齐全CEFR电缆,CEFRP电缆
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介绍一起电缆沟内粉末无焰自燃引起的聚氯乙烯(PVC) 绝缘护套电力电缆线路故障,分析产生故障的原因,提出防范措施与建议。
关键词:粉末;电力电缆;线路故障;无焰自燃;原因;防范措施
一个生产油脂性食品粉末,而且才投入运行不久的车间的电缆沟内,电缆线路发生无焰燃烧事故,沟内电缆多处不同程度损坏,整个车间被迫停产,所幸发现及时,未酿成大祸。经现场勘察调查,发现以下几点:
(1) 从该车间生产现场调查,发现磨粉机、振动筛、收集器中到处都散发出粉末,而且该粉末含有一定的油脂;
(2) 作为连接电源和设备的输电线路,采用了7根型号为VLV 22-0.6/13×185 1×95 聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆,全部平行重叠无间隔地叠放在约40cm×40cm 的电缆沟内,没有采用电缆支架;
(3) 沟面上用铁板盖住,铁板与铁板之间有缝隙,每过两米,铁板上就有一个约8cm×8cm 的方孔,电缆从这方孔中穿出来,并与地面上的电气设备相连接;
(4) 打开铁板可见电缆几乎安放在粉末上,方孔及缝隙下的电缆约有60cm 长一段被埋在厚厚的粉末中;
(5) 事发当时仅闻到浓烈的异味,未见明火,也未见电器保护电路跳闸,并且燃烧点离缝隙和方孔很近;
(6) 从受损的电缆实物来看:位于上层的电缆护套表面严重炭化,钢带也已变色变形;剥开钢带,绝缘线芯不同程度炭化,但相邻的绝缘线芯之间的导体尚未连在一起,亦未见短路痕迹,其中两根炭化严重的只要稍微用力,绝缘就会脱落,而压在该电缆下方的一根电缆,仅表面局部化,内部钢带、绝缘尚未有燃烧的痕迹及任何损伤。
原因的分析
(1) 从事发当时设备正常运转,控制开关并未见跳闸保护,结合受损电缆解剖情况,及事后对各开关检查来看,事发当时运行电流没有超过额定值,换句话说,起因不在过电流或过电流发生后保护电路失灵。
(2) 从解剖受损电缆来看,炭化的严重程度从外护套到内部绝缘逐步递减,基本可以排除自燃是从电缆内部开始的。这种现象*符合GBPT12666. 1 第2. 3 条“无焰燃烧”的定义,即“发光但无火焰的燃烧”,这时通常会释放出较多的烟。
(3) 事故现场具备无焰燃烧条件:
①电缆*通电,且设备处于运行状态,势必会产生热量。由于多根电缆靠在一起,而且未采用电缆支架,散热相对差些,蓄热使温度升高;再加上由于粉末积压,把电缆埋在粉末之中,使电缆的散热更是不畅,温度会随设备运行时间增加而逐步上升;
②电缆沟内积聚的粉末含有油脂,在光线、空气、温度和水分的作用下,很容易发生氧化,生成氧化物或过氧化物,并产生活性游离基,进一步加速氧化过程。如氧化过程中的热量不能及时散发,聚热后的粉末就会炭化,直至自燃。
③粉体物料在运动过程中会产生静电———不免有物料颗粒之间或物料与器壁之间的相互碰撞和摩擦,进行反复的接触和分离,这样它们之间就会产生电子转移现象,粉体及器壁上会分别带上不同符号的静电,如果设备上没有良好的接地装置,电荷的积累速率大于电荷的泄放速率,则物料的电位就会逐渐升高,以致达到产生放电火花的程度。但从设备结构和安装情况来看,都已考虑到通过接地来释放静电。
④在粉末自燃至一定时间,电缆护套被高温炭化,但由于所处环境中无充分的氧气,因此发生了无焰燃烧,油脂性粉末与聚氯乙烯燃烧时产生的浓烈异味印证了以上分析是成立的。通过钢带传热,导致绝缘层处于高温下,再经过一定时间,绝缘层也被炭化。若不及时发现,绝缘层全部破坏后极易发生短路,甚至火灾。
(4) 根据分析,又对现场采集的粉末做了试验,验证粉末发热到一定程度确实会自燃。所以可以断定本次事故的主要原因是:聚热后的粉末自燃引发电缆无焰燃烧。
防范措施和建议
通过以上分析和总结,可提出以下几点措施和建议,杜绝这类事故的产生:
(1) 根据不同的使用场合,必须严格按安全规范规定的要求敷设电缆。例如有粉末(粉体、粉尘)的环境条件下,如果有可能的话,应尽可能采用垂直安装电缆,并用电缆桥架固定,有可靠的接地系统,保证每根电缆可靠接地。如果必须使用电缆沟,也应竭力避免粉末(粉体、粉尘) 进入电缆沟内,保证电缆沟内干燥、清洁和良好的通风,即沟内的散热性能能满足使用的要求,一旦由于通道的封隔,蓄热使电缆温度升高时,电缆的负载能力就应酌情降低。另外,也说明了这种类型的生产车间的环境条件应保证清洁,尽可能减少粉末飞扬,并要有良好的除尘排风的装置。因为正如上述,粉沫飞扬会产生静电荷,静电荷积聚到一定数值时会发生放电,从而有可能造成爆炸和起火的重大事故;而且粉末飞扬也会危害工作人员的健康。当然这是特殊车间的厂房设计的要求,也是本文题外之事,但既是减少本事故的关键,也是*的安全措施。
(2) 无论什么情况下,都要正确选用电缆。除了考虑载流量、截面积外,如果遇到粉末、油脂等特殊场合,可以有目的地选择阻燃、低烟无卤、本安型电缆,这样可以降低事故发生,一旦事故发生也可以减少由于有毒气体造成的人员伤亡。另外要确保电缆质量,选择质量信誉高的企业作为供方;对所用的电缆要有明确的、对应的,全面的质量检验结论,做好电缆线路敷设工程存档及质量跟踪。
(3) 选择合格的、有相应能力的设计和施工单位,确保设计方案的正确,施工质量的优良。
电流大小口诀
关于电缆电流的大小
导线的载流量与导线截面有关,也与导线的材料、型号、敷设方法以及环境温度等有关,影响的因素较多,计算也较复杂。
各种导线的载流量通常可以从手册中查找。但利用口诀再配合一些简单的心算,便可直接算出,不必查表。
1. 口诀 铝芯绝缘线载流量与截面的倍数关系
10下五,100上二,
25.35,四、三界,.
