淺談建筑電氣火災原因分析及防范措施

劉細鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

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

【關鍵詞】建筑電氣；火災原因；防范措施

 1 建筑電氣火災原因分析

       隨著用電設備的增多，電氣火災隱患大量潛存。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。我國電氣火災專業(yè)委員會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明：漏電、過載、短路、接觸不良導致溫度過熱等故障占電氣火災起火原因的90%。

      （1）漏電火災。顧名思義，漏電火災主要是因為導線的絕緣性因機械損傷或者陳舊老化而出現(xiàn)絕緣性降低，從而產(chǎn)生漏電的問題。

       （2）短路火災。短路的問題往往是由于交流電路的導線直接碰觸連接，電流不經(jīng)過任何用電設備和電阻而出現(xiàn)的火災現(xiàn)象。這種情況容易造成電流的急劇增大，從而導致電流過大而產(chǎn)生較高的熱量，甚至能夠達到數(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。

       （3）過負荷火災。電氣線路的安裝、施工存在違章操作及無證操作現(xiàn)象。大量的火災事實表明，一些場所和單位在對電氣線路安裝和施工時，沒有遵照操作規(guī)程和要求，隨意增加用電設備，導致用電負荷超過設計容量。一定材料和一定大小橫截面積的電線有一定的載流量。如果選用了不合規(guī)格的保險絲，電路的超負載不能及時發(fā)現(xiàn)，隱患就會變成災患。

        在建筑電氣火災的防范中，我們首先需要認識到電氣火災的特點。電氣火災與其他的火災不同的是，其往往具有隱蔽性。所以，這就需要我們從多方面綜合處理，把握，實現(xiàn)建筑電氣火災的防范。

      （1）設計和安裝。首先，在設計中，應考慮依據(jù)用電設備的特性、特點及使用場所的不同來配置線路的管線和線路的保護裝置。線路的管線及保護裝置應根據(jù)用電設備的實際情況科學計算、合理配置。其次，在安裝過程中，要充分注重問題。對于導線和電纜的絕緣設定必須依據(jù)電網(wǎng)的額定電壓來設置，尤其是在建筑較為潮濕和不易發(fā)現(xiàn)的地點，應嚴格根據(jù)相關要求進行，避免出現(xiàn)導線的絕緣破壞，并且多塵等地點要做好套管和打掃工作。

      （2）正確使用。使用過程中必須根據(jù)相關使用規(guī)范來應用，科學選用電氣線路。根據(jù)具體的生活需求選用電氣線路，避免自行接線等問題。電線的選擇不能過細，必須根據(jù)電流標準進行選擇。安裝過程中需要注意導線與導線之間，導線與建筑物構建以及電氣設備之間必須符合一定的間距。

     （3）檢查。檢查工作對于線路的尤為重要，因為線路在長期的使用過程中難免出現(xiàn)破壞問題，這就需要對線路問題進行定期檢查。用戶不得隨意更換保險絲。在檢查工作中，要對連接點的牢固問題重點檢查，并且線路附近不可存放易燃物品。

     （4）監(jiān)測。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，如何借助現(xiàn)代科技手段，有效預防監(jiān)控電氣火災事故的發(fā)生，已成為近年消防行業(yè)研究的重大課題。為了預防和減少電氣火災，國家高度重視這個問題。在國家標準《高層民用建筑設計防火規(guī)范》和《建筑設計防火規(guī)范》里，明確要求在多種建筑物中安裝電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，并大力推廣使用。電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，特點在于漏電監(jiān)控方面屬于先期預報警，可以低御各種信號的電磁干擾。所以，系統(tǒng)對傳輸總線的穩(wěn)定性和實時性具有較高的要求。與傳統(tǒng)火災自動報警系統(tǒng)不同的是，電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)早期報警是為了避免損失，而傳統(tǒng)火災自動報警系統(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目，尤其是已經(jīng)安裝了火災自動報警系統(tǒng)的單位，仍需要安裝電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的根本原因所在。

 3 安科瑞電氣火災監(jiān)控云系統(tǒng)架構和硬件選型

       安科瑞電氣推出的電氣火災監(jiān)控云系統(tǒng)采用研發(fā)的剩余電流互感器、溫度傳感器和電氣、故障電弧探測器和電氣防火限流式保護器，對引發(fā)電氣火災的主要因素（導線溫度、電流、剩余電流、故障電弧等）進行不間斷的數(shù)據(jù)與統(tǒng)計分析，并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時推送給學校管理人員，指導學校實現(xiàn)時間的排查和治理，達到潛在電氣火災隱患，實現(xiàn)“防患于未然"的目的。

