淺談建筑電氣火災(zāi)原因分析及防范措施

任運(yùn)業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

 【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)和科技的快速發(fā)展，建筑業(yè)以及建筑電氣得到了充分的發(fā)展。建筑中電氣的應(yīng)用極大地提高了人們的生活質(zhì)量。但是，作為一種自動(dòng)化系統(tǒng)，建筑電氣不可避免地容易產(chǎn)生一些火災(zāi)事故。針對(duì)這種情況，就如何進(jìn)行防范是作了探討。

【關(guān)鍵詞】建筑電氣；火災(zāi)原因；防范措施

 1 建筑電氣火災(zāi)原因分析

       隨著用電設(shè)備的增多，電氣火災(zāi)隱患大量潛存。這些隱患具有一定的隱蔽性和潛伏期，一旦發(fā)生，極易造成惡性火災(zāi)。我國(guó)電氣火災(zāi)專業(yè)委員會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明：漏電、過(guò)載、短路、接觸不良導(dǎo)致溫度過(guò)熱等故障占電氣火災(zāi)起火原因的90%。

      （1）漏電火災(zāi)。顧名思義，漏電火災(zāi)主要是因?yàn)閷?dǎo)線的絕緣性因機(jī)械損傷或者陳舊老化而出現(xiàn)絕緣性降低，從而產(chǎn)生漏電的問(wèn)題。

       （2）短路火災(zāi)。短路的問(wèn)題往往是由于交流電路的導(dǎo)線直接碰觸連接，電流不經(jīng)過(guò)任何用電設(shè)備和電阻而出現(xiàn)的火災(zāi)現(xiàn)象。這種情況容易造成電流的急劇增大，從而導(dǎo)致電流過(guò)大而產(chǎn)生較高的熱量，甚至能夠達(dá)到數(shù)千攝氏度。這種高溫容易造成易燃物的燃燒，繼而引發(fā)火災(zāi)。

       （3）過(guò)負(fù)荷火災(zāi)。電氣線路的安裝、施工存在違章操作及無(wú)證操作現(xiàn)象。大量的火災(zāi)事實(shí)表明，一些場(chǎng)所和單位在對(duì)電氣線路安裝和施工時(shí)，沒(méi)有遵照操作規(guī)程和要求，隨意增加用電設(shè)備，導(dǎo)致用電負(fù)荷超過(guò)設(shè)計(jì)容量。一定材料和一定大小橫截面積的電線有一定的安全載流量。如果選用了不合規(guī)格的保險(xiǎn)絲，電路的超負(fù)載不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，隱患就會(huì)變成災(zāi)患。

        在建筑電氣火災(zāi)的防范中，我們首先需要認(rèn)識(shí)到電氣火災(zāi)的特點(diǎn)。電氣火災(zāi)與其他的火災(zāi)不同的是，其往往具有隱蔽性。所以，這就需要我們從多方面綜合處理，全面把握，實(shí)現(xiàn)建筑電氣火災(zāi)的防范。

      （1）設(shè)計(jì)和安裝。首先，在設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮依據(jù)用電設(shè)備的特性、特點(diǎn)及使用場(chǎng)所的不同來(lái)配置線路的管線和線路的保護(hù)裝置。線路的管線及保護(hù)裝置應(yīng)根據(jù)用電設(shè)備的實(shí)際情況科學(xué)計(jì)算、合理配置。其次，在安裝過(guò)程中，要充分注重安全問(wèn)題。對(duì)于導(dǎo)線和電纜的絕緣設(shè)定必須依據(jù)電網(wǎng)的額定電壓來(lái)設(shè)置，尤其是在建筑較為潮濕和不易發(fā)現(xiàn)的地點(diǎn)，應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)要求進(jìn)行，避免出現(xiàn)導(dǎo)線的絕緣破壞，并且多塵等地點(diǎn)要做好套管和打掃工作。