70、95,两倍半。
穿管、温度,八、九折。
裸线加一半。
铜线升级算。
说明 口诀对各种截面的载流量(安)不是直接指出的,而是用截面乘上一定的倍数来表示。
为此将我国常用导线标称截面(平方毫米)排列如下:
1.1.5. 2.5. 4. 6. 10. 16. 25. 35. 50、 70、 95. 120. 150、 185……
(1) *句口诀指出铝芯绝缘线载流量(安)、可按截面的倍数来计算。
口诀中的阿拉伯数码表示导线截面(平方毫米),汉字数字表示倍数。把口诀的截面与倍数关系排列起来如下:
1~10 16. 25 35.50 70、 95 120以上 > > > > >
五倍 四倍 三倍 二倍半 二倍
现在再和口诀对照就更清楚了,口诀“10下五”是指截面在10以下,载流量都是截面数值的五倍。
“100上二”(读百上二)是指截面100以上的载流量是截面数值的二倍。
截面为25与35是四倍和三倍的分界处。这就是口诀“25.35,四三界”。
而截面70、95则为二点五倍。从上面的排列可以看出:除10以下及100以上之外,中间的导线截面是每两种规格属同一种倍数。
例如铝芯绝缘线,环境温度为不大于25℃时的载流量的计算:
当截面为6平方毫米时,算得载流量为30安
当截面为150平方毫米时,算得载流量为300安
当截面为70平方毫米时,算得载流量为175安
从上面的排列还可以看出:倍数随截面的增大而减小,在倍数转变的交界处,误差稍大些。
比如截面25与35是四倍与三倍的分界处,25属四倍的范围,它按口诀算为100安,但按手册为97安
而35则相反,按口诀算为105安,但查表为117安。不过这对使用的影响并不大。
当然,若能“胸中有数”,在选择导线截面时,25的不让它满到100安,35的则可略为超过105安便更准确了。
同样,2.5平方毫米的导线位置在五倍的始端,实际便不止五倍(zui大可达到20安以上),
不过为了减少导线内的电能损耗,通常电流都不用到这么大,手册中一般只标12安。
(2) 后面三句口诀便是对条件改变的处理。
“穿管、温度,八、九折”是指:若是穿管敷设(包括槽板等敷设、即导线加有保护套层,不明露的),计算后,再打八折
若环境温度超过25℃,计算后再打九折,若既穿管敷设,温度又超过25℃,则打八折后再打九折,或简单按一次打七折计算。
关于环境温度,按规定是指夏天zui热月的平均zui高温度。实际上,温度是变动的,一般情况下,它影响导线载流并不很大。
因此,只对某些温车间或较热地区超过25℃较多时,才考虑打折扣。
例如对铝心绝缘线在不同条件下载流量的计算:
当截面为10平方毫米穿管时,
则载流量为10×5×0.8═40安
若为高温,则载流量为10×5×0.9═45安
若是穿管又高温,则载流量为10×5×0.7═35安。
(3) 对于裸铝线的载流量,口诀指出“裸线加一半”即计算后再加一半。
这是指同样截面裸铝线与铝芯绝缘线比较,载流量可加大一半。
例如对裸铝线载流量的计算:
当截面为16平方毫米时,则载流量为16×4×1.5═96安,
若在高温下,则载流量为16×4×1.5×0.9=86.4安。
(4) 对于铜导线的载流量,口诀指出“铜线升级算”,即将铜导线的的截面排列顺序提升一级,再按相应的铝线条件计算。
例如截面为35平方毫米裸铜线环境温度为25℃,载流量的计算为:按升级为50平方毫米裸铝线即得50×3×1.5=225安.
对于电缆,口诀中没有介绍。一般直接埋地的高压电缆,大体上可直接采用*句口诀中的有关倍数计算。
比如35平方毫米高压铠装铝芯电缆埋地敷设的载流量为35×3=105安。95平方毫米的约为95×2.5≈238安。
三相四线制中的零线截面,通常选为相线截面的1/2左右。当然也不得小于按机械强度要求所允许的zui小截面。
在单相线路中,由于零线和相线所通过的负荷电流相同,因此零线截面应与相线截面相同。