变电站用电缆的防火方法.doc

行业资料：_变电站用电缆的防火方法单位：_部门：_日期：_年_月_日第 1 页 共 11 页变电站用电缆的防火方法1当前变电站电缆防火设计与施工的类型当前，国内变电站的电缆防火设计和施工归纳起来有以下3种类型。(1)除了对电缆穿越楼板和墙壁孔洞进行阻火封堵外，夹层中的电缆全部涂刷防火涂料。这种类型既考虑了电缆沿水平走向的防火阻燃问题，又考虑了电缆层间垂直方向阻火分隔问题。其特点是：工程造价低，但施工工作量大，对施工工艺要求较高。最大的缺点是防火材料耐火性能差。目前，变电站电缆普遍使用的是二级防火涂料，其耐燃时间不小于10min，属于耐火性能最差的耐延燃性这一类；因防火涂料的使用寿命较短，仅为23年，因此，应每隔23年涂刷一次防火涂料，以保证电缆的有效防火。(2)除对电缆穿越楼板和墙壁孔洞进行阻火封堵外，夹层中的电缆在水平方向上每一直线段两端安装一套2m长的防火槽盒，防火槽盒的两端用耐火柔性堵料严密封堵，作为阻火区段，以实施电缆沿水平走向的阻火延燃。对自盘柜贯穿过楼板下来的竖向电缆涂刷防火涂料，以增加该处阻火区段的长度，减少火灾发生时对主控室盘柜电缆和电器热量的辐射。这种类型只考虑了电缆水平走向的防火阻燃问题，其特点是：工程造价较第一种类型高，但施工工作量较小，对施工工艺要求不是很高，防火槽盒寿命长(一般大于xx年)。其最大缺点是没有考虑电缆夹层垂直方向阻火分隔问题。(3)除对电缆穿越楼板和墙壁孔洞进行阻火封堵外，夹层中电缆支架上的每一层电缆都装入耐火托盘上。同时，每层电缆在水平方向上每一直线段两端安装一套2m长的防火槽盒，防火槽盒的两端用耐火柔性堵料严密封堵，以增加电缆水平走向阻火延燃的效果。对自盘柜贯穿过楼板下来的竖向电缆涂刷防火涂料，以增强该处阻火区段的长度，减少火灾发生时对主控室盘柜电缆和电器热量的辐射。这种类型全面地考虑了电缆沿水平走向的着火延燃问题和电缆层间垂直方向阻火分隔问题。其特点是：工程造价较高，施工工作量较大，使用寿命长(大于xx年)。这种类型在国内变电站使用较少。2完善变电站电缆防火的设计与施工方案(1)在电缆夹层内，对所有电缆穿越楼板和墙壁孔洞进行严密的阻火封堵。阻火封堵由防火隔板、耐火柔性堵料和速固堵料构成，柔性堵料包在电缆周围厚度不得小于3cm，以便将来维修更换电缆方便。在楼板竖井阻火封堵处，应能承受巡视人员的荷载。(2)对自盘柜穿过楼板下来的竖向电缆涂刷防火涂料，以增加该处阻火区段的长度，减少火灾发生时对主控室盘柜电缆和电器热量的辐射。这部分的电缆也设想过装入防火槽盒，但由于自盘柜穿过楼板下来的电缆较为凌乱，不易装入防火槽盒内，并且，即使有的勉强装入防火槽盒，防火槽盒自身也无法固定，因此否定了这种的设想。(3)电缆夹层内电缆支架或桥架上的电缆，有关数据曾介绍过，在多次的电缆实体模氦燃烧实验中证实，当电缆绝缘层即可燃体重量超过15kg/m时，其着火燃烧发热量就可以产生热聚集而引起电缆沿走向延燃。由于电缆的规格型号不一样，电缆外径粗细也不一样，据统计，每根电缆每米的绝缘层可燃质在0.50.7kg/m之间。试验表明，在30根电缆(可燃体为20.5kg/m)的情况下，如发生电缆引燃事故，在4min内即可形成500高温热聚集而导致电缆沿走向进行延燃。因此，电缆支架或桥架上的电缆，如相邻2层电缆根数超过30根时，则电缆层间要用防火隔板(即防火托盘或防火盖板)进行阻火分隔。如果认为这样做造价过高时，也可采用每隔2层电缆装设防火隔板(即防火托盘或防火盖板)。另外，夹层中的电缆在水平方向上每一直线段的两端装设一套2m长的防火槽盒(防火槽盒的两端用柔性堵料严密封堵)，作为防火区段。这种防火措施较全面地考虑了电缆沿水平走向的着火延燃问题和电缆层间垂直方向阻火分隔问题。需要注意的是：有些人，特别是初涉电缆防火的人认为电缆层间设置防火隔板(即防火托盘或防火盖板)没有用，一旦电缆发生火灾时，裸露的电缆还是沿着水平走向延燃。这种观点是错误的，他们忽视了电缆沿水平走向延燃的必须条件是电缆的可燃体超过一定数量(如15kg/m)。用防火隔板(防火托盘或防火盖板)将电缆分隔，其目的就是分割电缆可燃体的重量，使在分隔空间的电缆可燃体重量达不到电缆沿水平走向延燃的重量，从而防止电缆沿水平走向延燃。同时，还实现了电缆层间垂直方向阻火分隔，是一举两得的事情。