      （2）正確使用。使用過(guò)程中必須根據(jù)相關(guān)使用規(guī)范來(lái)應(yīng)用，科學(xué)選用電氣線路。根據(jù)具體的生活需求選用電氣線路，避免自行接線等問(wèn)題。電線的選擇不能過(guò)細(xì)，必須根據(jù)電流標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇。安裝過(guò)程中需要注意導(dǎo)線與導(dǎo)線之間，導(dǎo)線與建筑物構(gòu)建以及電氣設(shè)備之間必須符合一定的間距。

     （3）檢查。檢查工作對(duì)于線路的安全尤為重要，因?yàn)榫€路在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中難免出現(xiàn)破壞問(wèn)題，這就需要對(duì)線路問(wèn)題進(jìn)行定期檢查。用戶不得隨意更換保險(xiǎn)絲。在檢查工作中，要對(duì)連接點(diǎn)的牢固問(wèn)題重點(diǎn)檢查，并且線路附近不可存放易燃物品。

     （4）監(jiān)測(cè)。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，如何借助現(xiàn)代科技手段，有效預(yù)防監(jiān)控電氣火災(zāi)事故的發(fā)生，已成為近年消防行業(yè)研究的重大課題。為了預(yù)防和減少電氣火災(zāi)，國(guó)家高度重視這個(gè)問(wèn)題。在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》里，明確要求在多種建筑物中安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，并大力推廣使用。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，特點(diǎn)在于漏電監(jiān)控方面屬于先期預(yù)報(bào)警，可以低御各種信號(hào)的電磁干擾。所以，系統(tǒng)對(duì)傳輸總線的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性具有較高的要求。與傳統(tǒng)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)不同的是，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)早期報(bào)警是為了避免損失，而傳統(tǒng)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是為了減少損失。這也是為什么不管是新建或是改建工程項(xiàng)目，尤其是已經(jīng)安裝了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的單位，仍需要安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的根本原因所在。

 3 安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控云系統(tǒng)架構(gòu)和硬件選型

       安科瑞電氣推出的電氣火災(zāi)監(jiān)控云系統(tǒng)采用自主研發(fā)的剩余電流互感器、溫度傳感器和電氣火災(zāi)探測(cè)器、故障電弧探測(cè)器和電氣防火限流式保護(hù)器，對(duì)引發(fā)電氣火災(zāi)的主要因素（導(dǎo)線溫度、電流、剩余電流、故障電弧等）進(jìn)行不間斷的數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)分析，并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時(shí)推送給學(xué)校管理人員，指導(dǎo)學(xué)校實(shí)現(xiàn)時(shí)間的排查和治理，達(dá)到潛在電氣火災(zāi)隱患，實(shí)現(xiàn)“防患于未然”的目的。

       用戶可以利用PC、手機(jī)、平板電腦等多種終端實(shí)現(xiàn)對(duì)平臺(tái)的訪問(wèn)，查詢包括系統(tǒng)信息、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、報(bào)記錄等在內(nèi)的各種信息，使用方便。利用該系統(tǒng)為用戶提供的低成本服務(wù)，能有提升企業(yè)的消防管理和電氣設(shè)備水平，防范重大惡性火災(zāi)財(cái)產(chǎn)損失、尤其是重大惡性人員傷亡責(zé)任的發(fā)生。

本系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖所示：

3.1硬件配置：

     平臺(tái)服務(wù)器：建議按照我方提供配置標(biāo)準(zhǔn)購(gòu)買，或者客戶自己租用阿里云資源。

     推薦硬件配置：（如申請(qǐng)阿里云可忽略）

       現(xiàn)場(chǎng)硬件配置

方案一：100A以下回路，開(kāi)口式互感器

 

方案二：100A以下回路，普通互感器，會(huì)增加施工量

         方案三：100A以下回路，普通電流互感器，探測(cè)器和無(wú)線模塊分開(kāi)，可適用多回路配置針對(duì)1個(gè)回路，剩余電流互感器根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)回路電流大小選擇。

3.2運(yùn)行條件:

