2 0 0 8 年7 月2 2 日， 浙江某5 0 0 k V变电站发生一起所用变低压电缆起火燃烧事故， 事故造成该所所用电全停， 对变电站安全运行造成了严重威胁。事故简要经过

    变电站所用电系统事故前运行方式为： 1“所用变供3 8 0 V I 段母线， 主要负荷为2”、4“ 主变冷却系统， 直流l”、2。充电机， 5 1 、2 1 继电保护装置小室； 2”所用变供Ⅱ段母线， 主要负荷为3“ 主变冷却系统， 直流3。充电机， 5 2 、2 2 继电保护装置小室； 0”所用变跨接在Ⅱ 段母线上， 作为两台所用变的备用电源， 采用手动切换方式。

    7 月2 2 日2 0 ： 3 2 ， 变电站计算机监控系统相继发出“ 4。主变冷却器全停”、“ 4。主变冷却器交流电源故障”、“ 4“ 主变本体控制柜电源I 故障” 和“ 3。主变冷却器交流电源故障” 告警信号。2 0 ： 3 5 变电站值班员巡查发现所用电室及北侧电缆沟冒烟起火， 立即打1 1 9 报警后， 变电站值班员和消防队共同努力扑灭了明火。

事故原因

    ( 1 ) 直接原因

    经现场分析， 事故直接原因为运行中的1”所用变低压侧电缆绝缘层损坏， 发生单相接地短路并起火燃烧， 其高压侧熔断器未能及时切除单相接地短路电流， 导致电弧持续存在并引起相邻电缆绝缘层损坏起火燃烧， 最终发展成相问及三相短路故障。

    ( 2 ) 间接原因

    1 ) 在进行电缆设计选型时， 按电缆的最大允许载流量来选择电缆， 而忽视了电缆使用过程中的环境温度及电缆之间互相重叠或间距过小等影响经济运行的因素， 造成低压电缆常常运行在满负荷状态， 长期工作在允许的最高工作温度， 电缆长期过热而绝缘层损坏。

    2 ) 相对非动力电缆而言， 动力电缆工作电压高、负载大， 处于发热状态， 有绝缘层损坏的可能， 本身容易起火， 但是进行电缆设计选型时却没有考虑到动力电缆这个特点， 没有选用较高等级的防火阻燃电缆。

    3 ) 部分设计人员往往根据经验选型，对低压电力电缆的新技术、新材料和新发展关注不够， 长期选用老型号的电力电缆。

    4 ) 夏季高温季节， 变电站所用电系统负荷大， 低压动力电缆易发热， 运行管理部门对所用电系统动力电缆的运行管理重视不够， 特别是夏季高温季节， 缺乏对所用电系统电缆头进行必要的定期巡视测温检查， 没能及时发现所用电系统电缆绝缘不良， 并将它退出运行。

    5 ) 检修管理部门对所用变低压电缆内部绝缘层的缺陷、老化、受潮和损伤等缺陷的危害性认识不够， 缺乏针对所用电低压电缆的定期预防性试验， 没有能够通过试验发现电缆绝缘不良。

防范措施

    所用变低压侧电力电缆、电力设备动力电缆作为变电站所用电系统的重要组成部分， 涉及全站电力设备交流电源安全， 电缆防火工作应严格遵守《电力工程电缆设计规范》、《火力发电厂与变电所防火规范》及《国家电网公司十八项重大反事故措施》等国家标准、规范要求， 贯彻设计、基建施工和生产运行的全过程管理， 从各个方面采取综合措施， 做好防火阻燃工作， 杜绝电缆着火、蔓延事故， 以下几项要求值得重点考虑p 。。

    1 ) 在进行电缆设计选型时， 应根据计算的载流量和经济可行的原则， 尽量选择具有较大导体截面积的电缆， 适当留有裕度， 降低线损， 以防止因电缆过载而发生火灾。