(4)在条件许可时，也可以在电缆夹层设置固定式灭火系统或悬挂式气体自动灭火装置或火灾自动探测报警装置。但由于这些装置的可靠问题，我们担心设置时间长了，一旦发生火灾，这些装置拒动。因此这些灭火装置仅能作为电缆夹层电缆防火的后备措施。3结束语目前变电站的电缆防火措施都比较简单，主要对穿越墙壁、楼板和电缆沟道、控制室、电缆夹层、控制柜及仪表盘、保护盘等处的电缆孔、洞、竖井的电缆入口处采取用防火堵料封堵的措施，而对电缆夹层这个关键的防火部位没有采取更加有效的防火措施，存在一定的火灾隐患，在将来的工作中应予以高度的重视。第 5 页 共 11 页变电站电容器的安全运行1严格控制电容器的运行电压、电流、环境温度1.1运行电压运行中电容器内部的有功功率损耗由其介质损耗和导体电阻损耗组成，而介质损耗占电容器总有功功率损耗的98%以上，其大小与电容器的温升有关，可用下式表示:P=Qtans=WCU2tans=314C2tansQ=314CU2式中:P为电容器的有功功率损耗，kW;Q为电容器的无功功率，kvar;tanS为介质损耗角正切值;W为电网角频率，rad/s;C为电容器的电容量，F;U为电容器的运行电压，kV。由公式可知:当运行电压超过额定值将使电容器过负荷，而电容器运行电压比额定值低，则降低了无功出力，如运行电压为额定电压的90%时，无功功率降低19%，使容量没有充分利用，也是不经济的。同时运行电压升高，使电容器发热而且温升也增加，由于电容器中介质损失引起的有功功率损耗P=WCU2tans也随着电压值的平方变化，损耗经转换为热能而被消耗的，运行电压升高，发热量也随之增加。另一方面，电容器的寿命随电压的升高而缩短，在高场强下，绝缘介质老化加速，寿命缩短。因此，电容器运行电压原则上等于额定电压，并严格控制在一定的范围以内，以保证电容器的安全运行。变电站运行规程中规定“电容器长期运行中的工作电压不能超过电容器额定电压的1.1倍。”在运行中应经常监视电容器的运行电压，超过规定电压时应退出电容器组的运行。在选择安装电容器组时也要考虑防止电容器发生过电压运行，应根据系统运行电压水平选用合适额定电压的电容器。1.2过电流近年来，随着大型电弧炉、整流设备、家用电器等非线性用电设备的广泛应用，各种谐波源产生的高次谐波电流注入电网，从而引起电力系统的电压和电流波形的严重畸变。电容器对高次谐波最敏感，因为高次谐波电压叠加在基波电压上不仅使电容器的运行电压有效值增大而且使其峰值电压增加更多，致使电容器因过负荷而发热，并可能发生局部放电损坏，高次谐波电流叠加在电容器基波电流上使电容器电流增大，增加了电容器的温升，导致电容器过热损坏。电容器对电网高次谐波电流的放大作用十分严重，一般可将5次7次谐波放大2倍5倍，当系统参数接近谐波谐振频率时，高次谐波电流的放大可达10倍20倍。因此，不仅须考虑谐波对电容器的影响，还需考虑被电容器放大的谐波损坏电网设备，影响电网安全运行。国家标准规定:(1)电容器能承受100倍额定电流的涌流冲击，但每年这样的涌流冲击不应超过1000次;(2)电容器允许1.30倍额定电流下长期运行，亦即允许长期承受超过额定电流的30%的电流;(3)对于电容量最大正偏差10%的电容器，其过电流允许值，可宽放至1.43倍额定电流。在实际的供电网络中，运行电压的升高和电源电压中的谐波往往是同时存在的，在电容器运行中，发现严重过电流现象，应进行具体分析找出过电流的原因。若运行电压太高，可调整变压器分接头或在电压过高时，将电容器退出运行，如电流增大却没有伴随电压增高时，说明存在高次谐波电流，应采取限制谐波的措施:在谐波源附近，安装交流滤波器装置，是抑制谐波干扰最积极有效的方法;在并联电容器装置回路中，串接适当感抗的电抗器，使该回路对某次及以上谐波呈感性，避开谐波电流谐振;当电容器组接人电网中，为避免发生谐振造成的电容器损坏，必须校验接人电网中电容器组的临界容量;限制谐波源注入电网的谐波电流，这是从根本上解决问题的办法。1.3环境温度电容器和其它大部分电气设备(变压器、发电机)不同，它通常都是在满负荷下较长时间运行的，而其它电气设备则负荷随时变化。因此，环境温度对电容器的运行温度影响很大。有试验表明，当温度升高1O，电容器的电容量下降速度将加快一倍，电容器长期处于高场强和高温下运行将引起绝缘介质老化和介质损耗角的增大，使电容器内部温升超过允许值而发热，缩短电容器的使用寿命，严重时在高电场强度作用下导致电容器热击穿而损坏。