韓歡慶

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘要】隨著(zhù)我國社會(huì )經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們的物質(zhì)生活水平有了明顯的提升，民用建筑的實(shí)際面積、結構型式較之以前也有了很大的不同。再加上家用電器的增多，實(shí)際用電量的增大，民用建筑電氣火災事故的發(fā)生幾率居高不下?；诖?，本文重點(diǎn)針對民用建筑電氣火災的原因進(jìn)行了詳細的調査，并針對性的提出了防范策略，以供參考。

【關(guān)鍵詞】民用建筑；電氣火災；原因；防范對策

       近幾年來(lái)，民用建筑的火災事故發(fā)生幾率之高，已經(jīng)受到社會(huì )各界人士的高度關(guān)注。相關(guān)部門(mén)在調查民用建筑火災原因的時(shí)候，發(fā)現主要與以下兩方面有關(guān)。一方面是絕大多數的居民并沒(méi)有較高的火災防范意識，并沒(méi)有對火源進(jìn)行妥善的管理，經(jīng)常因為使用不當而引發(fā)火災事故。另一方面則與電氣設備的使用有關(guān)，因為在電氣設備的使用過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生一定的熱量，并伴隨有電火花或者電弧現象。而這些都會(huì )導致電氣火災事故或者電氣爆炸事故的發(fā)生。

1.1隱蔽性

       在現代化的民用建筑施工過(guò)程中，為了提升建筑物的審美效果，都會(huì )將電氣線(xiàn)路設計到墻內、頂棚內以及底板內很多燈具的安裝也以嵌入式安裝為主，很多家用電氣都聚集在散熱效果不好的角落。殊不知，這樣的設計卻會(huì )加劇電氣線(xiàn)路或者電氣絕緣層的老化，提升電氣火災事故的發(fā)生幾率。

1.2突發(fā)性

       民用建筑電氣火災事故的發(fā)生有著(zhù)明顯的突發(fā)性特點(diǎn)。例如，冰箱、空調等家用電器都是處于長(cháng)期通電狀態(tài)。但是，這些家用電器的長(cháng)期通電，卻會(huì )產(chǎn)生一定的熱量聚集。如果這些熱量得不到及時(shí)的疏散，當溫度升高到一定程度，將會(huì )在瞬間引起短路火災事故。

1.3復雜性

       隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的提升，家家戶(hù)戶(hù)使用的家用電器種類(lèi)逐漸增多，空調、電磁爐、電高壓鍋等大功率電器的應用頻率越來(lái)越高。與此同時(shí)，涌現在市場(chǎng)中的接線(xiàn)板種類(lèi)也越來(lái)越多。如果這些家用電器和接線(xiàn)板的質(zhì)量參差不齊，那么導致電氣火災事故發(fā)生的原因也會(huì )越來(lái)越復雜。

2.1電氣線(xiàn)路過(guò)載

       在民用建筑中，電氣線(xiàn)路過(guò)載是引發(fā)電氣火災事故的常見(jiàn)原因之一。首先，在民用建筑電氣施工過(guò)程中，如果設計人員沒(méi)有選擇正確的導線(xiàn)，或者施工人員沒(méi)有按照設計要求選擇導線(xiàn)，那么將會(huì )使電氣負載大于導線(xiàn)的安全載流量，進(jìn)而引發(fā)電氣火災事故。其次，在民用建筑投入運行之后，如果居民故意違規使用大負荷電器，那么也會(huì )增大電氣火災事故的發(fā)生幾率。另外，在一些老舊的民用建筑中，很多電氣設備已經(jīng)岀現了嚴重的老化問(wèn)題，如果不及時(shí)進(jìn)行更換，那么將會(huì )無(wú)法滿(mǎn)足當前大功率家用電器的使用需求，進(jìn)而增加電氣火災事故的發(fā)生幾率。最后，如果沒(méi)有規范的使用斷路器，也會(huì )增大電氣火災事故的發(fā)生幾率。例如，部分民用建筑的斷路器產(chǎn)品本身就存在著(zhù)嚴重的質(zhì)量問(wèn)題，即便是出現超負荷運行，也不能及時(shí)斷電。再例如，部分維修人員責任意識偏低，在發(fā)現斷路器出現頻繁斷電問(wèn)題的時(shí)候，直接將保險絲替換成銅線(xiàn)，或者直接繞過(guò)斷路器接入電器，使斷路器成為擺設。

