淺析工業(yè)建筑電氣火災(zāi)原因及對策分析

任運(yùn)業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：工業(yè)建筑在工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程中，會使用大量的電氣設(shè)備，電氣火災(zāi)問題時有發(fā)生，一旦引起火災(zāi)或爆炸事故，不僅對人員和設(shè)備造成巨大的損失，還可能導(dǎo)致生命安全事故發(fā)生。因此，文章深入研究工業(yè)建筑電氣火災(zāi)原因，然后提出針對性的火災(zāi)預(yù)防措施，希望可以為施工人員提供一些參考與借鑒，進(jìn)而共同提升電氣線路火災(zāi)的防控能力，推動建筑行業(yè)的健康長遠(yuǎn)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：工業(yè)建筑；電氣火災(zāi)；原因分析；預(yù)防措施

0.引言

電氣火災(zāi)事故的發(fā)生，其復(fù)雜性與危害性給社會帶來巨大的威脅。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生后，大火會沿著電路快速蔓延，給后續(xù)救援帶來一定困難。通過深入探究火災(zāi)發(fā)生原因，能夠幫助人員更好地認(rèn)識潛在火災(zāi)隱患，同時掌握合理的防范措施，有效降低故障發(fā)生的概率，進(jìn)而保障財產(chǎn)與生命安全。

1.工業(yè)建筑電氣火災(zāi)原因分析

1.1電氣設(shè)計不合理

在工業(yè)建筑中，電力線路分布繁雜，如果線路布置不合理，可能會導(dǎo)致線路過長、過于密集，增加了線路短路和過載的可能性。同時，線路布置不合理還可能使得線路與可燃物或易燃物接觸，一旦產(chǎn)生電弧或火花，容易引發(fā)火災(zāi)。其次，電氣設(shè)備的選擇不當(dāng)也是導(dǎo)致電氣火災(zāi)的原因之一。選擇與實際工況不匹配的電氣設(shè)備可能會在使用過程中產(chǎn)生過熱或發(fā)生短路，增加了火災(zāi)的風(fēng)險。例如，選擇額定電流過小的電線或插座，無法承受所傳輸?shù)碾娏?，長期使用可能引發(fā)線路過載和火災(zāi)。與此同時，如果電氣負(fù)荷計算錯誤，電氣系統(tǒng)可能無法提供足夠的電力保障，導(dǎo)致電氣設(shè)備過載工作，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)。此外，缺乏適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，如過載保護(hù)、短路保護(hù)等，一旦出現(xiàn)電路故障或異常，短時間內(nèi)無法及時切斷電源，可能會導(dǎo)致電氣設(shè)備過熱、發(fā)生火災(zāi)。

1.2絕緣老化和損壞

絕緣材料在電氣線路中起到隔離電流的作用，防止電流通過接觸其他金屬部件或周圍環(huán)境而引起火災(zāi)。然而，長期使用、環(huán)境因素、過載和過熱等因素都可能導(dǎo)致絕緣材料的老化，從而降低其絕緣性能。隨著時間的推移和使用條件的變化，絕緣材料的物理和化學(xué)性質(zhì)會發(fā)生變化，瓦解、變脆或失去絕緣能力。當(dāng)絕緣材料的絕緣性能下降時，可能會出現(xiàn)電流泄漏的情況，電流泄漏會導(dǎo)致電線周圍的溫度升高，進(jìn)一步加劇絕緣材料的老化。在絕緣材料破裂或破損的地方，電流可能會發(fā)生短路，形成電弧，產(chǎn)生極gao的溫度和能量，引發(fā)火災(zāi)。絕緣材料的損壞也可能導(dǎo)致電氣線路火災(zāi)。絕緣材料可能會遭受物理損壞，如擠壓、彎曲或刮擦等。化學(xué)腐蝕也可能導(dǎo)致絕緣材料的損壞，例如酸性或堿性物質(zhì)的侵蝕。此外，動物等外部因素也可能對絕緣材料造成損壞，例如嚙咬或刮傷。當(dāng)絕緣材料被損壞后，其絕緣性能下降，可能會導(dǎo)致電壓泄漏和電弧放電的發(fā)生，這些電弧和火花的存在增加了火災(zāi)的風(fēng)險。