       用戶可以利用PC、手機、平板電腦等多種終端實現(xiàn)對平臺的訪問，查詢包括系統(tǒng)信息、實時數(shù)據(jù)、報記錄等在內的各種信息，使用方便。利用該系統(tǒng)為用戶提供的低成本服務，能有提升企業(yè)的消防管理和電氣設備水平，防范重大惡性火災財產(chǎn)損失、尤其是重大惡性人員傷亡責任的發(fā)生。

本系統(tǒng)的整體結構如圖所示：

3.1硬件配置：

     平臺服務器：建議按照我方提供配置標準購買，或者客戶自己租用阿里云資源。

     硬件配置：（如申請阿里云可忽略）

       現(xiàn)場硬件配置

方案一：100A以下回路，開口式互感器

方案二：100A以下回路，普通互感器，會增加施工量

         方案三：100A以下回路，普通電流互感器，探測器和無線模塊分開，可適用多回路配置針對1個回路，剩余電流互感器根據(jù)現(xiàn)場回路電流大小選擇。

3.2運行條件:

       1）瀏覽器運行設備：

       臺式電腦，手機、平板等移動端設備。

       2）瀏覽器端運行環(huán)境：

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

3.3主要技術指標: 

      數(shù)據(jù)上傳頻率：2分鐘

      通信方式：RS485、2G/3G/4G

      并發(fā)訪問量：>=10000

      歷史數(shù)據(jù)存儲：>=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器

       電氣防火限流式保護器可有效克服傳統(tǒng)斷路器、空氣開關和監(jiān)控設備存在的短路電流大、切斷短路電流時間長、短路時產(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，能以微秒級速度快速限制短路電流以實現(xiàn)滅弧保護，從而能顯著減少電氣火災事故，保障使用場所人員和財產(chǎn)的。

       ASCP200-1型電氣防火限流式保護器是單相限流式保護器，大額定電流為63A?？蓮V泛應用于學校、醫(yī)院、商場、賓館、娛樂場所、寺廟、文物建筑、會展、住宅、倉庫、幼兒園、老年人建筑、集體宿舍、電動車充電站及租賃式商場商鋪、批發(fā)市場、集貿市場、甲乙丙類危險品庫房等各種用電場所末端干、支路的線路保護。

4.1.2AISD智能配電裝置

       AISD系列智能配電裝置是安科瑞電氣有限公司專門為低壓配電側開發(fā)的一款智能用電產(chǎn)品，本產(chǎn)品主要針對低壓配電側人身觸電事故、線路老化、漏電引起電氣火災等等常見隱患而設計。

       產(chǎn)品主要應用于學校、教育機構、醫(yī)院、療養(yǎng)院、康復、敬老院、酒店娛樂、商場商鋪、企事業(yè)單位、家庭電器等各類低壓用電的場合。

4.2產(chǎn)品功能特點

4.2.1ASCP200-1型電氣防火限流式保護器主要功能如下

      ■短路保護功能。保護器實時監(jiān)測用電線路電流，當線路發(fā)生短路故障時，能在150微秒內實現(xiàn)快速限流保護，并發(fā)出聲光報警信號。

     ■過載保護功能。當被保護線路的電流過載且過載持續(xù)時間超過動作時間（3~60秒可設）時，保護器啟動限流保護，并發(fā)出聲光報警信號。

     ■表內超溫保護功能。當保護器內部器件工作溫度過高時，保護器實施超溫限流保護，并發(fā)出聲光報警信號。

     ■過欠壓保護功能。當保護器檢測到線路電壓欠壓或過壓時，保護器發(fā)出聲光報警信號，可預先設置是否啟動限流保護。

     ■配電線纜溫度監(jiān)測功能。當被監(jiān)測線纜溫度超過報警設定值時，保護器發(fā)出聲光報警信號，可預先設置是否啟動限流保護。

     ■漏電流監(jiān)測功能。當被監(jiān)測的線路漏電超過報警設定值時，保護器發(fā)出聲光報警信號，可預先設置是否啟動限流保護。

     ■保護器具有1路RS485接口，1路2G無線通訊，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。監(jiān)控后臺可以是安科瑞Acrel-6000/B電氣火災監(jiān)控主機，也可以是安科瑞Acrel-6000用電管理云平臺，或三方監(jiān)控軟件或平臺。