按照电容器的有关技术条件规定，电容器的工作环境温度一般以40为上限，反之，若温度过低时，因浸渍剂粘度增加，流动性、吸气性变差，外壳内部压力下降，局部放电电压降低，结果也会引起电介质老化和击穿，降低电容器的使用寿命。因此，一方面要选用其温度类别与实际的运行环境温度相适应的电容器，另一方面在电容器的安装使用中要特别注意电容器在实际使用工况下的通风、散热和辐射问题，使电容器在运行中所产生的热量能即时散发出去，在高温条件下降低电容器内部的介质温度，以达到延长电容器实际使用寿命的目的。2电容器的巡视检查、运行维护为了保证电容器故障率下降，必须加强电容器组的巡视检查、日常维护工作。有以下一些有效措施:2.1外壳各部是否渗漏;外壳是否鼓肚，膨胀量是否超过正常热胀冷缩的弹性许可度;室外电容器组未涂冷锌的还应检查外壳油漆是否脱落、生锈，当脱落或生锈较严重时可涂冷锌解决;套管是否清洁、完整、有无裂纹、放电现象;引线连接处，各处有无松动、脱落或断线、发热变色。电容器容量与熔断器容量的配置必须相符等，严禁电容器带病运行。2.2运行中电容器出现不正常的异响时，应退出运行。另外，当电容器喷油或起火、接头严重过热、套管严重放电闪络、电容器爆炸时，都必须将电容器停止运行。2.3电容器停电安全技术要求:断开开关，拉开两侧刀闸;放电后验明无电推上接地刀闸;为防止操作过电压，电容器与变压器或馈电线路停、送电时，禁止同时投切。2.4接地应良好，运行中每月应对放电电阻及其回路进行一次检查，确认是否良好。停电检查工作，应严格执行电工安全工作规程，电容器接地前应逐相充分放电，星形接线电容器的中性点应接地，串联电容器及与整组电容器脱离的电容器应逐个放电，装在绝缘支架上的电容器外壳也应放电。2.5正确进行电容器的投切操作。电容器的投入或退出，应根据母线电压曲线或按定值由无功自动投切装置来实现。在投入电容器运行前，应检查电容器保护在加用位置。正常情况下电容器开关处在热备用状态，投入后应认真检查开关位置及电流电压变化情况。投切方式目前主要有两种，一种是通过电压无功综合控制装置进行自动投切，另一种就是由运行人员根据调度部门颁发的电压曲线来进行。3电容器在运行中的常见故障及应对措施3.1电容器运行时的电压允许范围:电容器必须能在1.05Un长期运行，并在一昼夜中，在最高不超过1.1允许运行时间不超过8h;当周围空气温度24h平均最高值低于标准10时，电容器能在1.1下长期运行。电压升高也会引起电容器的过流。电容器应能在1.3U情况下长期工作，运行中超过规定时应将电容器退出工作。3.2运行中的电容器出现不正常的异响时，说明内部异常或外力对电容器有损伤;电容器出现渗漏油、外壳鼓肚，膨胀的现象时，有可能是由于运行温度过高、运行电压过高或高次谐波引起过电流，应立即将电容器退出运行，查明具体原因，找出对策。3.3当电容器的熔断器熔丝熔断时，应向值班调度员汇报，待取得同意后，再断开电容器的断路器。在切断电源并对电容器放电后，先进行外部检查，检查电容器是否鼓肚、过热、开裂、以及熔丝元件熔断状况，如未发现故障迹象，可换好熔断器熔丝后继续投入运行。如经送电后熔断器的熔丝仍熔断，则应退出故障电容器进行检查，若检查发现无异常，且各项指标均合格，方可投运。对于电容器组而言，每只电容器都有单独的熔断器。所以，当某一只电容器故障时，其熔丝熔断，不致影响其它电容器，熔丝可按1.375In1.5In选择。3.4合闸投人电容器前，必须放电完毕，禁止电容器带电荷时合闸。保护装置自动跳闸后，电容器不得强行合闸送电，要判明原因并经处理后再投入运行。另外，电容器上不允许安装自动重合闸装置。3.5当电容器喷油、着火时，应立即断开有关设备的电源，并用沙子或干式灭火器灭火。此类事故多是由于系统内、外过电压，电容器内部严重故障引起的。4结语由于变电站中的电力电容器作为无功功率补偿装置对电网而言十分重要，因此，运行人员要充分考虑到用电设备、电网、使用环境等对电力电容器使用寿命的影响，要高度重视电力电容器的正常运行维护，保证电容器的内在质量，提高电容器的使用寿命，为电网的经济、安全运行提供有利的保障。第 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