淺談電氣火災(zāi)的分析和預(yù)防

張穎姣

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

摘要:電氣火災(zāi)主要是由于電氣故障等原因引起的，文章對(duì)電氣火災(zāi)的過程、產(chǎn)生原因和特點(diǎn)進(jìn)行了分析，指出了電氣火災(zāi)的危害，提出了預(yù)防電氣火災(zāi)的措施:重視預(yù)防工作，建立健全組織和制度，進(jìn)行電氣防火知識(shí)的普及和培訓(xùn)，正確進(jìn)行電氣設(shè)施的選擇，加大對(duì)電氣產(chǎn)品及工程質(zhì)量的監(jiān)督管理力度，進(jìn)行通電設(shè)備場(chǎng)所的清理，加強(qiáng)低壓線路的防火工作，加強(qiáng)雷擊火災(zāi)的預(yù)防，進(jìn)行高次諧波引起的火災(zāi)防范，做好10kV電網(wǎng)小電阻接地系統(tǒng)的電氣火災(zāi)防范，建立電氣火災(zāi)的自動(dòng)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)，建立電氣火災(zāi)的自動(dòng)監(jiān)控和報(bào)警的網(wǎng)絡(luò)。對(duì)指導(dǎo)電氣火災(zāi)的預(yù)防工作、扼制電氣火災(zāi)的發(fā)生具有十分積極的作用。

關(guān)鍵詞:電氣火災(zāi);分析;預(yù)防

1引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高，電網(wǎng)迅速發(fā)展，生產(chǎn)生活電氣化程度不斷提高，電氣設(shè)備引起的火災(zāi)時(shí)有發(fā)生，除造成電氣設(shè)備的損壞、人員傷亡等直接損失外，還影響電能的生產(chǎn)和輸送，造成大規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)間的停電，帶來巨大的間接損失。因此，分析電氣火災(zāi)的原因，找出預(yù)防電氣火災(zāi)的對(duì)策十分重要。

2電氣火災(zāi)的物理過程

電氣火災(zāi)是指電能在非常狀態(tài)下，轉(zhuǎn)換熱能的過程中，熱能引燃不應(yīng)引燃的可燃物質(zhì)所發(fā)生的火災(zāi)。電流通過導(dǎo)體電阻，就會(huì)產(chǎn)生熱量，電流或電阻越大，通電時(shí)間越長(zhǎng)，則產(chǎn)生的熱量越多。一旦熱量使可燃物質(zhì)的溫度達(dá)到其燃點(diǎn)，就會(huì)燃燒;開關(guān)操作可能產(chǎn)生電火花，靜電放電也會(huì)產(chǎn)生電火花。短路故障和帶負(fù)荷拉閘、接觸不良也會(huì)產(chǎn)生電弧。漏電、接地故障及雷電都會(huì)產(chǎn)生電火花和電弧，電弧或火花溫度可驟升至6000℃以上可引燃附近的可燃材料從而造成火災(zāi)。

3造成電氣火災(zāi)的原因

造成電氣火災(zāi)的原因，除設(shè)備突然受雷擊等外界因素外，大部分都是電氣設(shè)備的管理不當(dāng)和電氣設(shè)備自身的隱患引起的并且很多都是逐步發(fā)生的，經(jīng)過一段時(shí)間惡性循環(huán)后，*終造成重大損失。

（1）短路

短路是載流部分絕緣破壞而引起的故障，電氣設(shè)備絕緣層受到破壞，兩線在電阻很小的情況下相碰，碰頭處電流就會(huì)急劇增大，為額定電流幾倍到幾十倍，產(chǎn)生電弧或火花，除引燃本身的絕緣材料外，還可引燃附近的可燃材料、蒸氣和粉塵等，從而造成火災(zāi)。

（2）過載

電器設(shè)備、導(dǎo)線的功率、電流超過其額定值，所產(chǎn)生的熱就不能很快地散發(fā)到周圍空間，因而使熱平衡狀態(tài)遭到了破壞，使電氣設(shè)備或?qū)w產(chǎn)生過熱現(xiàn)象。當(dāng)導(dǎo)體和絕緣物局部過熱達(dá)到一定溫度時(shí)，就會(huì)引燃電氣設(shè)備或?qū)Ь€的有機(jī)絕緣材料而導(dǎo)致火災(zāi)。另外過載導(dǎo)體發(fā)熱使導(dǎo)線的絕緣層加速老化，絕緣程度降低，在發(fā)生過電壓時(shí)，絕緣層被擊穿，也會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)。

