摘要：在建筑物中变配电间之间的电缆通道、楼层电气小间和电缆竖井是电缆最为密集的地方，在上叙位置一旦发生火灾，后果将不堪设想。因此这些电缆通道、电气小间和电缆竖井是电力防火的重点部位，所以电力维运的重点就在这些地方。在建筑物防火手段方面可分为被动防火和主动防火两种手段。在电缆通道、电缆竖井和电气小间中采取两者相结合的方法来防火及灭火，是上上之选。
关键词：消防装置；灭火装置
1、电缆火灾的因素
电缆火灾一般发生的原因有几种：如电缆过载发热、绝缘层老化、电缆头受潮以及生锈接触不良发热造成接头爆炸等内因；住宅特别是老小区居民或物业喜欢把电缆井或电气小间暂作为临时仓库，一些人把破纸板、废塑料瓶堆放在里面，经高温引燃、或电焊渣、烟头等可燃物等波及下着火的外因；如电缆竖井中没有做或没做好的防火封堵，致使电缆井形成烟囱效应，加速火势向上层蔓延的客观因素。
2、防止电缆延燃和灭火的措施
为了防止电缆延燃，应有相对的防火手段，为了防止火灾沿竖向井道扩大蔓延，除了选用具有难燃性、耐火性的电缆外，还应采取阻燃防护或阻止延燃的封堵措施，既防止电缆火势的延燃，又可以防止小动物进入电气设备引起的事故。同时须在井道及电气小间采取设置自动灭火设施，可以与火灾自动报警系统联动，也可靠自身热敏元件或传感器启动来达到独立空间灭火。
2.1分层封堵施工
在电缆竖井分层设置防火隔板，防火板采用镀锌角钢或槽钢托架做支撑，并增加∅10圆钢在支架上对焊成十字型交叉排列，横纵间距不大于200mm，以加固封堵牢度，但间距需保证电缆穿过。再用防火板托底封堵，大小与电缆竖井截面积尺寸相同，隔板的四边要求齐整，与竖井四壁接触紧密，不留间隙。再对底面的孔隙口及电缆周围采用有机堵料进行密实封堵，以隔绝空气流。封堵厚度一定要满足规定的耐火极限为准。见下附图。
电缆竖井防火封堵施工图
2.2设置自动报警与专用消防装置
电缆竖井（有的建筑在电缆竖井那里专设配电小间）的火灾类型，主要是E类即带电火灾，同时可能部分兼具A类和B类。即固体物质火灾和可熔化的固体物质火灾特性，不宜用水扑救。所以电缆竖井（配电小间）的火灾危害也比较明显且难以防控。
2.2.1设置自动报警装置
在电缆竖井中设置火灾自动报警装置是火灾前期、早期报警非常有效的方式。通过设置探测器及时报警，再选用局部应用独立灭火装置加以保护，也可以与整个建筑物或区域的火灾报警系统联网同步，使人们能够及时发现火灾，并及时采取有效措施，扑灭初期火灾，最大限度的减少因火灾造成的生命和财产的损失。
火灾自动报警装置是通过火灾探测器变成电信号，传输到火灾报警控制器上，因此火灾自动报警装置在火灾探测方面性能尤为重要。在探测器的选择上，设计规范提出电缆竖井宜选择缆式线型定温探测器，但是线缆设备在运行时，容易散发热量，电缆井（配电小间）的内部温度由于与其他部位相邻有时温度难以预测，况且可延燃线缆和设备在燃烧时比较容易产生大量浓烟，所以建议应该优先采用感烟探测器，或者在重要场所重要负荷的竖井内采用组合探测方式烟感温感一体化--烟温感火灾探测器，以利于及早有效的发现火灾，将信号传至控制室或值班室进行处置，或者进行联动灭火。
标准规定：火灾探测区域一般以独立的空间划分探测区域内的每个空间内至少应设置一只探测器。在敞开或封闭的管道井、配电小间、桥架、闷顶、夹层等场所都应单独划分的探测区域，设置相应探测器。探测器的设置一般按保护面积确定，每只探测器保护面积和保护半径确定，要考虑房间高度、屋顶坡度、探测器自身灵敏度三个主要因素的影响，但在有梁的顶棚上设置探测器时必须考虑到梁突出顶棚影响。
2.2.1.1探测器数量确定
确定一个探测区域所需设置的探测器数量，其计算公式为：