       1）瀏覽器運(yùn)行設(shè)備：

       臺(tái)式電腦，手機(jī)、平板等移動(dòng)端設(shè)備。

       2）瀏覽器端運(yùn)行環(huán)境：

       Windows系統(tǒng)下使用谷歌、火狐、360（速模式）等瀏覽器訪問(wèn)。

3.3主要技術(shù)指標(biāo): 

      數(shù)據(jù)上傳頻率：2分鐘

      通信方式：RS485、2G/3G/4G

      并發(fā)訪問(wèn)量：>=10000

      歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：>=3年

4.1產(chǎn)品概述

4.1.1ASCP200-1型單相電氣防火限流式保護(hù)器

       電氣防火限流式保護(hù)器可有效克服傳統(tǒng)斷路器、空氣開(kāi)關(guān)和監(jiān)控設(shè)備存在的短路電流大、切斷短路電流時(shí)間長(zhǎng)、短路時(shí)產(chǎn)生的電弧火花大，以及使用壽命短等弊端，發(fā)生短路故障時(shí)，能以微秒級(jí)速度快速限制短路電流以實(shí)現(xiàn)滅弧保護(hù)，從而能顯著減少電氣火災(zāi)事故，保障使用場(chǎng)所人員和財(cái)產(chǎn)的安全。

       ASCP200-1型電氣防火限流式保護(hù)器是單相限流式保護(hù)器，大額定電流為63A。可廣泛應(yīng)用于學(xué)校、醫(yī)院、商場(chǎng)、賓館、娛樂(lè)場(chǎng)所、寺廟、文物建筑、會(huì)展、住宅、倉(cāng)庫(kù)、幼兒園、老年人建筑、集體宿舍、電動(dòng)車充電站及租賃式商場(chǎng)商鋪、批發(fā)市場(chǎng)、集貿(mào)市場(chǎng)、甲乙丙類危險(xiǎn)品庫(kù)房等各種用電場(chǎng)所末端干、支路的線路保護(hù)。

4.1.2AISD智能安全配電裝置

       AISD系列智能安全配電裝置是安科瑞電氣有限公司專門為低壓配電側(cè)開(kāi)發(fā)的一款智能安全用電產(chǎn)品，本產(chǎn)品主要針對(duì)低壓配電側(cè)人身觸電安全事故、線路老化、漏電引起電氣火災(zāi)等等常見(jiàn)隱患而設(shè)計(jì)。

       產(chǎn)品主要應(yīng)用于學(xué)校、教育機(jī)構(gòu)、醫(yī)院、療養(yǎng)院、康復(fù)中心、敬老院、酒店娛樂(lè)、商場(chǎng)商鋪、企事業(yè)單位、家庭電器等各類低壓用電的場(chǎng)合。

4.2產(chǎn)品功能特點(diǎn)

4.2.1ASCP200-1型電氣防火限流式保護(hù)器主要功能如下

      ■短路保護(hù)功能。保護(hù)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用電線路電流，當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)，能在150微秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速限流保護(hù)，并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。

     ■過(guò)載保護(hù)功能。當(dāng)被保護(hù)線路的電流過(guò)載且過(guò)載持續(xù)時(shí)間超過(guò)動(dòng)作時(shí)間（3~60秒可設(shè)）時(shí)，保護(hù)器啟動(dòng)限流保護(hù)，并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。

     ■表內(nèi)超溫保護(hù)功能。當(dāng)保護(hù)器內(nèi)部器件工作溫度過(guò)高時(shí)，保護(hù)器實(shí)施超溫限流保護(hù)，并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。

     ■過(guò)欠壓保護(hù)功能。當(dāng)保護(hù)器檢測(cè)到線路電壓欠壓或過(guò)壓時(shí)，保護(hù)器發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，可預(yù)先設(shè)置是否啟動(dòng)限流保護(hù)。

     ■配電線纜溫度監(jiān)測(cè)功能。當(dāng)被監(jiān)測(cè)線纜溫度超過(guò)報(bào)警設(shè)定值時(shí)，保護(hù)器發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，可預(yù)先設(shè)置是否啟動(dòng)限流保護(hù)。

