張星

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘要】近幾年來(lái)，電氣火災(zāi)事故頻發(fā)，特別是在人煙稀少的地方發(fā)生電氣火災(zāi)，不僅造成了重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，而且影響到社會(huì)的和諧與穩(wěn)定。造成電氣火災(zāi)事故的主要原因是有關(guān)單位在執(zhí)行消防安全主體責(zé)任不到位、消防安全管理制度不健全、日常消防管理水平低、員工消防安全意識(shí)淡薄等問(wèn)題。針對(duì)這一情況，各有關(guān)單位要認(rèn)真開(kāi)展生產(chǎn)作業(yè)場(chǎng)所特別是人員密集場(chǎng)所的火災(zāi)隱患排查治理工作，深入分析火災(zāi)發(fā)生的主要原因，制定科學(xué)有效的預(yù)防措施。

【關(guān)鍵詞】電氣火災(zāi)；消防設(shè)計(jì)；消防安全。

1電引火源。

電器火災(zāi)是由電氣引燃引起的火災(zāi)，電氣引燃來(lái)源的主要形式有：危險(xiǎn)溫度、電火花、電弧。

1.1危險(xiǎn)溫度。

電力設(shè)備或線路所產(chǎn)生的熱量與電流的平方，導(dǎo)體的電阻，時(shí)間成正比，如果電流產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散發(fā)出來(lái)，就會(huì)導(dǎo)致溫度異常升高，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)。溫度危險(xiǎn)的成因主要有以下6個(gè)方面：

第一，短路。當(dāng)線路短路時(shí)，電流比正常情況多幾倍甚至幾十倍，溫度會(huì)急劇升高。引起短路的原因包括：在電氣設(shè)備安裝、檢修過(guò)程中，電線、電氣設(shè)備或線路在運(yùn)行時(shí)發(fā)生絕緣老化、變質(zhì)、喪失絕緣能力、導(dǎo)塵、纖維、動(dòng)植物等。

二是過(guò)載。超負(fù)荷的原因主要有：電氣線路或設(shè)備的設(shè)計(jì)選擇不當(dāng)，或未考慮到足夠的裕量；電氣設(shè)備或線路使用不當(dāng)，超負(fù)荷或持續(xù)超負(fù)荷，或超負(fù)荷工作，超出線路或設(shè)備的設(shè)計(jì)能力；設(shè)備故障導(dǎo)致設(shè)備和線路負(fù)荷過(guò)重；電回路諧波會(huì)引起線路電流過(guò)載。

第三，漏電。漏電流集中于某一點(diǎn)時(shí)，會(huì)造成較嚴(yán)重的局部發(fā)熱，引發(fā)火災(zāi)。

第四，接觸不良。在電力線路或電器設(shè)備中電路連接部分是系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，是產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度的主要部位之一。電接點(diǎn)連接不牢固，焊接不良，或者接合處夾雜雜物，都會(huì)增加接觸電阻，從而引起接頭過(guò)熱。

第五，電壓異常。超高壓和超高壓都是異常的電壓。當(dāng)電壓太高，鐵心發(fā)熱增大，電壓過(guò)低時(shí)，可引起電機(jī)堵轉(zhuǎn)，電磁鐵鉤鐵吸不上，使線圈電流大大增大而發(fā)熱。

六是其它理由。機(jī)器故障，鐵心過(guò)熱，散熱不良，電熱器具及照明器具，電磁輻射能等。

1.2電火花與電弧。

電火花是由大量電火花聚集在一起形成的電極間擊穿放電。電弧與電弧不僅可引起可燃物燃燒，也可使金屬熔化、飛濺，構(gòu)成危險(xiǎn)火源，甚至引發(fā)爆炸。ECM、ECM分為工作電弧、工作電弧、事故電弧。工頻電火花電弧是指在電力設(shè)備正?；蛘＿\(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的電火花，如刀閘開(kāi)關(guān)、斷路器、接觸器、當(dāng)控制器連接或斷開(kāi)線路時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電火花，插頭在拔出或插入時(shí)產(chǎn)生火花，在換向器或滑環(huán)的滑動(dòng)接觸處，電機(jī)電刷等電火花。意外電火花和電弧是在線路或設(shè)備故障中產(chǎn)生的火花，如絕緣損壞、導(dǎo)線斷裂、連接松動(dòng)引起的短路、接地引起的火花、熔絲熔斷時(shí)的火花等。