（3）接觸不良

當(dāng)工作電流通過時(shí)，在導(dǎo)線與導(dǎo)線或?qū)Ь€與電器設(shè)備連接處接觸電阻上產(chǎn)生較大熱量，造成局部過熱，使連接處溫度升高，高溫又使接觸電阻進(jìn)一步增大，形成惡性循環(huán)，使附近的電氣系統(tǒng)絕緣損壞，造成短路，出現(xiàn)電弧、電火花，成為潛在的點(diǎn)火源，引發(fā)火災(zāi)，也可能直接引燃附近的可燃物而引發(fā)火災(zāi)。

（4）雷電、靜電

雷電擊中建筑物，放電時(shí)伴隨著破壞建筑物、損壞輸電線路或電器設(shè)備，導(dǎo)致發(fā)生爆炸、著火。靜電逐漸累積靜電荷形成高電位。在一定條件下，將周圍空氣介質(zhì)擊穿，對(duì)金屬放電并產(chǎn)生足夠能量的火花放電。

（5）10kV電網(wǎng)小電阻接地系統(tǒng)

現(xiàn)在城市10kV配電線路多采用高壓電纜，線路較長(zhǎng)，電容電流較大，由過去的中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)改為經(jīng)小電阻(大電流)接地系統(tǒng)，流過接地點(diǎn)的電流可到幾百安，接地故障暫態(tài)過電壓可達(dá)數(shù)百伏甚至1－2kV，沿著PEN線或PE線傳到采用保護(hù)接零的用戶。低壓設(shè)備特別是老舊設(shè)備的絕緣極易被擊穿發(fā)生短路而導(dǎo)致起火危險(xiǎn)。

（6）電氣回路高次諧波過載

現(xiàn)在不少電器是非線性負(fù)載，能產(chǎn)生各種的高次諧波。若諧波電流進(jìn)入公用電網(wǎng)可引起電源電壓畸變、波形失真、損耗增加，并使電氣線路過載發(fā)熱，加速絕緣老化造成火災(zāi)隱患。

4電氣火災(zāi)發(fā)生的特點(diǎn)

（1）發(fā)生于線路老化和設(shè)備陳舊的地方

由于絕緣老化，絕緣層受到破壞，兩線接觸，由于電阻很小，電流就會(huì)急劇增大，由短路電流引起火災(zāi)。

（2）火源不易發(fā)現(xiàn)

短路很多發(fā)生在電器設(shè)備及穿線管的內(nèi)部，火源難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)。當(dāng)火災(zāi)形成并發(fā)展到一定的規(guī)模后才能發(fā)現(xiàn)。

（3）發(fā)生于線路與易燃物距離較近的地方

線路與易燃物距離較近，如易燃塑料、木制結(jié)構(gòu)等建筑材料，線路短路或過熱時(shí)易燃物很容易被點(diǎn)燃。

5電氣火災(zāi)的預(yù)防

電氣火災(zāi)的預(yù)防是一個(gè)系統(tǒng)工程，火災(zāi)雖然發(fā)生在電氣設(shè)備上，但根源還是管理和技術(shù)措施是否得當(dāng)，隱患和問題能不能得到及時(shí)解決，工作是否細(xì)致、是否到位等等，這都對(duì)扼制火災(zāi)的發(fā)生具有重要的作用。

重視預(yù)防工作，建立健全組織和制度

我國(guó)電氣火災(zāi)多年來居高不下，其中一個(gè)重要原因就是對(duì)電氣火災(zāi)的預(yù)防的重視程度不夠。要增強(qiáng)預(yù)防意識(shí)，把預(yù)防工作列入議事日程，遵守國(guó)家防火的法律法規(guī)，完善防火組織，根據(jù)具體情況，建立健全規(guī)章制度，制定措施，明確目標(biāo)，責(zé)任到人，嚴(yán)格監(jiān)督，長(zhǎng)抓不懈，對(duì)違章作業(yè)人員進(jìn)行批評(píng)教育，進(jìn)行處罰，若嚴(yán)重違反安全法規(guī)，造成重大損失的，根據(jù)法律給予制裁。

