在钢厂高压电缆防火中的应用

电缆是发钢铁厂常运行的动力和控制枢纽，由于电缆往往布置于地下和竖井中，特别是狭窄的电缆夹层和具有辐射危害区域，其潜在的缺陷和老化不易被人们发现，随着运行时间增加，有可能因电缆过热或短路导致火灾。近年来，由于电缆老化、过载而导致的发热、过热引起的恶性火灾事故层出不穷。

一． 高压电缆火灾原因分析

根据分析，电缆火灾的原因有两种，即内部火源和外部火源。
内部火源主要是指电缆传输电流过载，电缆接头处阻抗大,绝缘皮老化或电缆本身局放等问题，致使电缆表面产生温升，电缆绝缘层和保护层产生阴燃，并伴随大量热量、可燃气体的产生，随着温度进一步上升即产生烟雾，从而发展为更严重的火灾。
外部火源是指电缆隧道及电缆夹层内其他火源及隧道外各种火源。外部火源可使电缆表层着火，同时产生大量的热和烟。
对于普通电缆，电缆的绝缘材料、填充物和覆盖层为主要可燃物，如聚氯乙烯护套、橡胶、绝缘油等。

二． 高压电缆火灾监测原理

根据DTS线型光纤差定温火灾报警系统特性，系统监测到的是光缆沿线的长期工作温度情况。因此，在事故发生之前，系统已经进行了长期有效的温度监测，并可利用经验值根据温度情况做出合理判断，在火灾发生之前对事故发展情况进行掌控，真正做到防患于未燃。
经过十数年的发展，光纤分布式温度测量技术已经非常成熟并被广泛应用，在国外已经基本取代传统的线性感温材料而应用在重要工程中，在国内也被公安部作为重点发展的方向，进行开发并推广。

三． 线型光纤差定温火灾报警系统用于高压电缆的技术优势

1．不受电磁干扰影响。探测光纤采用光信号，不会与动力电缆产生相互电磁干扰，传统的感温电缆受电磁干扰特别严重，以致于不能正确的实现火灾报警。

2．光缆防潮性能好。采用有阻水带的光缆作为探测光缆，即使电缆沟因雨天、渗水等原因而长期处于潮湿环境中，也不影响测量结果的准确性。
3．测温、通讯快速。光纤有良好的绝缘特性和可绕曲性，直接敷设在一次带电设备的表面或关键部位作为温度传感器和通信通道，实时在线监测运行设备温度，发生过热故障时系统能及时报警并准确判断过热位置。
4．分布性强。分布式温度监测系统可连续动态监测长达几km范围内相隔2m的各点温度变化，可任意设置温度报警值且一台主机可带多路2km长的光纤。

四． 光缆的安装与安全性

作为电缆温度监测用的光缆探测器主要有两种，一种是高压电缆内部已经安装有光缆，此种光缆铺设方式简单，电缆铺设好后光缆也即铺设完成，只需用光缆接线盒将高压电缆处的光缆连接至放在监控中心的DTS主机即可，内部自带光缆的高压电缆如下图（1）所示。

图（1）内部自带探测光缆的高压电缆

另一种是高压电缆内部不带光缆，此时需重新沿着电缆的走向铺设光缆。光缆有很多中铺设方式，较灵活。当需要对每跟电缆进行温度监测时，需用钢丝紧固在高压电缆表面，铺设方式如下图（2）所示。当不需要对每跟光缆进行监测时，可将光缆沿电缆层平面蛇行绕置，以测量该层面电缆的平均温度，见图（3），固定时可用导热硅胶或其它绝缘夹具固定。

图（2）光缆紧固在每根电缆表面图（3）电缆层上光缆铺设示意图

对于已接好的电缆接头，光纤沿接头绕行以提高测温和定位精度。接头处光纤用直径3 mm的绝缘护套普通光纤(固定方法同电缆架测温)。对电缆中间尚未连接处，光纤可直接敷设在其金属部位，电缆中间接头光纤测温线路敷设示意图见图（4）。

图（4）电缆中间接头光纤测温线路敷设示意图图（5） 电缆头光纤测温绕盘
对于和高压柜连接的电缆头的光纤测温，用光纤绕盘的形式测量电缆头温度，确保发热点温度测量和定位的准确性；用直径0.9mrn的绝缘护套普通光纤，以螺丝固定光纤绕盘，电缆头光纤测温绕盘如图（5）所示。

附:线型光纤差定温火灾报警系统在韶关钢铁厂电缆防火中的应用

韶关钢铁厂新建第二变电站，需要监测高压传输电缆的温度。宁波振东光电有限公司为其提供了ZD-1型号主机，光缆总长约4200米，分为2个通道，一个通道约2000米，另一通道约2200米。使用1×4的光开关，只用到其中的2路，另外2路留作备用。配有2个16路的继电器输出。
测温光缆沿着高压电缆铺设，用扎带固定在电缆上，铺设方式如上图（2）所示。第一通道起点是73米，终点是2276米。第二通道起点是0米，终点是2004米。韶关钢铁厂第二变电站高压电缆光缆接线盒如下图（6）所示，韶关钢铁厂外观如下图（7）所示。
 

图（6）韶关钢铁厂第二变电站高电缆图（7）韶关钢铁厂外观
据钢铁厂安全监测人员反应，我公司提供的光纤测温系统技术先进、操作简单，具有自动测温、图形显示温度随距离的分布、过热或过冷自动报警、自动和手动保存温度数据、手动显示各距离点上温度的历史变化曲线等功能。在使用的这段时间里，可实时监测2路高压电缆的温度，当电缆温度过高时，系统能够正常报警，由继电器输出报警信号。

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