2典型事故原因分析。

通過(guò)對(duì)典型火災(zāi)進(jìn)行系統(tǒng)安全性分析，找出事故原因，有助于相關(guān)部門采取有針對(duì)性的預(yù)防措施。舉例來(lái)說(shuō)，2017年11月18日，北京市大興區(qū)紅星美凱龍小區(qū)一棟樓房發(fā)生火災(zāi)，導(dǎo)致聚福緣公寓19人死亡，8人受傷，經(jīng)濟(jì)損失慘重。經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，事故的直接原因是冷庫(kù)制冷設(shè)備調(diào)試時(shí)，所覆蓋的聚氨酯保溫材料內(nèi)為冷庫(kù)壓縮冷凝器供電的鋁芯電纜的電氣故障引起短路，引燃周圍可燃物，可燃物燃燒產(chǎn)生的一氧化碳等有毒有害氣體蔓延導(dǎo)致人員傷亡。對(duì)于這次事故，從“人”“物”“管理”“環(huán)境”4個(gè)方面來(lái)分析(見(jiàn)圖1)，可見(jiàn)，存在的問(wèn)題主要有違規(guī)操作、違章建筑、安全意識(shí)差、疏散自救能力差等；“物”問(wèn)題主要包括：電纜短路、消防設(shè)計(jì)、設(shè)施和結(jié)構(gòu)缺陷、電氣保護(hù)故障、絕熱材料易燃等；“管理”問(wèn)題主要包括消防體系不健全、非法出租、監(jiān)督檢查不力、消防責(zé)任制不落實(shí)等。突發(fā)公共衛(wèi)生事件應(yīng)急管理教育培訓(xùn)不足等；“環(huán)境”問(wèn)題主要是通風(fēng)不良、煙氣有毒、人員密集等。

圖1火災(zāi)因果分析圖

3預(yù)防對(duì)策

3.1保證電氣安全設(shè)計(jì)及產(chǎn)品安全。

確保建筑工程電氣安全設(shè)計(jì)及電氣產(chǎn)品質(zhì)量安全，是防止電氣火災(zāi)發(fā)生的根源。在這方面，各有關(guān)單位，一是要嚴(yán)格對(duì)人員密集場(chǎng)所的消防安全設(shè)計(jì)審核和驗(yàn)收，嚴(yán)格電器產(chǎn)品及其線路的施工驗(yàn)收。二是嚴(yán)查建設(shè)單位存在的問(wèn)題和隱患，如不按設(shè)計(jì)圖紙施工、偷工減料、使用劣質(zhì)電線和質(zhì)量不合格電器產(chǎn)品。第三，要規(guī)范消防設(shè)施的設(shè)計(jì)與建設(shè)，配備合格的消防設(shè)備，根據(jù)需要設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。第四，嚴(yán)格執(zhí)行電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的資質(zhì)審批、認(rèn)證管理，嚴(yán)查無(wú)證非法生產(chǎn)、假冒產(chǎn)品。五是嚴(yán)格查處電線電纜、開(kāi)關(guān)插座等生產(chǎn)企業(yè)在絕緣、阻燃原料、線芯材料、線徑等方面不達(dá)標(biāo)或降低生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的違法行為，嚴(yán)查質(zhì)量不合格電器產(chǎn)品在工程上使用和安裝。

3.2加強(qiáng)電器使用安全管理。

有關(guān)單位應(yīng)嚴(yán)格按照電氣設(shè)備的技術(shù)要求，正確使用電氣設(shè)備，及時(shí)進(jìn)行定期檢查、維修，加強(qiáng)電氣安全隱患排查治理，特別是對(duì)人員密集的場(chǎng)所，有關(guān)單位要嚴(yán)格排查電氣線路敷設(shè)不規(guī)范，在電力負(fù)荷超負(fù)荷、插座數(shù)量不足、沒(méi)有設(shè)置短路保護(hù)裝置、私拉亂接電線、使用無(wú)證電器產(chǎn)品等問(wèn)題，防止施工不規(guī)范造成電線絕緣層損壞、電纜井(溝)封閉不嚴(yán)密等隱患。對(duì)電力安全隱患整治難度較大的，要實(shí)行掛牌督辦，限期整改。與此同時(shí)，各有關(guān)單位也要積極推行“智慧用電”。我們所說(shuō)的“智能電力”，是一種以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的電氣火災(zāi)隱患治理系統(tǒng)，它能對(duì)電氣火災(zāi)及其他涉電安全隱患進(jìn)行精確定位和精確排查。它主要是用智能傳感器終端對(duì)影響電線電纜溫度、電流、剩余電量等火災(zāi)發(fā)生的主要因素進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，再利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采集上電線路的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)故障原因進(jìn)行分析，并且把隱患信息實(shí)時(shí)推送到各供電單位和管理人員的手機(jī)終端，監(jiān)督管理部門對(duì)隱患信息進(jìn)行監(jiān)督，向監(jiān)管部門提供消防風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告，實(shí)現(xiàn)從發(fā)現(xiàn)、監(jiān)督到治理的有效閉環(huán)，降低電氣火災(zāi)和其他涉及電力安全的事故。

