的部位设有防火涂料和密封填料，确保密封性。
所述的步骤2)为，工作井与电缆隧道通过层相接处设置防火墙、防火门，室内装修采用非燃烧材料，钢结构建构筑物涂设有防火涂料。
所述的步骤3)具体为，在隧道区段设置防火分区，防火分区两头各设甲级防火门，每个防火分区内设置SN65单阀单出口室内消火栓，每段隧道设有前后2个工作井，每个工作井外设置水泵接合器，该水泵接合器与SN65单阀单出口室内消火栓连接。
所述的步骤4)为，各台EPS装置均采用双电源供电，隧道内防火门采用手动及火灾报警联动控制，工作井内防火阀采用火灾报警联动控制。
所述的步骤5)为，每个电缆通道设置分布式光纤火灾探测系统，所述的光纤火灾探测系统包括感温光纤、感温监测主机和通信系统、火灾报警控制主机、火灾报警控制分机，所述的火灾报警控制主机设置于隧道监控中心，可以通过EthernetTCP/IP接口或者RS232/485等多种接口和外界进行通信，所述的隧道监控中心设置消防专用电话总机，所述的火灾报警控制分机设置在电力电缆隧道工作井内。
所述的步骤6)为，电力电缆隧道每隔100m设一个防火分区，防火分区两端设防火分隔及甲级防火门，防火分区两端工作井内设有送排风机。
与现有技术相比，本发明方法简单、易实施，能保证电力隧道内的消防安全。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
本发明包括以下步骤：
步骤一：电缆隧道防火分析
1.1电缆敷设方式
在此次500kV电缆隧道内使用的强弱电缆均为采用阻燃外护套的交联电缆，并安装继电保护装置。在电缆接头附近的电缆表面采用防火包带的加强保护方式，在贯穿墙壁的部位采用防火涂料与密封填料，确保密封性。
1.2电缆可燃性分析
①交联电缆
本工程中使用的电缆交联电缆。交联电缆是“固态”绝缘的代表产品。聚乙烯树脂本身是一种常温下电性能极优的绝缘材料。用辐照或化学方法对它进行交联处理，使其分子由原来的线型结构变成网状立体结构，从而改善材料在高温下的电性能和机械性能。用这种材料作高压电缆的绝缘可以不用绝缘油之类的液体，是一种干式绝缘结构。
聚乙烯树脂经交联工艺处理后，大大提高了耐热性和机械性能。由于耐热性能好，其正常工作温度达90oC，比充油电缆高，因而在同一导体截面时，载流量比后者高。
由于交联电缆是干式绝缘结构不需敷设供油设备.这样给线路敷设和施工带来很大的方便.施工现场火灾危险也相对较小。
②阻燃护套
为保证工程安全，电力公司在此次500kV电缆招标中要求生产厂家提供采用阻燃护套的交联电缆。
阻燃电缆一般为挤塑绝缘电缆的护层乃至绝缘材料中掺入阻燃剂，以提高阻止延燃性，并保持电气、机械性能和耐久寿命。阻燃电缆的特点是延缓火焰沿着电缆蔓延使火灾不致扩大。在施加火源的情况下虽燃烧，但经过一定时间后会自熄。因此即使电缆被点燃，在没有可维持的外界火源的情况下，电缆应不会延燃。无论是单根线缆还是成束敷设的条件下，电缆被燃烧时能将火焰的蔓延控制在一定范围内，因此可以避免因电缆着火延燃而造成的重大灾害，从而提高电缆线路的防火水平。
为了评定线缆的阻燃性能优劣，国际电工委员会分别制定了IEC60332-1、IEC60332-2和IEC60332-3三个标准。IEC60332-1和IEC60332-2分别用来评定单根线缆按倾斜和垂直布放时的阻燃能力(国内对应GB12666.3和GB12666.4标准)。IEC60332-3(国内对应GB12666.5-90)用来评定成束线缆垂直燃烧时的阻燃能力，相比之下成束线缆垂直燃烧时在阻燃能力的要求上要高得多。
而电缆合同中明确电缆成品需通过IEC60332-3中规定的防火试验标准。