1.3接地故障

接地故障比較隱蔽且難以發(fā)現(xiàn)，其引起火災(zāi)的危險性也較大。接地故障引起電氣火災(zāi)的原因主要有三個方面。首先，故障電壓可能會引發(fā)火災(zāi)。當(dāng)設(shè)備或電線發(fā)生接地故障時，可能會導(dǎo)致電壓異常升高，超過設(shè)備或線路所能承受的極限。這種異常電壓可能會引起電線、電纜或其他電氣設(shè)備外殼等部分發(fā)生電火花，從而引發(fā)火災(zāi)。其次，故障電流也可能引起火災(zāi)。接地故障會導(dǎo)致電流異常地流向大地，如果周圍存在易燃材料，例如生產(chǎn)相關(guān)的各種甲、乙、丙類物料等，當(dāng)異常電流通過這些易燃材料時，可能會產(chǎn)生高溫和火花，引發(fā)火災(zāi)。特別是當(dāng)接地電阻很小或故障電流很大時，火災(zāi)的風(fēng)險會進(jìn)一步增加。此外，接線端子連接錯誤也是可能引發(fā)火災(zāi)的一種情況。如果在接線過程中發(fā)生錯誤，未正確連接零線和相線，電氣設(shè)備就無法正常運(yùn)行。當(dāng)接地故障發(fā)生時，接地電阻會變得很高，這樣在故障點附近會產(chǎn)生很大的短暫過電壓，如果設(shè)備周圍有易燃材料存在，這樣的過電壓可能引起火災(zāi)。

1.4人為因素

在工業(yè)建筑電氣系統(tǒng)的使用中，工作人員的不規(guī)范操作和不當(dāng)行為可能引發(fā)火災(zāi)問題，他們可能沒有對電氣線路的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確測量，或者對電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)沒有進(jìn)行全面的判斷。這種情況下，一些潛在的安全隱患可能被忽視，例如搭接的電線接觸不牢固、設(shè)備運(yùn)行時溫度過高等，這些問題可能積累并終導(dǎo)致火災(zāi)。其次，工作人員在日常操作中可能存在行為不當(dāng)?shù)那闆r。比如，一些工作人員可能隨意更改電氣線路的布局，使用不符合標(biāo)準(zhǔn)的電纜或電氣元件，或者在電氣設(shè)備故障檢修時帶電作業(yè)。這些行為可能會破壞電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性，增加火災(zāi)的風(fēng)險。此外，一些員工可能會忽略安全操作規(guī)程，如在爆炸危險區(qū)域巡檢作業(yè)未釋放人體靜電或使用非防爆電氣設(shè)備等，這些違規(guī)行為都可能引發(fā)火災(zāi)或爆炸事故。

1.5自然因素

在雷雨天氣中，大雨可能會對電氣線路和設(shè)備造成嚴(yán)重的影響，進(jìn)而導(dǎo)致火災(zāi)事故的發(fā)生。在雷雨天氣中，降雨量較大時，積水可能會淹沒地面上的電氣線路和設(shè)備，這種情況下，電氣線路和設(shè)備可能不能正常工作，甚至發(fā)生灼燒或短路現(xiàn)象。電線短路和設(shè)備的破裂可能會引發(fā)火災(zāi)，尤其是當(dāng)水與電氣設(shè)備的電流接觸時，電弧可能產(chǎn)生極gao的溫度，從而引發(fā)火災(zāi)。同時，強(qiáng)烈的降雨可能導(dǎo)致電氣線路和設(shè)備受到嚴(yán)重的侵害，例如電線的絕緣材料被水侵蝕，設(shè)備的外殼破損等。這些異常情況可能導(dǎo)致電線漏電、電氣設(shè)備部件短路等問題，進(jìn)而增加了火災(zāi)的發(fā)生概率。此外，雷雨天氣中，雷電常常伴隨著強(qiáng)烈的雷擊，雷電可能直接擊中電氣設(shè)備或線路，引發(fā)火災(zāi)。雷電的高能量和高溫可能導(dǎo)致設(shè)備破裂、電線短路等嚴(yán)重后果，進(jìn)一步加劇了火災(zāi)的風(fēng)險。

