对企业电缆隧道一些通风问题的探讨

对企业电缆隧道一些通风问题的探讨摘要：本文对电缆隧道通风的重要性进行了简要分析，通过对电缆隧道自然通风和机械通风的比较，结合隧道运行管理中常见通风问题，介绍了多种简易可行的整改方案，并结合运行管理经验指出了电缆隧道通风设计中需要注意的几个问题，以期对同行电缆隧道运行、设计工作有所参考。

关键词：电缆隧道通风风向

1、电缆隧道通风的重要性分析

目前，大中型企业供电系统从主变电站通往用电设备的电缆，考虑到企业占地面积、厂区规划和景观的需要，越来越多地采用地下电缆隧道进行敷设。电缆隧道内布置有各种电压等级的动力、照明、控制电缆，其中动力电缆在运行电流的作用下会散发出大量的热量，导致隧道内温度升高。而随着隧道室温的升高，必将造成隧道电缆本体温度上升，其导体电阻随之升高，在同等电流下电缆发热量增大，进一步加大隧道电缆运行的通风降温压力，直至隧道温度在一个更高的水平形成平衡，其间大量的电能被消耗在输送线路上。

以中铝山西企业电厂主隧道为例，隧道两侧累计敷设3×240mm2铝芯电缆67根，其平均运行电流约150a，1999年通风改造前，夏季运行最高温度45℃，2003年机械通风设施投运后，夏季运行最高温度34℃，其消耗能量差估算为：

i2×（r45-r34）×67÷1000

= i2×r20×1.00403（45-34）÷1000

=1502×0.125×1.00403×11×67÷1000

≈2081w/m

即通风改造前后，主电缆隧道内每米隧道的电缆每小时平均消耗电能差为2.081kwh，由此可见隧道通风工作效果的重要性。

另一方面，完善的电缆隧道通风系统将隧道运行温度控制在35℃以下时，可以提高电缆的载流能力、降低电缆绝缘的老化速度、降低隧道火灾的发生机率，同时为隧道的巡视、维护人员提供一个较适宜的工作环境。

2、电缆隧道自然通风与机械通风的运行比较

中铝山西企业电缆隧道建设于上世纪80年代中期，其设计为自然通风方式，但由于部分设计缺陷、设计容量不足等问题，90年代末期随着企业的壮大，隧道输送能量的增加，隧道运行温度不断上升，隧道电缆故障频发。随后，在1999年、2001年先后投入3组各21kw的水冷空调机组在主电缆隧道进行机械通风，年运行时间约5个半月。采取机械通风后，电缆隧道绝大部分区段运行温度得到控制，基本可以不超过35℃，但同时由于隧道分叉、机械通风对原自然通风状态的干扰，在通风区段外的隧道普遍存在运行温度上升的现象，最高升幅达到8℃。2004年，山西企业新建南分支电缆隧道后，对其机械通风系统造成了较大干扰，部分隧道内的运行最

高温度超过了40℃。

综合多年的运行体验，机械通风具有进风温度低、通风区间长等优点，但同时存在通风能耗大、分支和分叉隧道内窝风现象严重、多机组通风顶风现象严重登问题，同时必须辅助以隧道防火报警设施进行联锁，以确保火灾情况下对通风机组的紧急自动停运动作。而相比较之下，自然通风无消耗、通风区间调整灵活等优点。两种通风方式的共同缺陷是对初始设计的依赖较大，特别是机械通风一旦建成投入使用几乎没有调整的可能。综合评述，在企业地面设施具备建设排风井的前提下，采用自然通风可以针对电缆隧道的各种通风问题进行针对性地灵活调整隧道自然风流，有效地实现隧道通风要求。

3、电缆隧道中典型通风问题及其解决方法

3.1局部窝风、顶风问题

局部窝风、顶风问题，指的是由于隧道通风方式不合理造成的隧道部分区间风向相顶、空气不流动，而引起的局部温度上升的问题。当其温度影响到隧道电缆的正常运行时，必须进行局部高在调整。其方式可以在综合考虑周围隧道风向的基础上，对于顶风问题应在顶风区域隧道顶部开孔装设排风井或排风烟筒（其高度和直径应核算周围隧道的风量和风速）；对于易于出现窝风现象的隧道分支的末端，应在窝风区域隧道顶部开孔装设排风井，排风井高度应低于其前端最近排风井1m以上，以利用自然温差使新建排风井成

为隧道的进风口，理顺隧道风向。2007年山西企业南分支隧道顶风部位增建一4.5m高的排风烟筒后，将周围约550米隧道的运行温度降低了3～7℃。

3.2通风井在火灾时的关闭

电缆隧道内目前普遍采用防火门进行分区间防火隔离，在火灾后可以达到着火区间的窒息灭火作用。但由于通风井（或类似作用的排风烟筒等）的存在，在火灾后不仅达不到完全封闭着火区间的作用，而且由于通风井的烟筒作用还会有一定的助燃作用，不利于电缆隧道的防火。此问题的解决方法为：采用槽钢制作支架，上面敷设3～5mm钢板（作为门框），并预留足够的矩形孔径（作为门洞），并在预留孔安装向外侧开的防火门，将防火门的控制与隧道内防火门控制系统联动后，在正常情况下保持开放通风，在火灾情况下与隧道内的防火门同时自动关闭，达到封闭火灾区域的目的。

4、电缆隧道自然通风方式在设计中应注意的几点问题

4.1自然通风风向的选择从整体上说应该从隧道末端向电源侧

流动，主要原因是随着隧道内电缆的分流，电源侧相对而言电缆密度较大，发热量较大，自然空气的温度较高，比较适合作为排风出口。

4.2自然通风中，电缆隧道内部应该构筑适当的坡度，坡度选择一般3‰～5‰，其坡向应由隧道末端逐步向电源侧爬升，一方面结合隧道电缆发热的不同、隧道温度的差异，加大电缆隧道自然风流

的风压，另一方面也可以满足隧道排水的需要。

4.3当企业地面设施不能满足隧道坡度建设要求时，可以从两个方面进行解决。其一，可以在隧道内进行分段通风，需要注意的是每个分段的两端均应设计通风井，且一侧为进风口设计，另一侧为出风口设计，出风口应设置在隧道地坪较高的一侧；其二，可以通过调整隧道通风井的高度，形成不同抽力，来引导隧道内的自然风向。

5、结束语

电缆隧道的通风目前在隧道运行中得到重视的实例不多，各种规范和手册中仅仅推荐使用自然通风，但在实际应用中缺乏有效可行的应用标准。本文结合中国铝业山西分公司电缆隧道近三十年的运行经验，对电缆隧道的通风管理表述了笔者的一己之见，还望各同行有识之士共同探讨，批评指正。