4.2.2AISD智能配電裝置主要功能如下

    ■供電穩(wěn)定性。負載端發(fā)生單相接地故障，裝置報警，系統(tǒng)可持續(xù)供電，不會切斷電源。

    ■供電性。裝置可以把系統(tǒng)的漏電流限制在很小的級別，人體無意觸碰到供電線路，不會造成觸電事故。

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

    ■過載保護。裝置監(jiān)測到系統(tǒng)過載，可以及時切斷電源，避免因過載引起線路故障。

    ■電壓監(jiān)測。裝置實時監(jiān)測系統(tǒng)電壓，發(fā)生過、欠壓時，發(fā)出報警信號，可以設置是否切斷電源。

    ■報警功能。在系統(tǒng)發(fā)生短路、過載、欠壓等異常時，裝置發(fā)出聲光報警信號，提醒相關人員。

    ■事件記錄。裝置存儲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，可以遠程讀取相關數(shù)據(jù)?？蛇x配無線通訊模塊，無線方式將數(shù)據(jù)發(fā)送到云平臺。

4.3產(chǎn)品技術參數(shù)

表1ASCP200-1型電氣防火限流式保護器

表2AISD智能配電裝置主要功能如下

4.4產(chǎn)品使用注意事項

4.4.1ASCP200-1型單相電氣防火限流式保護器

       在選用限流式保護器時，限流式保護器的設定的額定電流應該與其前上級的斷路器的額定電流保持一致。例如，當限流式保護器輸入端斷路器的額定電流為32A時，應將限流式保護器的額定電流設置為32A。為保障限流式保護器的正常使用，嚴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器采用壁掛式安裝，可以掛墻安裝，也可以安裝在箱體內，應確保安裝場所無滴水、腐蝕性化學氣體和沉淀物質，并注意環(huán)境溫度和通風散熱。

       為確?？煽窟B接，接線時應按接線圖進行，同時為了防止接頭處接觸電阻過大而導致局部過熱，也避免因接觸不良而導致保護器工作不正常，線頭應采用合適大小的U形冷壓頭壓接后，再插入保護器相應端子上并將螺釘擰緊壓實。

       保護器內部帶有交流電，嚴禁非專業(yè)人士擅自打開產(chǎn)品外殼。保護器在使用期間，若被保護線路發(fā)生短路或過載故障而被限流保護時，保護器仍處于帶電狀態(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，長按保護器的復位按鍵約2秒鐘，使保護器恢復正常運行時。

       當保護器因超溫而發(fā)生限流保護時，則可能是因為負載電流過大，環(huán)境溫度過高或通風散熱不良等原因導致，可通過加強通風等措施，等保護器溫度降下來后，再長按復位鍵，使保護器復位，恢復正常運行。

4.4.2AISD智能配電裝置

       在選用智能配電裝置時，裝置的額定容量應該與后方用電設備的額定容量保持一致。例如，當智能配電裝置的額定容量為3kVA時，后方用電設備的額定容量應不超過3kVA，嚴禁將其使用于額定容量不匹配的配電線路中。

       智能配電裝置器采用壁掛式安裝，可以裸機掛墻安裝，也可以落地安裝，應確保安裝場所無滴水、腐蝕性化學氣體和沉淀物質，并注意環(huán)境溫度和通風散熱。

       接線時應按接線圖操作，同時為了防止接頭處接觸電阻過大而導致局部過熱，也避免因接觸不良而導致裝置工作不正常，應確保裝置相應端子接線擰緊壓實。

       嚴禁非專業(yè)人士擅自打開產(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載的一端都接在中性點上，將中性點

       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?，F(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)運行過程中，中性線引發(fā)火災事故主要通過三種途徑：

       A.中性線長期過載導致中性線絕緣層老化，使得絕緣層燃燒引發(fā)火災；

       B.中性線故障使中性線開路，導致三相電嚴重不平衡，燒毀電氣設備引發(fā)火災。

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

5.2產(chǎn)品型號及尺寸

5.2.1產(chǎn)品型號

 

5.2.2模塊接口示意

 

5.2.3產(chǎn)品尺寸

 

 5.3技術參數(shù)

       綜上所述，在建筑電氣的應用中，火災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的原因，采取有針對性的措施，進行科學防范，盡可能地減少事故發(fā)生，從而保障人們的生命和財產(chǎn)。

[1]和凱龍.北京全路通信信號研究設計院集團有限公司.北京100070，1002-1388（2016）03-0008-01

[2]劉巖.典型建筑電氣火災故障分析及其模式識別[D].沈陽：沈陽工業(yè)大學，2009.

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊，2020.06版.

 

       張品，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為電氣火災的現(xiàn)狀問題和防控對策