2.工業(yè)建筑電氣火災(zāi)預(yù)防措施

2.1優(yōu)化線路設(shè)計

相關(guān)人員應(yīng)對設(shè)計圖紙進(jìn)行詳細(xì)檢查，確保線路布局合理、合理并避免管道之間的相互碰撞?？梢越柚鶥IM（建筑信息模型）技術(shù)，模擬建筑內(nèi)部的線路排列，并優(yōu)化線路布局，從而降低線路交叉和干擾的可能性[5]。同時，在配電線路設(shè)計中，應(yīng)仔細(xì)計算負(fù)荷需求，確保電氣設(shè)備能夠滿足工業(yè)建筑的實際用電需求。這樣可以避免過載情況的發(fā)生，減少電氣設(shè)備過熱引發(fā)火災(zāi)的風(fēng)險。其次，材料的選擇也是優(yōu)化線路設(shè)計的重要方面，特別是對于電線材質(zhì)、截面積、規(guī)格型號、耐火等級和絕緣等級等方面要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行選擇。適當(dāng)選擇耐高溫、耐磨損、耐老化等性能良好的材料，可以提高線路的可靠性和安全性。此外，還應(yīng)注意電線與其他材料的隔離，防止電線受到機(jī)械損壞或外力碰撞而導(dǎo)致火災(zāi)。另外，還應(yīng)設(shè)置并定期檢查火災(zāi)自動報警系統(tǒng)和滅火設(shè)備，以便在火災(zāi)發(fā)生時能夠及時報警和處置。

2.2善用電氣火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)

在工業(yè)建筑中，電氣火災(zāi)是一種常見而嚴(yán)重的安全隱患，為了更好地預(yù)防和控制電氣火災(zāi)的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)結(jié)合電氣火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行快速預(yù)防與處理。如，可以引入消防電源監(jiān)控系統(tǒng)，其具有實時監(jiān)測功能、報警功能、轉(zhuǎn)發(fā)功能、主備電源監(jiān)控互投功能、數(shù)據(jù)存儲功能、自檢功能等多種特點，可以有效地提升火災(zāi)預(yù)防能力，減少火災(zāi)事故的發(fā)生。通過實時監(jiān)測功能，可以對電氣設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和檢測，及時發(fā)現(xiàn)異常情況并進(jìn)行報警，有效地防止因電氣設(shè)備故障導(dǎo)致的火災(zāi)發(fā)生；而報警功能則能夠及時提醒相關(guān)人員，進(jìn)一步加強(qiáng)對火災(zāi)風(fēng)險的預(yù)警和管理。同時，轉(zhuǎn)發(fā)功能可以將報警信息及時傳遞到相關(guān)部門或個人，加快故障處置的響應(yīng)速度，保障消防電源可靠運(yùn)行。在工業(yè)建筑中，存在主備電源的情況，消防電源監(jiān)控系統(tǒng)的主備電源監(jiān)控互投功能可以實現(xiàn)主備電源之間的實時切換和監(jiān)控，確保消防設(shè)備能夠持續(xù)供電，保障火災(zāi)預(yù)防系統(tǒng)的正常運(yùn)行。同時，數(shù)據(jù)存儲功能可以記錄和儲存歷史數(shù)據(jù)，為后期的數(shù)據(jù)分析和事故回溯提供有力的支持；而自檢功能能夠定期對消防電源監(jiān)控系統(tǒng)的各項功能進(jìn)行自動檢查，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

與此同時，還可以引入電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，以實時監(jiān)測為基礎(chǔ)，準(zhǔn)確地監(jiān)控電氣設(shè)備的溫度和電流信號等關(guān)鍵參數(shù)。通過對這些參數(shù)的監(jiān)控，系統(tǒng)可以及時感知到任何異常情況的發(fā)生，如電氣設(shè)備過熱、電流過載等，有助于提前發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患。同時，該系統(tǒng)還能夠監(jiān)測所涉及區(qū)域內(nèi)的溫度和電流信號等指標(biāo)，通過對比分析，能夠更全面地了解工業(yè)建筑內(nèi)部的安全狀況。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)還能處理各種電氣火災(zāi)探測器的探測信號，這些火災(zāi)探測器可以是溫度傳感器、煙霧探測器、圖像型感溫探測器等，能夠?qū)崟r地探測到電氣設(shè)備內(nèi)部的異常情況。當(dāng)系統(tǒng)接收到這些探測器的信號并判斷其超過了預(yù)定的報警值時，自動發(fā)出警報信息，及時通知相關(guān)人員進(jìn)行緊急處理和處置，將電氣火災(zāi)隱患消滅在萌芽狀態(tài)，以避免火災(zāi)事故的發(fā)生。