N=S÷（KA）
式中：N—探测器数量（只），取整数；
S—-该探测区域的面积（m²）
A—-探测器的保护面积（m²）
K—-修正系数，容纳人数超过10000人的公共场所宜取0.7～0.8；容纳人数为2000人～10000人的公共场所宜取0.8～0.9；容纳人数为500人～2000人的公共场所宜取0.9～1.0，其他场所可取1.0。
注：感烟和感温探测器均以此公式计算。
公共或商业建筑物层高一般不高于6米为平顶，烟感、温感保护面积按以下数值计算：烟感60m²，温感20m²，修正系数按0.7~0.8计算。如某项目在一个电缆竖井中设计最大的是并排三个1000*250mm的梯形桥架，就是宽3米*高6米，保护面积为18平方米，如按以上公式，N=20/（18*0.7），取整需装2个温烟感探测器。
2.2.2装配自动灭火装置
鉴于电缆竖井（配电小间）内部和该建筑其他使用空间相对独立，一旦发生火灾人工扑救相当困难，必须根据需要采用单元独立式预制装配自动灭火装置，这里主要是指局部应用全淹没无管网灭火系统。楼宇内的自动灭火系统包括自动喷水灭火系统、气体灭火系统、干粉灭火系统、泡沫灭火系统等，这些管网系统显然都不太可能延伸到电缆井内，有的灭火剂也不适合，而随着消防技术与产品的更新发展，针对保护容积较小的封闭空间，悬挂式热气溶胶灭火装置是不错的选择，这种装置安装简便，无管网连接，固态存放；灭火速度快、效率高、灭火剂用量小；使用寿命长（特别是Stat-X型热气溶胶自动灭火装置的使用寿命长达12年；免维护；机械式感温探头不会因高频电磁干扰误动作；壳体不锈钢防腐性能强防护等级高等优点），使用过程中无毒无害、无污染、不破坏大气环境，无残留物，绝缘性；工程造价及使用维护费边际成本较低，适合扑灭电气火灾，根据独立电缆井的容积等情况逐层或逐井配置，必要时也可以采用电启动并与自动报警装置实现联网联动，这样能够快速有效地扑灭井内火灾。在设置自动灭火设施的建筑、重要公共建筑、高层民用建筑、公众聚集场所、人员密集场所、重要负荷等的电缆井（配电小间）中，必须要安装此类局部应用全淹没无管网灭火装置。
Stat-X气溶胶自动灭火装置通过天消所测试与认证。其灭火效率也远高于其他灭火系统。灭火效率大约是二氧化碳（干粉）灭火剂的17倍，混合惰性气体的13倍，七氟丙烷的9倍，海龙的4倍。Stat-X灭火装置罐体采用不锈钢全密封，药剂喷射口位于罐体外部。该装置外观符合美国军事型式试验MIL-DTL-51353 M201标准，在装置激活前，内部无任何压力。Stat-X热气溶胶灭火装置是锶盐和钾盐为基础的化学药剂，被公认为目前最有效的灭火药剂，其微粒≦2μm，该微粒量比一个月内封闭计算机房自然降落的灰尘量还更少。灭火后的残留物无毒性、无腐蚀性、无污染、不会造成温室效应，获得了美国环保局EPA认可。
Stat-X气溶胶自动灭火装置不组网为独立灭火装置，不会因小火而耗损过多的灭火装置，探测到的火灾信号，只启动相对应的灭火装置，从而降低灭火成本。
热气溶胶自动灭火装置与传统灭火产品技术对比
2.2.2.1 全淹没灭火系统热气溶胶设计灭火用量应按灭火密度法计算。
1、热气溶胶设计灭火用量应按下式计算：
M=K·C·V·Kv （3.2.1-1）
式中 M ——灭火剂设计灭火用量，（kg）；
C——应用灭火密度（kg/m3）；
V—— 防护区的净容积，（m3）；
K——安全系数，地下建筑，K＝1.5；其他建筑，K＝1.3。
Kv————容积修正系数。V＜500m3，Kv＝1.0；500m3 ≤V＜1000m3，
Kv＝1.1；V≥1000m3，Kv＝1.2。
2、灭火装置配置数量应按下式计算：