     ■漏電流監(jiān)測(cè)功能。當(dāng)被監(jiān)測(cè)的線路漏電超過(guò)報(bào)警設(shè)定值時(shí)，保護(hù)器發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，可預(yù)先設(shè)置是否啟動(dòng)限流保護(hù)。

     ■保護(hù)器具有1路RS485接口，1路2G無(wú)線通訊，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。監(jiān)控后臺(tái)可以是安科瑞Acrel-6000/B電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)，也可以是安科瑞Acrel-6000安全用電管理云平臺(tái)，或三方監(jiān)控軟件或平臺(tái)。

4.2.2AISD智能安全配電裝置主要功能如下

    ■供電穩(wěn)定性。負(fù)載端發(fā)生單相接地故障，裝置報(bào)警，系統(tǒng)可持續(xù)供電，不會(huì)切斷電源。

    ■供電安全性。裝置可以把系統(tǒng)的漏電流限制在很小的級(jí)別，人體無(wú)意觸碰到供電線路，不會(huì)造成觸電事故。

    ■限流滅弧。系統(tǒng)發(fā)生短路故障，裝置能快速切斷電源，不會(huì)出現(xiàn)電弧火花。

    ■過(guò)載保護(hù)。裝置監(jiān)測(cè)到系統(tǒng)過(guò)載，可以及時(shí)切斷電源，避免因過(guò)載引起線路故障。

    ■電壓監(jiān)測(cè)。裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電壓，發(fā)生過(guò)、欠壓時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，可以設(shè)置是否切斷電源。

    ■報(bào)警功能。在系統(tǒng)發(fā)生短路、過(guò)載、欠壓等異常時(shí)，裝置發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，提醒相關(guān)人員。

    ■事件記錄。裝置存儲(chǔ)30條事件記錄，可供用戶查詢。

    ■通訊功能。裝置配置RS485通訊接口，Modbus-RTU協(xié)議，可以遠(yuǎn)程讀取相關(guān)數(shù)據(jù)?？蛇x配無(wú)線通訊模塊，無(wú)線方式將數(shù)據(jù)發(fā)送到云平臺(tái)。

4.3產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)

表1ASCP200-1型電氣防火限流式保護(hù)器

表2AISD智能安全配電裝置主要功能如下

4.4產(chǎn)品使用注意事項(xiàng)

4.4.1ASCP200-1型單相電氣防火限流式保護(hù)器

       在選用限流式保護(hù)器時(shí)，限流式保護(hù)器的設(shè)定的額定電流應(yīng)該與其前上級(jí)的斷路器的額定電流保持一致。例如，當(dāng)限流式保護(hù)器輸入端斷路器的額定電流為32A時(shí)，應(yīng)將限流式保護(hù)器的額定電流設(shè)置為32A。為保障限流式保護(hù)器的正常使用，嚴(yán)禁將其使用于與其前端斷路器的額定電流不匹配的配電線路中。

       ASCP200系列采用限流式保護(hù)器采用壁掛式安裝，可以掛墻安裝，也可以安裝在箱體內(nèi)，應(yīng)確保安裝場(chǎng)所無(wú)滴水、腐蝕性化學(xué)氣體和沉淀物質(zhì)，并注意環(huán)境溫度和通風(fēng)散熱。

       為確?？煽窟B接，接線時(shí)應(yīng)按接線圖進(jìn)行，同時(shí)為了防止接頭處接觸電阻過(guò)大而導(dǎo)致局部過(guò)熱，也避免因接觸不良而導(dǎo)致保護(hù)器工作不正常，線頭應(yīng)采用合適大小的U形冷壓頭壓接后，再插入保護(hù)器相應(yīng)端子上并將螺釘擰緊壓實(shí)。