这是成束电缆的阻燃标准。试验规定，成束3.5m长的电缆试样用铁丝固定在梯形测试架上，试样数量按不同分类所要求的非金属物料决定。试样垂直挂在燃烧炉背壁上，空气通过底板上的进气口引入燃烧炉。丙烷平面燃烧器以750℃的火焰与试样接触，试样在强制吹风(气流排放5m3/min，风速0.9m/s)的情况下，必须在垂直燃烧20分钟内燃不起来，电缆在火焰蔓延2.5米以内自行熄灭。
以此应该标准测试，本工程中使用的500kV电缆应具备良好的阻燃防火能力。
③继电保护装置
另外，本电缆的电力系统中采用了继电保护装置。
电缆本身着火事故主要发生在35kV以下中性点不接地电力系统中，由于发生单相接地故障未能及时处理而引起着火事故，但在110kV以上的电力系统中一般都采用中性点直接接地方式，且设有灵敏度很高的继电保护装置，能在0.6秒之内的时间将故障点从电力系统隔离；因此，虽然电力系统接地故障电流较大，但故障持续时间极短，因而由故障电流所产生的能量并不大，很难引起电缆着火而燃烧。
1.3其他材料可燃性分析
隧道内除500kV电缆外，其他电压等级的电力电缆也均采用带继电保护装置的交联电缆；其余控制光缆、信缆敷设在防火线缆槽中，具有良好的阻燃防火能力。
经分析隧道内除线缆外其余材料如不锈钢支架、其余设备等一般不易燃。隧道建成后进出人员均为电力系统专业人员，了解电力工作规范及要求。
1.4防火措施的有效性验证
经过高压电力隧道的电缆燃烧试验，证明高压电缆隧道中相关预防性防火措施和消防措施的有效性。
在试验中通过外加火源使隧道内形成起火的初始环境，了解隧道内电缆在不带电情况下(由于采用完善的电力系统保护措施，电缆能在故障瞬间切断电源)的燃烧特性，及火情范围。
试验从阻燃性能、气体毒性、透光度等方面对电缆燃烧后的情况进行了数据采集和分析。从该试验可以得出以下推论：
1)试验电缆的阻燃性能良好，烧损范围较小，撤去试验火源后试样上的火焰能立刻自熄；试验使用的阻燃电缆、防火包带、防火槽盒三种防火措施均有良好的防火效果；
2)试验电缆的燃烧发烟性尚好，在低风速情况下两组试样同时供火时的最小烟密度仍大于30％；
3)在各种试验条件下，隧道内的烟气浓度均不能使实验小鼠死亡，说明电缆燃烧时的烟气毒性不大。但两组试样同时供火时的小鼠运动图谱显示，小鼠的运动频率提高，小鼠受到的烟气刺激增大，说明燃烧散发的气体对动物还是有一定的影响；
4)从空烧试验的结果可以比较明显地证明，电缆参与燃烧物质少，产生的热量有限，隧道内温度升高的主要热源是供火火源；
5)试验过程中隧道内的空气流速对烟密度最小透光率以及隧道内的温度和烟气浓度都有影响。
电力系统保护措施：1)隧道内电缆线路不采用重合闸；2)继电保护措施保证在过负荷或电网故障时能将故障线路快速切除；3)主要线路使用电缆温度监测系统。
隧道内电力电缆预防性防火措施：1)隧道内敷设交联电缆绝缘、外护套阻燃的阻燃电缆；2)电缆接头全部采用预制式或更可靠的产品，在电缆接头两侧及相邻电缆2～3m长的区段使用防火包带。
隧道本体防火措施：1)光缆、低压动力电缆和控制电缆采用专用槽盒或穿管敷设；2)配置独立的火灾自动报警系统；3)电缆进出隧道使用防火封堵；4)出入口红外线监视系统。
步骤2)：建筑消防
2.1危险等级
本隧道按中危险级、A类火灾设置灭火器，工作井、出入口及隧道内按规范要求设置磷酸铵盐干粉灭火器。
2.2建筑设计
工作井的耐火等级为一级，每个井为一个防火分区，井与电缆隧道通过层相接处设置防火墙、防火门等，室内装修采用非燃烧材料。钢结构建构筑物涂防火涂料，耐火等级为一级。
2.3消防设施
构筑物的耐火等级、防火间距、消防给水、采暖通风、空调及电力设备的选型和保护等按《建筑设计防火规范》及《建筑灭火器配置设计规范》有关条款执行。