（2）進(jìn)行電氣防火知識(shí)的普及和培訓(xùn)

廣泛宣傳普及電氣防火常識(shí)，對(duì)生產(chǎn)過程中電氣防火的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行、檢查等各方面的知識(shí)進(jìn)行培訓(xùn)，學(xué)習(xí)有關(guān)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行新技術(shù)、新設(shè)備的學(xué)習(xí)，滿足電力新設(shè)施防火的需要，做到持證上崗，提高員工電氣防火的整體水平，向社會(huì)進(jìn)行安全用電宣傳，提高全民的電氣防火意識(shí)。

（3）加大對(duì)電氣產(chǎn)品及工程質(zhì)量的監(jiān)督管理力度

合格的電氣設(shè)備是預(yù)防電氣火災(zāi)重要基礎(chǔ)。加大各類電氣產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督，堅(jiān)決杜不合格電氣產(chǎn)品流人市場(chǎng)，凡不按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的企業(yè)要貴令其限期整改，違法生產(chǎn)、銷售假冒偽劣電器產(chǎn)品的企業(yè)停產(chǎn)整頓。把好工程設(shè)計(jì)、施工、檢驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)，杜絕有火災(zāi)隱患的工程蒙混過關(guān)，加強(qiáng)對(duì)線路、設(shè)備的巡視、檢查，一旦發(fā)現(xiàn)立即進(jìn)行整改。

（4）正確進(jìn)行電氣設(shè)施的選擇

根據(jù)電氣設(shè)備所處環(huán)境和防火要求，按防護(hù)措施的不同類型及其使用環(huán)境的危險(xiǎn)程度來選擇電氣設(shè)備，如防爆型、保護(hù)型等。選擇與負(fù)荷電流相對(duì)應(yīng)的熔絲。合理選擇導(dǎo)線截面面積、接頭按規(guī)定絞接，在低壓三相四線可能產(chǎn)生嚴(yán)重不平衡的零線截面應(yīng)與相線相同。重要場(chǎng)所選用阻燃電纜和耐火電纜，鋁導(dǎo)線與電氣設(shè)備的出線與連接用銅鋁過渡接頭，裸導(dǎo)線之間及帶電部分與接地部分之間要有足夠的安全距離，導(dǎo)線架空懸掛時(shí)不宜過松。

（5）進(jìn)行通電設(shè)備場(chǎng)所的清理

在通電設(shè)備所在的場(chǎng)所，對(duì)有可能引發(fā)電氣火災(zāi)的火源、可燃物、助燃物三個(gè)條件進(jìn)行有效的清除、隔離，保持各物體的安全距離，遏制電氣火災(zāi)的發(fā)生，防止火災(zāi)的蔓延，保持電氣設(shè)備與線路的安全運(yùn)行。

（6）低壓線路的防火措施

低壓線路是電氣火災(zāi)的主發(fā)區(qū)，要定期檢查，及時(shí)更換老化、截面不合要求的線路，臨時(shí)接拉的線路用完后及時(shí)拆除。合理選擇室內(nèi)布線路徑，減少交叉跨越。不要直接敷設(shè)在易燃的建筑材料上面，如確實(shí)需要，應(yīng)使用難燃材料套管，導(dǎo)線穿墻時(shí)也要使用難燃材料套管。不要在地線和零線上裝設(shè)開關(guān)和保險(xiǎn)絲，更不能將接地線接到自來水或煤氣管道上。采用接地等方法防止靜電積累，實(shí)施等電位連接等措施消除電弧、電火花的產(chǎn)生。電源進(jìn)線增設(shè)帶漏電保護(hù)功能的熔斷器，分別在電源總配電箱和用戶開關(guān)箱設(shè)置漏電保護(hù)器，額定工作電流和工作時(shí)間合理配合。定期檢查漏電保護(hù)器的脫扣器，及時(shí)清除自動(dòng)開觸點(diǎn)表面的毛雜物。（7）加強(qiáng)雷擊火災(zāi)的預(yù)防