2.3安裝漏電保護(hù)以及接地保護(hù)

在實施漏電防護(hù)工作時，可以選擇額定漏電電流不大于30mA的漏電防護(hù)器作為主要解決方法。這種漏電防護(hù)器能夠及時地檢測到電流的偏差，一旦有漏電情況發(fā)生，漏電保護(hù)器會迅速切斷電源，從而避免潛在的風(fēng)險。同時，在選擇漏電保護(hù)器時需要適應(yīng)實際的電壓和電流要求，以保證其正常工作和防護(hù)效果。此外，直流限流熔斷器的能力也很重要，它能夠保護(hù)設(shè)備免受過大的電流沖擊。不同的電力線路和設(shè)備可能面臨不同的漏電隱患，因此應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況選擇合適的漏電保護(hù)器進(jìn)行防護(hù)。同時，合理規(guī)劃還能避免漏電和混亂現(xiàn)象的發(fā)生，從而降低火災(zāi)隱患。

接地保護(hù)也是非常重要的一項工作，包括防雷防靜電接地、施工接地和維護(hù)接地等[7]。在防雷防靜電接地方面，關(guān)鍵是做好建筑物防雷、設(shè)備接地和防靜電接地，并且根據(jù)規(guī)范要求設(shè)置避雷針、避雷網(wǎng)格、人體靜電導(dǎo)除柱、防靜電跨接，配電箱設(shè)置電涌保護(hù)器，用以減少設(shè)備周圍的操作人員和設(shè)備受到雷電的威脅以及靜電導(dǎo)致的爆炸事故傷害。同時，在施工和維護(hù)過程中，通過電氣設(shè)備接地點與地面接地線或等電位接地端子箱可靠連接來降低風(fēng)險的出現(xiàn)。施工保護(hù)零線與地面接地線相連可以有效降低故障的發(fā)生和危險程度。

2.4加強(qiáng)重點部位防護(hù)

在建筑電氣系統(tǒng)中，存在著一些重要的部位和設(shè)備，其安全運(yùn)行對整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要。因此，針對這些重點部位，采取必要的防護(hù)措施是非常必要的。首先，電線和電纜一旦出現(xiàn)斷線、短路或接觸不良等問題，很容易引發(fā)火災(zāi)，因此，需要保證電線和電纜的絕緣性能良好，可以使用防火、耐高溫的絕緣材料進(jìn)行包覆，確保其可以承受電氣設(shè)備正常工作時的高溫和高電壓環(huán)境。其次，對于電氣設(shè)備和開關(guān)插座等設(shè)施，要加強(qiáng)過載和漏電保護(hù)[8]。通過安裝電動機(jī)保護(hù)器、熱繼電器和漏電保護(hù)器，可以在設(shè)備過載或發(fā)生漏電時自動切斷電源。電動機(jī)保護(hù)器和熱繼電器可以根據(jù)設(shè)備運(yùn)行電流來判斷是否過載，漏電保護(hù)器可以檢測到漏電電流并切斷電源。這樣可以及時消除隱藏的火災(zāi)隱患，保護(hù)設(shè)備和人員的安全。此外，對于火災(zāi)風(fēng)險較高的區(qū)域，還需要考慮使用防爆設(shè)備。例如，在易燃易爆物品生產(chǎn)和儲存區(qū)域，應(yīng)選擇防爆型電氣設(shè)備，這些設(shè)備具有防爆特性，能夠在遇到火源時自動斷開電源，防止火災(zāi)蔓延。這些措施的實施不僅可以保護(hù)設(shè)備的安全運(yùn)行，也能夠保障人員的生命安全和財產(chǎn)的安全。