2.2內部裝修施工行為不規范

       在民用建筑的內部裝修施工過(guò)程中，施工人員的不規范施工也是導致電氣火災事故的主要原因。首先，部分施工人員在鉆孔施工過(guò)程中，并沒(méi)有嚴格控制內埋線(xiàn)路的施工質(zhì)量，進(jìn)而使電氣線(xiàn)路的外皮出現了損傷。一旦電氣線(xiàn)路的外皮出現損傷，那么就會(huì )增大電氣線(xiàn)路漏電事故的發(fā)生幾率。其次，部分施工人員使用的接線(xiàn)板質(zhì)量不合格，且隨意的拉扯'扭折電氣線(xiàn)路，電線(xiàn)端子的鏈接接口也不緊固。這樣一來(lái)，很容易因為電阻過(guò)大而引起嚴重的電氣火災事故。

2.3絕緣層被破壞

       由于各種原因的影響，所有絕緣物質(zhì)的電氣性能都會(huì )在使用過(guò)程有所降低。而這就會(huì )增大電氣火災事故的發(fā)生幾率。而造成絕緣物質(zhì)電氣性能降低的原因，主要包含以下幾點(diǎn)。第緣物質(zhì)被雷電擊穿；第二絕緣物質(zhì)運行時(shí)間過(guò)長(cháng)而產(chǎn)生了一定的熱量聚集；第三絕緣物質(zhì)運行時(shí)間過(guò)長(cháng)而出現了嚴重的磨損；第四絕緣物質(zhì)受潮，或者被蟲(chóng)子咬破；第五在電弧作用下，絕緣物質(zhì)表面發(fā)生碳化，進(jìn)而因為弧光短路而引發(fā)電氣火災事故；第六一些不可抗拒因素的存在使得絕緣層的部分或者全部遭受到破壞。如果是局部受損，那么可能會(huì )岀現局部漏電現象；而全部受損，則會(huì )因為短路而引起電氣火災事故。

2.4電氣線(xiàn)路的諧波電流

       隨著(zhù)我國科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，電腦、電視、微波爐等電氣設備在民用住宅中的使用頻率越來(lái)越高。而這些電氣設備都屬于非線(xiàn)性負荷電氣設備，存在著(zhù)多次諧波電流。而多次諧波電流的存在，將會(huì )使電氣線(xiàn)路岀現過(guò)載發(fā)熱的現象，進(jìn)而加劇絕緣層的老化，并引起嚴重的電氣火災事故。

2.5電氣線(xiàn)路短路

       造成民用建筑電氣火災事故的電氣線(xiàn)路短路問(wèn)題主要包含兩種情況：一種是相間短路，另一種是線(xiàn)對地短路。但是，無(wú)論是哪一種情況，都會(huì )伴隨有很大的電流和瞬時(shí)高溫現象，可以將附近的可燃物質(zhì)直接烤燃，引起嚴重的火災事故。另外，部分線(xiàn)路由聚氯乙烯、聚乙烯以及氯丁橡膠等有機絕緣材料構成。而這些有機絕緣材料受熱就會(huì )釋放出可燃性氣體，當溫度超過(guò)300°C的時(shí)候就會(huì )燃燒，進(jìn)而引起嚴重的電氣線(xiàn)路火災事故。

2.6電阻過(guò)大

       在電氣線(xiàn)路火線(xiàn)連接或者火線(xiàn)對地搭接的過(guò)程中，如果其接點(diǎn)處存在著(zhù)接觸不緊固的現象，那么接點(diǎn)間的電壓將會(huì )直接擊穿間隙空氣，形成空氣導線(xiàn)。此時(shí)，如果接點(diǎn)間空隙比較大，且遇到電壓波動(dòng)峰值，那么就會(huì )在空氣間拉起電弧。也就是說(shuō)，電接觸區域中，廣泛存在著(zhù)接觸電阻。如果接頭間隙不大，在電壓的作用下，端點(diǎn)也會(huì )擊穿空氣迸火。這樣一來(lái)，無(wú)論是迸擊的火花，還是拉起的電弧，都會(huì )使其附近的可燃物被點(diǎn)燃，進(jìn)而引起嚴重的火災事故。如果接觸電阻過(guò)大，那么引發(fā)的火災還會(huì )具有較強的隱蔽性，并產(chǎn)生非常嚴重的危害。