建筑物的防雷設(shè)施的設(shè)計(jì)與安裝符合國(guó)家防雷標(biāo)準(zhǔn)。外部裝設(shè)接閃器、引下線和接地裝置，內(nèi)部也應(yīng)有相應(yīng)的防感應(yīng)雷、防雷擊的措施。在弱電系統(tǒng)中加裝電源過壓保護(hù)器，高能浪涌抑制器和避雷器，防止雷電引起線路過電壓，保護(hù)電氣設(shè)備的安全。

（8）高次諧波引起的火災(zāi)防范

目前住宅用戶只能采取增大線路截面面積，特別是增大中性線截面面積，減小回路阻抗和回路阻抗上產(chǎn)生的諧波電壓，即減少線路的諧波含量。公用建筑除采取減少線路阻抗的措施外，還可以裝設(shè)有源(或無源)諧波濾波器、諧波抵消器來濾除或抵消諧波分量。

（9）10kV電網(wǎng)小電阻接地系統(tǒng)的電氣火災(zāi)防范

變電所的供電系統(tǒng)保護(hù)接地和低壓系統(tǒng)的接地網(wǎng)分開設(shè)置，二者應(yīng)保持一定距離，使暫態(tài)過電壓無法由原來共用的接地網(wǎng)傳導(dǎo)到低壓用戶;減小變電所工作接地電阻值并調(diào)整10kV經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)的小電阻阻值，以控制10kV供電系統(tǒng)的接地短路電流保持在一定的范圍內(nèi)，使暫態(tài)過電壓不致于達(dá)到危險(xiǎn)值。

（10）自動(dòng)監(jiān)控和報(bào)警

監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)通常由智能火災(zāi)監(jiān)控報(bào)警探測(cè)器、通信系統(tǒng)、聲光報(bào)警系統(tǒng)、監(jiān)控報(bào)警主站等系統(tǒng)構(gòu)成。智能火災(zāi)監(jiān)控報(bào)警探測(cè)器可進(jìn)行紅外熱像、異常溫度、異常煙霧、可燃?xì)怏w、相電流、電壓、剩余電流當(dāng)前值的檢測(cè)，通過RS－485串口、無線傳感等通信方式向監(jiān)控報(bào)警主站傳送信息，具有遙調(diào)、遙測(cè)、遙控、遙信功能，接收主站指令，進(jìn)行相關(guān)操作。監(jiān)控報(bào)警主站具有控制、監(jiān)視、分析等功能，監(jiān)測(cè)的數(shù)值達(dá)到故障預(yù)警值后，聲光報(bào)警系統(tǒng)通過，LED、揚(yáng)聲器、主站顯示屏等進(jìn)行聲光報(bào)警，并自動(dòng)撥通電話報(bào)警。發(fā)生故障時(shí)，顯示故障類型和語音提示，以動(dòng)態(tài)圖和語音提示設(shè)備發(fā)生故障。從而準(zhǔn)確地指導(dǎo)維護(hù)人員對(duì)故障進(jìn)行處理。設(shè)置手動(dòng)或自動(dòng)斷電模式，切斷故障點(diǎn)電源。故障歷史記錄與用戶檔案的儲(chǔ)存、檔案查詢功能，為故障分析提供準(zhǔn)確依據(jù)。

（11）自動(dòng)監(jiān)控和報(bào)警網(wǎng)絡(luò)的建立

電氣火災(zāi)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)可有效預(yù)防和縮短滅火的時(shí)間，減少火災(zāi)發(fā)生，如形成規(guī)模效應(yīng)，作用就更大。應(yīng)實(shí)行網(wǎng)絡(luò)化管理，系統(tǒng)可支持多個(gè)監(jiān)控站，互傳信息、下達(dá)指令，這就需要有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議(建議有關(guān)部門牽頭進(jìn)行協(xié)議和其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定)，形成消防系統(tǒng)廣域網(wǎng)，消防部門通過系統(tǒng)可進(jìn)行整個(gè)區(qū)域內(nèi)的電氣火災(zāi)監(jiān)控，用戶可實(shí)現(xiàn)資源共享，降低投資及管理成本。