       保護(hù)器內(nèi)部帶有交流電，嚴(yán)禁非專業(yè)人士擅自打開(kāi)產(chǎn)品外殼。保護(hù)器在使用期間，若被保護(hù)線路發(fā)生短路或過(guò)載故障而被限流保護(hù)時(shí)，保護(hù)器仍處于帶電狀態(tài)，不允許隨意碰觸用電線路的金屬部分。待檢查線路，并排除故障后，長(zhǎng)按保護(hù)器的復(fù)位按鍵約2秒鐘，使保護(hù)器恢復(fù)正常運(yùn)行時(shí)。

       當(dāng)保護(hù)器因超溫而發(fā)生限流保護(hù)時(shí)，則可能是因?yàn)樨?fù)載電流過(guò)大，環(huán)境溫度過(guò)高或通風(fēng)散熱不良等原因?qū)е?，可通過(guò)加強(qiáng)通風(fēng)等措施，等保護(hù)器溫度降下來(lái)后，再長(zhǎng)按復(fù)位鍵，使保護(hù)器復(fù)位，恢復(fù)正常運(yùn)行。

4.4.2AISD智能安全配電裝置

       在選用智能安全配電裝置時(shí)，裝置的額定容量應(yīng)該與后方用電設(shè)備的額定容量保持一致。例如，當(dāng)智能安全配電裝置的額定容量為3kVA時(shí)，后方用電設(shè)備的額定容量應(yīng)不超過(guò)3kVA，嚴(yán)禁將其使用于額定容量不匹配的配電線路中。

       智能安全配電裝置器采用壁掛式安裝，可以裸機(jī)掛墻安裝，也可以落地安裝，應(yīng)確保安裝場(chǎng)所無(wú)滴水、腐蝕性化學(xué)氣體和沉淀物質(zhì)，并注意環(huán)境溫度和通風(fēng)散熱。

       接線時(shí)應(yīng)按接線圖操作，同時(shí)為了防止接頭處接觸電阻過(guò)大而導(dǎo)致局部過(guò)熱，也避免因接觸不良而導(dǎo)致裝置工作不正常，應(yīng)確保裝置相應(yīng)端子接線擰緊壓實(shí)。

       嚴(yán)禁非專業(yè)人士擅自打開(kāi)產(chǎn)品外殼。

5.1中性線定義及危害

       中性線的定義：三相電的星形接法是把每一相電源或負(fù)載的一端都接在中性點(diǎn)上，將中性點(diǎn)

       引出的這條線叫中性線，這樣就形成三相四線制或者五線制。也可不引出，形成三相三線制。現(xiàn)在的低壓配電線路，采用較多的是三相四線制，其中的三條線路分別用A、B、C代表三相，另一條中性線用N代表。

       在三相四線制或五線制供電系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，中性線引發(fā)火災(zāi)事故主要通過(guò)三種途徑：

       A.中性線長(zhǎng)期過(guò)載導(dǎo)致中性線絕緣層老化，使得絕緣層燃燒引發(fā)火災(zāi)；

       B.中性線故障使中性線開(kāi)路，導(dǎo)致三相電嚴(yán)重不平衡，燒毀電氣設(shè)備引發(fā)火災(zāi)。

       C.中性線老化使線路局部過(guò)熱，導(dǎo)致中性線絕緣層老化，使得絕緣層燃燒引發(fā)火災(zāi)。

5.2產(chǎn)品型號(hào)及尺寸

5.2.1產(chǎn)品型號(hào)

 

5.2.2模塊接口示意

 

5.2.3產(chǎn)品尺寸

 

 5.3技術(shù)參數(shù)

       綜上所述，在建筑電氣的應(yīng)用中，火災(zāi)事故往往具有隱蔽性和突發(fā)性，這就需要綜合建筑電氣火災(zāi)的原因，采取有針對(duì)性的措施，進(jìn)行科學(xué)防范，盡可能地減少事故發(fā)生，從而保障人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

[1]和凱龍.北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司.北京100070，1002-1388（2016）03-0008-01

[2]劉巖.典型建筑電氣火災(zāi)故障分析及其模式識(shí)別[D].沈陽(yáng)：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)，2009.

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)，2020.06版.

 

       任運(yùn)業(yè)，男，安科瑞電氣股份有限公司。