    选配电缆导体截面必须大于其允许载流量旧。。有人认为根据资料规定的允许电流量选配线芯导体截面便可满足电缆的正常运行， 这是一种误解。因为上述允许载流量是有一定条件的， 以聚氯乙烯绝缘电缆为例， 即环境温度在4 0 oI= 情况， 电缆导体温度为7 0 ℃ 。而我国的自然条件， 大部分地区夏季最高温度为3 5 ～ 4 0 ℃ ， 加上电缆在载流运行时电缆导体要散发热量， 故一般电缆沟温度尚高于环境温度。当环境温度在3 0 ℃ 以上时， 电缆导体温度即可超过7 0 ℃ ， 超过电缆导体允许温度极限值， 从而加速绝缘层的热老化， 以致缩短电缆寿命。故在选配电缆导体截面时， 必须考虑环境温度和多根并列的校正系数。不同规格的电力电缆允许载流量及校正系数如表1 ～ 表3 所示。

    环境温度下载流量的校正系数研可按下式计算

    式中， 0 。为电缆导体最高工作温度， cc ； 0 ， 为对应于额定载流量的基准环境温度， ℃ ； 0 ： 为实际环境温度， ℃ 。

    例： 某变电站敷设6 根低压电力电缆， 负荷电流为2 3 0 A ， 原拟按允许载流量选用V V 3 x 1 2 0+ 3 5 电缆， 由于敷设电缆的环境温度有时达4 5 ℃ ， 电缆中心距为3 d ， 若考虑校正系数选择电缆导体截面的方法为：

    式中， ，。为导线运行电流， A ； ，。为允许载流量，A ； ，。。为校正后允许载流量， A ， 即电缆导体温度7 0 ℃ 载流量； K， 为环境温度校正系数； K。为多根并列校正系数。

    若选取电缆导体截面1 2 0 m m。， 则，。。= 2 3 0 x0 ． 9 1 x 0 ． 9 6 A = 2 0 1 A ， 不符合要求。

    若选取电缆导体截面1 5 0 m m。， 则，。。= 2 7 2 x0 ． 9 1 x 0 ． 9 6 A = 2 3 7 A ， 符合要求。

    2 ) 为了限制电缆着火延燃范围， 减少事故损失， 要进一步明确变电站动力、控制电缆的防火阻燃等级， 设计施工时对动力电缆应选用长期允许最高工作温度高并具有较高阻燃等级的电缆，如带“ Z R ” 标志的Y J V 阻燃交联聚乙烯绝缘电缆， 不要只是被动地增加其他防火设施， 增大了投资费用。

    聚氯乙烯绝缘电缆的线芯长期允许工作最高温度7 0 ℃ ， 短路热稳定允许温度为1 6 0 qC ， 聚氯乙烯是热塑性化合物； 交联电缆的物理、力学性能和耐热性能也大大地提高， 交联聚乙烯绝缘电缆的线芯长期允许最高工作温度9 0 ℃ ， 短路热稳定允许温度为2 5 0 ℃ ， 交联聚乙烯则是热固性化合物。同时交联聚乙烯绝缘电力电缆具有结构简单， 制造方便、外径小、重量轻、允许载流量大、敷设方便和不受高差限制的特点， 1 k V 等级的电缆价格与聚氯乙烯绝缘电缆相差有限， 因此低压交联聚乙烯绝缘电缆在实际工程中得到广泛应用。

    阻燃电缆的主要特点是不易着火或着火后延燃局限在一定范围内， 减少火灾扩大的可能性。一般阻燃型电缆具有低烟、低毒性， 较适合用于变电站等有人巡视的场合。由于和普通电缆相比费用增加量不大， 目前新建变电站工程阻燃型电缆应用逐渐增多。电缆阻燃类别的确定要视工程的重要程度和火灾的危害程度而定。

    3 ) 规范电缆敷设、电缆防火与阻止延燃设计， 施工单位严格按图施工。对新建变电站全所动力电缆同约集中布置， 不同所用变低压侧电缆分沟布置， 动力电缆与非动力电缆应隔离布设。在同一空间动力电缆在上， 控制电缆在下， 其间需采取防火隔离措施。

  4 ) 重视对3 8 0 V 低压动力电缆的运行管理，定期巡视检查， 认真及时进行预防性试验， 不但要看电缆预防性试验试验数据是否合格， 还应该和以往数据进行比较和分析， 及时发现电缆缺陷，完善厂用3 8 0 V 低压电源开关的保护， 并与上一级保护相配合。