6安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

（1）概述

Acre1-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，是根據(jù)國(guó)家現(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(dú)立運(yùn)行的系統(tǒng)，已通過國(guó)家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的消防電子產(chǎn)品試驗(yàn)認(rèn)證，并且均通過嚴(yán)格的EMC電磁兼容試驗(yàn)，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(guó)得到廣泛地應(yīng)用。該系統(tǒng)通過對(duì)剩余電流、過電流、過電壓、溫度和故障電弧等信號(hào)的采集與監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣火災(zāi)的早期預(yù)防和報(bào)警，當(dāng)必要時(shí)還能聯(lián)動(dòng)切除被檢測(cè)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(tái)或火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享。

（2）應(yīng)用場(chǎng)合

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

（3）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（4）系統(tǒng)功能

監(jiān)控設(shè)備能接收多臺(tái)探測(cè)器的剩余電流、溫度信息，報(bào)警時(shí)發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)設(shè)備上紅色“報(bào)警”指示燈亮，顯示屏指示報(bào)警部位及報(bào)警類型，記錄報(bào)警時(shí)間，聲光報(bào)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(duì)探測(cè)器實(shí)現(xiàn)復(fù)位。對(duì)于聲音報(bào)警信號(hào)也可以使用觸摸屏“消聲”按鍵手動(dòng)消除。

當(dāng)被監(jiān)測(cè)回路報(bào)警時(shí)，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(bào)警消除后，控制輸出繼電器釋放。

通訊故障報(bào)警：當(dāng)監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺(tái)探測(cè)器之間發(fā)生通訊故障或探測(cè)器本身發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控畫面中相應(yīng)的探測(cè)器顯示故障提示，同時(shí)設(shè)備上的黃色“故障”指示燈亮，并發(fā)出故障報(bào)警聲音。電源故障報(bào)警：當(dāng)主電源或備用電源發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)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(bào)警聲響。

當(dāng)發(fā)生剩余電流、超溫報(bào)警或通訊、電源故障時(shí)，將報(bào)警部位、故障信息、報(bào)警時(shí)間等信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，當(dāng)報(bào)警解除、排除故障時(shí)，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。

（5）配置方案

7結(jié)語

電氣火災(zāi)給國(guó)家和人民生命財(cái)產(chǎn)帶來的損失是十分嚴(yán)重的，高度重視電氣火災(zāi)預(yù)防工作，制定積極措施，防患于未然，就能有效的保證電氣設(shè)備的安全、電能的有序供應(yīng)、人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，我們應(yīng)將電氣火災(zāi)的預(yù)防措施落實(shí)到位，以科學(xué)的方法、負(fù)責(zé)的精神、認(rèn)真的態(tài)度把電氣火災(zāi)預(yù)防工作做好，為國(guó)家、人民和企業(yè)負(fù)責(zé)。

參考文獻(xiàn)

［1］趙秋生，聶百勝．燃點(diǎn)、自燃點(diǎn)定義及其相互關(guān)系探討術(shù)［J］．中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2008，4(6):39-43

［2］孟建國(guó)，陶明．淺談剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器及其應(yīng)用［J］．低壓電器，2009(4):40-42

［3］喬琨，肖湘寧．諧波對(duì)電力電纜的影響［J］．電力學(xué)報(bào)，2008，23(1):75-77

［4］黃玉龍，李有鋮，林瑋玲，張勇軍．變電運(yùn)行事故的根原因分析［J］．中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2008，4(4):144-147

［5］薛榮華．泵站電氣設(shè)備安全運(yùn)行管理和養(yǎng)護(hù)［J］．浙江水利水電專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2010(1):12-14

［6］劉艷軍．建筑火災(zāi)煙氣危害及其控制措施［J］．中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2008，4(4):65-67［7］李慧．控制電纜事故原因分析及其防范措施［J］．青海電力，2010，21(1):36-40

［8］王明樂．論電氣線路的防火技術(shù)［J］．價(jià)值工程，2010(6):52

［9］呂俊霞，胡雪梅．靜電的預(yù)防措施和方法［J］．照明工程學(xué)報(bào)，2010，21(1):87-90［10］張永文．基于嵌入式MCU技術(shù)的電氣火災(zāi)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)［J］．低壓電器，2009(2):44-48

［11］安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.5版

［12］劉東旗，劉艷芹，陳寧，王鵬，李大勇.電氣火災(zāi)的分析和預(yù)防

審核編輯 黃宇