N =M/M0 （3.2.1-2）
式中 N——灭火装置配置数量，（具）；
M——灭火剂设计灭火用量，（kg）；
M0——单具灭火装置的灭火剂额定充装质量，（kg/具）。
在建筑物楼层中以电气小间为形式的电缆竖井也有很多，如下图电气小间长5.121米，宽4.65米，高3.4米，V=5.121*4.65*3.4=80.96301m³，Stat-X气溶胶自动灭火装置C应用灭火密度为67g/m³，M=67*80.96301*1.3*1=7052g=7.052kg；气溶胶灭火装置有2500g这个规格，N=7.052/2.5=2.8208个，选用3个，大于需防护区净容积，灭火装置分别布在三个桥架及电气集中位，效果更佳。
相对封闭的空间且每个单独的灭火分区容积不大于 250m³时，设计无管网气溶胶灭火系统宜采用全淹没方式。灭火装置的灭火剂总量应不小于灭火剂用量。灭火剂用量确定后，热气溶胶灭火装置组成灭火系统应进行均匀分布。这样更加发挥它的灭火效率高、安全、环保、应用范围广等优点，在电缆竖井及隧道火灾防治方案中具有重要的应用价值。
2.2.2.2 自动灭火装置在电缆竖井内布置时，应按下列要求：
1、应选用悬挂式灭火装置；
2、灭火装置应采用可调角度的支架安装在竖井侧壁上，灭火装置之间垂直间距不宜大于3.0 m，且灭火装置的喷口的瞄准点应朝向被保护的电缆排架。
3、如在电缆竖井中采用槽式电缆桥架，灭火装置的支架须安装在槽式电缆桥架内侧壁上，根据槽式电缆桥架深度采用小计量的自动灭火装置，灭火装置之间垂直间距不宜大于3.0 m。
4、如在电缆桥架集中的配电小间中，按空间计算容积，Stat-X气溶胶灭火装置是67g/m³计算。安装Stat-X气溶胶灭火装置时，它的喷口宜高于防护区地面2.0m。
2.2.2.3 在电缆竖井内建整套自动灭火系统
在电缆竖井中也可把单独的各个自动灭火装置单元串联起来，组成系统自动完成火灾探测、报警、联动控制及灭火整个过程。
当防护区采用火灾报警控制系统时，灭火装置可采用电控启动方式启动。
① 电控启动装置的组成。灭火装置的电控启动装置主要由套在灭火装置机械感温元件 上的电控启动器组成，该装置与火灾报警控制系统相连；
② 电控启动工作原理。
发生火灾时，火灾报警系统探测到火情，经控制主机确认发出灭火指令，灭火装置上的电控启动器通电，致使机械感温元件受热冲顶破裂，开启喷头喷放灭火剂灭火。
灭火装置的选型及启动方式：灭火装置型式应用场所启动方式一个独立保护区，面一个独立保护区所需具数≤8个悬挂式气溶胶灭火装置，面积或容积≤250m²。
同时建筑物电缆竖井和电气小间的自动灭火装置组成的火灾报警系统可以和区内配电站所的智能辅助系统联网，借助站所内系统软件及监控主机的消防信号接入功能、气体灭火装置综合监控功能、电缆通道监测功能组成一个针对该区内建筑物的电气防火报警自动化系统，这样真正实现人控自控一体化，也实现了站所配置完善化及标准化。
3、结语
总之，高层建筑电气竖井的防火措施，直接关系到人民群众的生命财产安全，尤其是像“配电间发生火灾沿竖井上窜”事件还时有发生，所以我们必须进一步加强高层建筑电气竖井的防火措施，防患于未然。通过使用Stat-X自动灭火装置而组成的防火报警系统，可与配电站所内的智辅系统联网，加强了配电网智能化工作，提高配电网居配及公变站所的供电可靠性和供电质量。
论文作者:张晓明
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/9
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