3.1提升人們的防火防災意識

       分析近幾年來(lái)的很多民用建筑電氣火災事故，與人們的防火防災意識偏低，用電行為不安全有著(zhù)直接的關(guān)系。在這種情況下，要想加強民用建筑電氣火災事故的防范，必須要提升人們的防火防災意識。首先，加強人們的用電安全教育，并向他們普及安全用電常識，搜集一些各類(lèi)民用建筑電氣火災視頻和圖片，讓人們意識到電氣火災的嚴重性，提升人們的火災防范意識。其次，提升人們科學(xué)用電、安全用電的意識，確保人們可以安全、規范的使用電氣設備，不會(huì )因為超負荷用電而影響電氣設備和導線(xiàn)運行的安全性，也不會(huì )因為亂拉亂接電源行為而對電氣設備和電氣線(xiàn)路產(chǎn)生機械性損傷。再次，相關(guān)部門(mén)要加強民用建筑電氣系統的管理，通過(guò)科學(xué)合理的電氣設備與電氣導線(xiàn)日常檢查與管理，來(lái)及時(shí)消除民用建筑電氣系統運行過(guò)程中存在的安全隱患，做到防患于未然。最后，加強消防部門(mén)的執法力度，落實(shí)各種與民用建筑電氣火災防范的相關(guān)條例和制度，加強民用建筑電氣工程施工質(zhì)量控制。

3.2嚴格控制民用建筑電氣設備的設計質(zhì)量

       為了加強民用建筑電氣火災的防范，必須要嚴格控制民用建筑電氣設備的設計質(zhì)量，提升民用建筑電氣設備和電氣線(xiàn)路的設計標準與設計要求。首先，針對電源線(xiàn)路的設計，必須要保證其不會(huì )岀現漏電現象，其動(dòng)作電流數值也應當控制在500mA以下。其次，針對PE和PEN線(xiàn)的傳導與傳入，要有效避免電壓相關(guān)故障的發(fā)生。再次，針對電氣設備的鏈接，為了避免電位差、電弧以及電火花等現象的出現，必須要優(yōu)先使用總等點(diǎn)位連接。最后，在進(jìn)行電氣設計的時(shí)候，必須要正確的選擇電氣設備，嚴格分析電氣線(xiàn)路的走向，并結合實(shí)際情況選擇最合適的電纜等材料。

3.3加強控制民用建筑電氣工程的施工質(zhì)量

       為了加強民用建筑電氣火災的防范，必須要加強控制民用建筑電氣工程的施工質(zhì)量。首先，在正式施工之前，施工人員應當對相應的施工設計與施工要求有所了解，施工單位應當對施工人員的施工技能進(jìn)行嚴格的培訓與考核，確保其可以嚴格按照相關(guān)施工規范展開(kāi)施工操作。其次，在民用建筑電氣工程竣工之后，質(zhì)量驗收人員要嚴格把關(guān)施工質(zhì)量，通過(guò)拉網(wǎng)式驗收來(lái)對每一個(gè)環(huán)節的施工質(zhì)量進(jìn)行嚴格的檢查。一旦發(fā)現任何問(wèn)題，就要采取相應的整改措施。

3.4做好常規的電氣設備檢測工作

       為了加強民用建筑電氣火災的防范，必須要做好以下五方面的常規的電氣設備檢測工作。第一認真檢查電氣線(xiàn)路是否出現了老化現象；第二認真檢查電氣設備是否存在漏電現象，是否存在短路火災的隱患；第三認真檢查斷路器的性能質(zhì)量，確認其是否處于穩定的工作狀態(tài)下；第四認真檢查電氣線(xiàn)路的改裝情況，一旦發(fā)現個(gè)別住戶(hù)存在著(zhù)私自改裝線(xiàn)路的現象，就要加強其安全隱患的排查力度；第五加強自動(dòng)報警系統的使用，通過(guò)紅外線(xiàn)探測以及超聲波檢測等技術(shù)手段及時(shí)發(fā)現電氣設備與電氣線(xiàn)路運行過(guò)程中存在的安全隱患，并及時(shí)采取有效的措施進(jìn)行處理。