2.5提高操作人員的綜合素養(yǎng)

首先，可以引入權(quán)責(zé)與問責(zé)機(jī)制。建立起明確的責(zé)任分工，明確每個操作人員在電氣火災(zāi)預(yù)防方面的職責(zé)和權(quán)力，并建立一套完善的問責(zé)機(jī)制，對不履行職責(zé)或故意違反規(guī)定的操作人員進(jìn)行紀(jì)律處罰或組織調(diào)離等。這樣可以督促操作人員始終保持高度的警惕性和責(zé)任感，增強(qiáng)其防范意識，降低火災(zāi)風(fēng)險。其次，要定期對上崗員工進(jìn)行培訓(xùn)，對于同類工程的電氣火災(zāi)事故案例，可以定期舉辦案例分析會議，對這些案例進(jìn)行深入分析并總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)。同時，也能提醒操作人員時刻保持警惕，及時發(fā)現(xiàn)和解決潛在的安全隱患，以避免類似事故再次發(fā)生。此外，在建筑電氣施工階段，監(jiān)督人員應(yīng)對現(xiàn)場施工情況和操作行為進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督，及時糾正違章操作和不規(guī)范行為，確保施工過程符合相關(guān)操作規(guī)范和安全要求，從而減少電氣火災(zāi)的發(fā)生。

3.安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

3.1概述

Acre1-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，是根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數(shù)字化獨立運(yùn)行的系統(tǒng)，已通過消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗的消防電子產(chǎn)品試驗認(rèn)證，并且均通過嚴(yán)格的EMC電磁兼容試驗，保證了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統(tǒng)中的安全正常運(yùn)行，現(xiàn)均已批量生產(chǎn)并在全國得到廣泛地應(yīng)用。該系統(tǒng)通過對剩余電流、過電流、過電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與監(jiān)視，實現(xiàn)對電氣火災(zāi)的早期預(yù)防和報警，當(dāng)必要時還能聯(lián)動切除被檢測到剩余電流、溫度和故障電弧等超標(biāo)的配電回路;并根據(jù)用戶的需求，還可以滿足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺或火災(zāi)自動報警系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享。

3.2應(yīng)用場合

適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、重點消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域。

3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.4系統(tǒng)功能

1）監(jiān)控設(shè)備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時發(fā)出聲、光報警信號，同時設(shè)備上紅色“報警”指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類型，記錄報警時間，聲光報警一直保持，直至按設(shè)備的“復(fù)位”按鈕或觸摸屏的“復(fù)位”按鍵遠(yuǎn)程對探測器實現(xiàn)復(fù)位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲”按鍵手動消除。

2）當(dāng)被監(jiān)測回路報警時，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護(hù)電路或其他設(shè)備，當(dāng)報警消除后，控制輸出繼電器釋放。

3）通訊故障報警：當(dāng)監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障或探測器本身發(fā)生故障時，監(jiān)控畫面中相應(yīng)的探測器顯示故障提示，同時設(shè)備上的黃色“故障”指示燈亮，并發(fā)出故障報警聲音。電源故障報警：當(dāng)主電源或備用電源發(fā)生故障時，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息，可進(jìn)入相應(yīng)的界面查看詳細(xì)信息并可解除報警聲響。

4）當(dāng)發(fā)生剩余電流、超溫報警或通訊、電源故障時，將報警部位、故障信息、報警時間等信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。

3.5配置方案

4.結(jié)束語

工業(yè)建筑電氣火災(zāi)的原因多種多樣，線路設(shè)計不合理、絕緣老化、接地故障以及人為因素是較為常見的原因。為了防范和控制電氣火災(zāi)，應(yīng)當(dāng)優(yōu)化線路設(shè)計、善用電氣火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)、安裝漏電保護(hù)和防雷防靜電接地保護(hù)、加強(qiáng)重點部位防護(hù)、提高操作人員的綜合素養(yǎng)等對策來減少火災(zāi)的發(fā)生。只有全面落實這些對策，才能夠有效預(yù)防和控制工業(yè)建筑電氣火災(zāi)的發(fā)生，確保人員和設(shè)備的安全。

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作者簡介：任運(yùn)業(yè)，男，安科瑞電氣股份有限公司。