步骤3)：消防给水
本隧道内不另设应急逃生通道，以工作井作为逃生通道。隧道区段按间隔350～400m设置设置防火分区，防火分区两头各设甲级防火门1座。消火栓系统用水量为10L/s，最不利点水枪充实水柱长度按不小于10m计。本隧道为干式水消防系统，圆隧道中每个防火分区内每间隔50m设置SN65单阀单出口室内消火栓1个。隧道内消防主管管径为DN100。本隧道由每个工作井外设置水泵接合器引入消防水源，自上而下至隧道内DN100消防管道。每段隧道有前后2个工作井接入消防水源。
3.1水消防布置设计
隧道内全线布设火灾报警系统，电缆隧道中盾构段内径5.50m为双层，每层中的电缆支架又将其分为2个空间，每个断面有4个空间。顶管段内径3.5m的为单层，每个断面为1个空间。
隧道内每隔350～400设一防火分区，防火分区两头各设甲级防火门1座，防火门周围空间用阻火材料进行封堵、隔断。
消火栓系统用水量为10L/s，最不利点水枪充实水柱长度按不小于10m计。各工作井出口设2只水泵结合器，及2只室外消火栓，连接市政给水管。要求接点处水压不小于0.35MPa，接口压力超过0.5MPa应设减压措施。隧道内消防管道成环，进水管上设倒流防止器。
隧道内部每个空间内间隔50m设置SN65单阀单出口室内消火栓1个(由于隧道内部空间紧张，因此内部不设灭火器箱及水龙带等设施，水龙带及水枪设于工作井隧道进口处的消火栓箱内，每组设4条)。
消火栓管采用热浸锌焊接钢管，一次镀锌二次安装。管径≥DN100采用法兰或沟槽连接，管经≤DN80采用丝扣连接。
步骤4)：消防电气
4.1消防供电
本工程的消防用电设备为一级负荷，由设在各工作井内的在线式应急电源(EPS)装置供电，供电时间不小于90分钟。各台均EPS装置采用双电源供电，并在柜内自切。
4.2消防设备控制
隧道内防火门采用手动及火灾报警联动控制；
工作井内防火阀采用火灾报警联动控制；
4.3线缆选型及敷设
本工程的供电照明线缆选用阻燃型B级电线、电缆。所有桥架和线缆在穿越结构层板的孔洞、防火隔断和配电箱(柜)时，均需用防火堵料进行封堵
消防应急照明
本工程工作井内及区段内均设置应急照明以及诱导指示灯具，照度水平符合规范要求。
步骤5)：消防自控
5.1火灾探测
在隧道内每个电缆通道空间(5.5米遁构隧道分为上下两个空间)全长设置分布式光纤火灾探测系统。光纤火灾探测系统由感温光纤、感温监测主机和通信系统组成。在1#、5#、9#、12#工作井内配置4套感温监测主机。感温监测主机为测温光纤提供稳定的光源，同时对检测返回的光信号进行解调，从而实现对整个隧道空间的温度检测。
通过对检测温度的处理分析，对火灾进行分析检测并报警，报警温度：60℃为预报警温度，70℃为报警温度，差温报警(报警温度用户可任意设定)。报警信号通过继电器触点方式传给火灾报警控制分机。
工作井的火灾探测方案为在工作井内设置感温/感烟探测器，当探测到高温或烟雾时，发出报警信息。在工作井内按照每60平方米设置一对感温和感烟探测器。
5.2火灾报警和控制
5.2.1火灾报警控制主机
火灾报警控制主机设置于隧道监控中心，可以通过EthernetTCP/IP接口或者RS232/485等多种接口和外界进行通信。监控中心设置消防专用电话总机一部。
5.2.2火灾报警控制分机
火灾报警控制分机设置于电力电缆隧道工作井内。
控制分机负责隧道区域的消防报警，以及设备联动等。控制分机现场通过总线连接隧道内手动报警器、监控模块。
根据控制总线的通信距离，以及光纤测温系统的设置方案，在1#、5#、9#、12#工作井内配置4套火灾报警控制分机.