3.3對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行安全教育培訓(xùn)。

第一，各有關(guān)單位要保證電工持證上崗，并定期進(jìn)行教育培訓(xùn)。二是加強(qiáng)電氣設(shè)備管理、使用與維修等相關(guān)從業(yè)人員的安全教育培訓(xùn)、考核和管理，完善電氣相關(guān)資質(zhì)證書的發(fā)放、考核機(jī)制，切實(shí)提高電氣從業(yè)人員的技術(shù)水平。第三，監(jiān)管部門要以各種形式對(duì)安全用電進(jìn)行宣傳教育，利用各種媒體宣傳安全生產(chǎn)事故及火災(zāi)教訓(xùn)，普及安全用電知識(shí)。

3.4加強(qiáng)應(yīng)急管理。

有關(guān)單位，特別是管理單位，特別是人員密集場(chǎng)所，要按照法律、法規(guī)的要求，制訂消防、電氣火災(zāi)專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案，確保其科學(xué)、高效、實(shí)用；配備報(bào)警器及必要的應(yīng)急救援裝備；說(shuō)明其使用方法，明確指出安全疏散通道、路線、確保安全通道、出口通暢；應(yīng)定期進(jìn)行檢查，保持警報(bào)系統(tǒng)及緊急救援設(shè)備、設(shè)施的完好，保證正常使用。與此同時(shí)，各有關(guān)單位也應(yīng)積極組織進(jìn)行必要的應(yīng)急演練，讓員工掌握必要的自救、互救和急救知識(shí)。

4.限流保護(hù)裝置在電氣火災(zāi)中的應(yīng)用。

4.1限流保護(hù)裝置的性能和使用方案。

4.1.1限流保護(hù)裝置設(shè)計(jì)

電控防火限流保護(hù)裝置能有效地克服傳統(tǒng)斷路器、空氣開(kāi)關(guān)及監(jiān)測(cè)裝置存在的短路電流大、斷斷短路電流長(zhǎng)的問(wèn)題，由于短路引起的電弧火花大，以及壽命短等缺點(diǎn)，出現(xiàn)短路故障時(shí)，可迅速限制短路電流以微秒級(jí)的速度實(shí)現(xiàn)滅弧保護(hù)，從而顯著降低電氣火災(zāi)事故，在使用場(chǎng)所保證人員和財(cái)產(chǎn)安全。

安科瑞公司ASCP200-1型電氣防火限流保護(hù)裝置的主要部件是固態(tài)開(kāi)關(guān)，與傳統(tǒng)家庭中的空氣開(kāi)關(guān)(微斷)有所不同。傳統(tǒng)空氣開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)是一個(gè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)程，分?jǐn)鄷r(shí)間需要幾十毫秒(一般為30~50ms)，帶負(fù)荷斷開(kāi)時(shí)常伴有電弧。固體開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)主要依靠半導(dǎo)體內(nèi)部的載流子運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，具有微秒級(jí)的分?jǐn)?，不需要有電弧?/p>

從圖1可以看出，當(dāng)短路故障發(fā)生時(shí)，傳統(tǒng)的空氣開(kāi)關(guān)不會(huì)在電流上升到C點(diǎn)時(shí)動(dòng)作，不能瞬時(shí)切斷電流，固態(tài)開(kāi)關(guān)在電流上升到B點(diǎn)時(shí)，可瞬間切斷短路電流。
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圖2短路故障前后電流與時(shí)間關(guān)系圖

從流過(guò)電阻的電流熱量公式Q=I2Rt，可以很容易看出，傳統(tǒng)空氣開(kāi)關(guān)與固態(tài)開(kāi)關(guān)在短路時(shí)所釋放的能量差別可以達(dá)到數(shù)千倍之多。因此當(dāng)裝配限流式保護(hù)器的回路發(fā)生短路故障時(shí)，就可以避免電弧的產(chǎn)生，從而有效降低了電氣火災(zāi)。