4.1限流式保護器的功能及應用方案

4.1.1限流式保護器的設計

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

安科瑞ASCP200-1電氣防火限流式保護器的主要元件是固態(tài)開(kāi)關(guān)，不同于傳統家用的空氣開(kāi)關(guān)（微斷）。我們知道，傳統空氣開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)是一種機械運動(dòng)過(guò)程，分斷時(shí)間需要幾十毫秒(一般30～50ms)，帶負載斷開(kāi)時(shí)通常伴隨有電弧的產(chǎn)生。而固態(tài)開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)則是依靠半導體內部的載流子運動(dòng)實(shí)現，分斷時(shí)間微秒級，速度快，無(wú)電弧產(chǎn)生。

如圖1所示，當發(fā)生短路故障時(shí)，傳統空氣開(kāi)關(guān)在電流升至C點(diǎn)時(shí)才能動(dòng)作，且無(wú)法瞬時(shí)切斷電流，而固態(tài)開(kāi)關(guān)則可以在電流升至B點(diǎn)時(shí)即瞬間切斷短路電流。

 

 

圖1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到數千倍之多。因此當裝配限流式保護器的回路發(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。

4.1.2 ASCP200-1功能特點(diǎn)

      ASCP200-1型電氣防火限流式保護器是單相限流式保護器，較大額定電流為63A。主要功能如下:

      A）短路保護功能，線(xiàn)路發(fā)生短路故障時(shí)，能在150微秒內實(shí)現快速限流保護；

      B）過(guò)載保護功能，線(xiàn)路持續過(guò)載時(shí)，保護器限流保護；

      C）表內超溫保護功能，保護器內部器件工作溫度過(guò)高時(shí)，保護器限流保護；

      D）過(guò)/欠壓保護功能，線(xiàn)路欠壓或過(guò)壓時(shí)，保護器告警或限流保護（可設）；

      E）電纜溫度監測功能，被測線(xiàn)纜溫度超過(guò)報警設定值時(shí)，保護器告警或限流保護（可設）；

      F）漏電流監測功能，線(xiàn)路漏電超過(guò)報警設定值時(shí)，保護器告警或限流保護（可設）；

      G）通訊功能，保護器配置1路RS485接口，1路2G無(wú)線(xiàn)通訊，可以將數據發(fā)送到安科瑞Acrel-6000安全云平臺，或第三方監控軟件或平臺，從而實(shí)現遠程監控。

4.1.3 ASCP200-1技術(shù)參數

 

4.1.4應用方案圖示

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

圖2 ASCP200-1家用防火解決方案示意圖

4.1.5使用注意事項

       在選用限流式保護器時(shí)，限流式保護器的設定的額定電流應該與其前一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(shí)，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(xiàn)路中。

ASCP200系列采用限流式保護器采用壁掛式安裝，可以?huà)靿Π惭b，也可以安裝在箱體內，應確保安裝場(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(xiàn)時(shí)應按接線(xiàn)圖進(jìn)行，同時(shí)為了防止接頭處接觸電阻過(guò)大而導致局部過(guò)熱，也避免因接觸不良而導致保護器工作不正常，線(xiàn)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(shí)。

保護器內部帶有交流電，嚴禁非專(zhuān)業(yè)人士擅自打開(kāi)產(chǎn)品外殼。保護器在使用期間，若被保護線(xiàn)路發(fā)生短路或過(guò)載故障而被限流保護時(shí)，保護器仍處于帶電狀態(tài)，不允許隨意碰觸用電線(xiàn)路的金屬部分。待檢查線(xiàn)路，并排除故障后，長(cháng)按保護器的復位按鍵約2秒鐘，使保護器恢復正常運行時(shí)。

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

       綜上所述，民用建筑電氣火災事故的發(fā)生具有隱蔽性、突發(fā)性以及復雜性，且造成的危害十分嚴重，所以必須要明確民用建筑電氣火災事故的發(fā)生原因。而根據調查統計，發(fā)現電氣線(xiàn)路過(guò)載、內部裝修施工行為不規范、絕緣層被破壞、電氣線(xiàn)路的諧波電流、電氣線(xiàn)路短路、電阻過(guò)大是導致民用建筑電氣火災事故發(fā)生的主要原因。對此，為了加強民用建筑電氣火災的防范，必須要提升人們的防火防災意識、嚴格控制民用建筑電氣設備的設計質(zhì)量、加強控制民用建筑電氣工程的施工質(zhì)量'做好常規的電氣設備檢測工作。

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作者簡(jiǎn)介：韓歡慶，安科瑞電氣股份有限公司，主要從事電氣防火限流式保護器的研發(fā)與應用