5.2.3火灾报警盘
火灾报警盘只是检修人员检修时才可能使用，在隧道内每各电缆通道，间距100米设置一个火灾报警盘，每个火灾报警盘内配有手动报警按钮一个，消防电话插孔一个。每个工作井内均设置一个火灾报警盘，工作井内的火灾报警盘除配置报警按钮和消防电话插孔外，增加消防控制模块一个，用于火灾时联动控制。
火灾发生时，发生火灾区域的两端防火门关闭。
5.2.4与其它系统的联动关系
1)与设备监控系统的联动
火灾报警系统与设备监控系统可以通过监控中心进行数据通讯，根据实际情况变化联动工作。当出现火情时，火灾报警系统向设备监控系统发送危险警报信息。设备监控系统由隧道监控中心及根据实际情况，在预设的若干火灾模式中进行合理选择，优先执行相应的控制程序。
2)与电力监控系统的联动
火灾确认后，系统向电力监控系统系统发出指令，切断相应火灾区域的非消防电源，并监视其与消防有关的重要电源运行状况。
3)与时钟系统的联动
火灾报警系统主机通过隧道管理中心的以太网，接受母时钟同步信号，保持火灾报警系统与全线时钟同步，从而记录火灾发生的正确时间。
4)与通信系统的联动
火灾报警系统主机通过通信系统提供的光纤网络与其它有关系统发生联系，其接口在隧道监控中心的光缆配线架上。
步骤6)：消防通风
6.1防烟设计
本工程电力电缆隧道根据消防系统的要求，每隔100m左右设一防火分区，防火分区两端设防火分隔及甲级防火门。
电力隧道发生火灾是依靠切断氧气供应而自熄的，当隧道某一防火分区发生火灾时，火灾报警控制系统立即自动关闭该防火分区两端的防火门(可以就地手动控制)，并确认或联动关闭所有在运行的风机和电动防火阀，以最大限度降低火灾事故带来的损失。
6.2排烟设计
当确认火焰熄灭后，打开防火门，并开启防火分区两端工作井内的送排风机(送风机、排风机分别与电动防烟防火阀和电动排烟防火阀联动控制)，排风机兼作排烟，排除隧道内高温烟气，以便工作人员进入隧道进行抢修。
Claims (5)
1.一种电力隧道消防系统的设置方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)对电缆采用防火措施；
2)对电力隧道内的建筑物周围采用消防措施；
3)在电力隧道内设有消防给水设备；
4)在电力隧道内设有消防电气；
5)在电力隧道内设有消防探测子系统、消防报警子系统；
6)在电力隧道内设有消防通风设备；
所述的步骤3)具体为，在隧道区段设置防火分区，防火分区两头各设甲级防火门，每个防火分区内设置SN65单阀单出口室内消火栓，每段隧道设有前后2个工作井，每个工作井外设置水泵接合器，该水泵接合器与SN65单阀单出口室内消火栓连接；
所述的步骤4)为，各台EPS装置均采用双电源供电，隧道内防火门采用手动及火灾报警联动控制，工作井内防火阀采用火灾报警联动控制。
2.根据权利要求1所述的一种电力隧道消防系统的设置方法，其特征在于，所述的步骤1)为，采用阻燃外护套的交联电缆，并设有继电保护装置，在电缆接头附近的电缆表面设有防火包带，在贯穿墙壁的部位设有防火涂料和密封填料，确保密封性。
3.根据权利要求1所述的一种电力隧道消防系统的设置方法，其特征在于，所述的步骤2)为，工作井与电缆隧道通过层相接处设置防火墙、防火门，室内装修采用非燃烧材料，钢结构建构筑物涂设有防火涂料。
4.根据权利要求1所述的一种电力隧道消防系统的设置方法，其特征在于，所述的步骤5)为，每个电缆通道设置分布式光纤火灾探测系统，所述的光纤火灾探测系统包括感温光纤、感温监测主机和通信系统、火灾报警控制主机、火灾报警控制分机，所述的火灾报警控制主机设置于隧道监控中心，可以通过EthernetTCP/IP接口或者RS232/485等多种接口和外界进行通信，所述的隧道监控中心设置消防专用电话总机，所述的火灾报警控制分机设置在电力电缆隧道工作井内。
5.根据权利要求1所述的一种电力隧道消防系统的设置方法，其特征在于，所述的步骤6)为，电力电缆隧道每隔100m设一个防火分区，防火分区两端设防火分隔及甲级防火门，防火分区两端工作井内设有送排风机。
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