4.1.2 ASCP200-1功能特點(diǎn)

ASCP200-1型電氣防火保護(hù)裝置是一種單相限流保護(hù)裝置，額定電流大于63A。其主要職能是：

A)短路保護(hù)功能，線路發(fā)生短路故障時(shí)，可在150微秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速限流保護(hù)；

B)過(guò)載保護(hù)功能，線路持續(xù)超負(fù)荷時(shí)，限流保護(hù)；

表內(nèi)超溫保護(hù)功能，當(dāng)保護(hù)器內(nèi)部設(shè)備工作溫度太高時(shí)，

保護(hù)限流保護(hù)裝置；

D)過(guò)/欠壓保護(hù)功能，線路欠壓或過(guò)壓時(shí)，保護(hù)器報(bào)警或限制電流限制(可設(shè)置)；

E)電纜溫度監(jiān)控功能，當(dāng)被測(cè)電纜溫度超過(guò)報(bào)警設(shè)置值時(shí)，保護(hù)器警報(bào)或限流保護(hù)(可設(shè)置)；

F)漏電流監(jiān)測(cè)功能，當(dāng)線路漏電超過(guò)報(bào)警設(shè)定值時(shí)，保護(hù)器警報(bào)或限流保護(hù)(可設(shè)置)；

通信功能，保護(hù)裝置配有1路RS485接口，1路2G無(wú)線通信，可向安科瑞公司Acrel-6000安全云平臺(tái)或第三方監(jiān)控軟件或平臺(tái)傳送數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

4.1.3 ASCP200-1技術(shù)參數(shù)

4.1.4應(yīng)用方案圖示

ASCP200-1型電氣防火限流式保護(hù)器建議安裝在入戶開(kāi)關(guān)下端，額定電流值根據(jù)入戶開(kāi)關(guān)的具體規(guī)格進(jìn)行設(shè)置，典型應(yīng)用示意圖如圖2所示：

圖3 ASCP200-1家用防火解決方案安裝示意圖

4.1.5使用注意事項(xiàng)

當(dāng)電流保護(hù)被選擇時(shí)，限流型保護(hù)裝置設(shè)定的額定電流應(yīng)與其前一級(jí)斷路器的額定電流相一致。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)限流保護(hù)器輸入端斷路器額定電流為32A時(shí)，限流保護(hù)裝置的額定電流應(yīng)設(shè)在32A。為了保證限流保護(hù)裝置的正常使用，禁止在其前端斷路器的額定電流不匹配的配電線路上使用。

ASCP200系列節(jié)流保護(hù)器采用壁掛式安裝，既可掛墻安裝，也可安裝在箱體內(nèi)，保證安裝地點(diǎn)無(wú)滴水、有腐蝕性化學(xué)氣體及沉淀物，并注意環(huán)境溫度及散熱。

為了保證連接的可靠性，接線時(shí)應(yīng)按接線圖進(jìn)行，同時(shí)為了避免接頭處的接觸電阻過(guò)大，造成局部過(guò)熱，還可防止由于接觸不良而造成保護(hù)器工作不正常，線頭應(yīng)用適當(dāng)尺寸的U型冷壓頭壓接后，再次插入保護(hù)器對(duì)應(yīng)的端子上，然后緊固螺絲。

保護(hù)裝置內(nèi)裝有交流電源，禁止非專業(yè)人員擅自打開(kāi)產(chǎn)品外殼。保護(hù)裝置在運(yùn)行過(guò)程中，如果被保護(hù)線路發(fā)生短路或過(guò)載故障而受到限流保護(hù)，保護(hù)器仍然處于帶電狀態(tài)，不得隨意碰碰用電線路的金屬部分。待檢線路，并排除故障后，長(zhǎng)按保護(hù)器復(fù)位鍵約2秒鐘，使保護(hù)器恢復(fù)正常工作時(shí)。

在超溫狀態(tài)下保護(hù)器發(fā)生限流保護(hù)時(shí)，可能是由于加載電流過(guò)大，環(huán)境溫度太高，或者通風(fēng)散熱差等原因造成的，可以通過(guò)加強(qiáng)通風(fēng)等，等保護(hù)器溫度下降，再長(zhǎng)按復(fù)位鍵，使保護(hù)器復(fù)位，恢復(fù)正常工作。

作者簡(jiǎn)介：張星，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要從事電氣防火限流式保護(hù)器的研發(fā)與應(yīng)用，手機(jī)：15021601437（同微信） QQ：3008021209? ?郵箱：3008021209?@qq.com


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