安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

 

摘要:我國古建筑多為磚木結構，當發(fā)生火災事故時(shí)具有蔓延快、撲救難的特點(diǎn)，而火災對古建筑的損害性很大，電氣火災事故在我國火災事故中比重居高不下。本文通過(guò)對古建筑電氣火災成因進(jìn)行分析，有針對性地提出了古建筑電氣火災防控對策，為古建筑用電管理和消防管理工作提出參考性建議，對古建筑保護工作有積極意義。

 

關(guān)鍵詞:電氣火災；電氣防火；火災防控；火災；古建筑

 

0引言

       隨著(zhù)社會(huì )的不斷發(fā)展，電氣化程度不斷提高，人們對電的依賴(lài)越來(lái)越強，電氣使用的范圍日益擴大，但與此同時(shí)，電氣火災的發(fā)生也越來(lái)越頻繁。根據應急管理部統計，僅2018年，全國共計接到火災報警13.7萬(wàn)起，造成1407人死亡、798人受傷、直接財產(chǎn)損失達36.75億元，其中電氣火災占火災總數的比例高達34.6%。而近年古建筑火災事故也時(shí)有發(fā)生，如2013年云南省瀘沽湖景區小落水村火災，2017年浙江蘭溪市諸葛、長(cháng)樂(lè )村望云樓火災，2017年四川遂寧高峰山古建筑群火災等，事后經(jīng)調查發(fā)現，這些事故均為電氣火災事故。

       我國古建筑多為磚木結構，耐火等級低，稍有慎容易發(fā)生火災，且許多古建筑采取院落型建筑方式，房屋彼此相鄰，如火險控制不及時(shí)，會(huì )迅速蔓延至周?chē)ㄖ?，造成嚴重破壞，因此火災成為影響古建筑安全的重要因素。另一方面，在文化快速傳播、旅游業(yè)快速發(fā)展的當下，古建筑、文物保護單位的開(kāi)放數量越來(lái)越多，逐漸成為公眾旅游、參觀(guān)、學(xué)習和研究的重要資源。為提供更好的游覽條件，許多古建筑內都引入了電源，應用了現代化電氣設備，如不尋求有效的防治對策，必然會(huì )增加電氣火災隱患，造成不可挽回的后果。

       基于此，本文對電氣火災成因進(jìn)行分析，并提出若干針對性的防控對策和管理措施。

 

1古建筑電氣火災成因分析

（1）過(guò)載引起的電氣設備老化

       近年來(lái)由于科技不斷創(chuàng )新，用電設備種類(lèi)不斷增多，且人們熱衷于現代化設備在古建筑中的創(chuàng )新性應用，使得古建筑用電需求逐年遞增。如果開(kāi)關(guān)、電纜選擇不合適，使設備或導體長(cháng)期處于過(guò)負荷狀態(tài)運行，就會(huì )出現電氣設備發(fā)熱的現象，加速電氣設備老化。

       特別是在舉辦大型活動(dòng)時(shí)，如不加以控制，用電量常會(huì )超出原有電氣設施的承受能力，從而出現過(guò)電流現象。而大量的調光設備和LED燈的使用，常會(huì )造成相位偏移、零線(xiàn)電流變大的情況。隨著(zhù)設備使用時(shí)間的逐漸增加，電流會(huì )擊穿逐漸老化的絕緣層，從而引發(fā)短路，產(chǎn)生很大的熱量、火花，引起火災事故。

        因此，在用電設備應用過(guò)程中，考慮實(shí)際供電能力，及時(shí)對電氣設備進(jìn)行檢修和更換。

 

（2）電氣設備疏于管理及使用不規范

        目前，古建筑的用途主要有居住、參觀(guān)、教育、商業(yè)等。在居住型古建中，由于居民普遍缺乏安全意識和專(zhuān)業(yè)知識，往往疏于電氣設備維護和管理，易導致電氣火災事故發(fā)生。而旅游參觀(guān)、教育教學(xué)和經(jīng)商的單位通常都有管理部門(mén)負責電氣設備維護和管理，消防防范意識較強，但也曾出現過(guò)電氣火災事故，電氣安全問(wèn)題也不能忽視。

另外，電氣設備的不規范使用也是導致電氣火災發(fā)生的因素之一，如斷路器上下級保護參數不整定，喪失電氣保護能力；斷路器帶載分段操作，會(huì )增加斷路器拉弧滅弧的次數，減少設備壽命，增加設備故障率；用電設備過(guò)多時(shí)，采用移動(dòng)插座串接方式，導致電線(xiàn)超負荷運行；用發(fā)熱電氣設備烘烤衣物等。

       綜上，為了減少電氣火險事故發(fā)生，無(wú)論古建筑作為何種用途使用，都應加強電氣設備的管理，強調電氣設備使用的規范性。

 

（3）雷擊

       古建筑結構類(lèi)型、使用性質(zhì)及地理環(huán)境與一般建筑物不同，廟宇、道觀(guān)等建筑選址往往位于地勢較高的地區，如山頂、山坡等，而宮殿、公園等建筑雖然位于平原地帶，但建筑本體造型高聳，所以古建筑往往易遭雷擊。

雷電作為一種正常而普遍的自然現象，在放電過(guò)程中具有高電壓、大電流以及放電時(shí)間極短等特點(diǎn)，破壞力。直擊雷和感應雷會(huì )對供電線(xiàn)路、電氣設備造成損壞，提升設備的故障率，進(jìn)而引發(fā)電氣火災，在雷擊比較嚴重的情況下，還會(huì )直接威脅到人類(lèi)的生命安全。為了防止雷電引發(fā)的事故，古建筑電氣防雷保護工作就顯得尤為重要。

 

2防控對策與管理措施

（1）電氣檢查

       人工檢查電氣設備運行情況、電氣故障隱患，是一種直接有效的電氣火災防控對策，檢查工作如下。

1）電氣設備的使用和運行

A.檢查設備的外觀(guān)和工況。如電纜絕緣層狀況；設備表面溫度、電氣接觸位置溫度和壓接狀況；電流、電壓、三相電流平衡狀況等。如有異常情況，應逐項檢查用電設備情況，分析問(wèn)題原因，采取改造線(xiàn)路、調整三相負荷、更換設備等方法，解決電氣問(wèn)題和故障。

B.檢查電氣設備安裝情況。電氣設備、線(xiàn)路不應直接安裝在木制可燃構件上，應采取防火、隔離措施，如電線(xiàn)敷設應套金屬管；插座、開(kāi)關(guān)等設備安裝應做防火隔熱處理；照明燈具安裝位置與可燃物要保持一定安全距離等。

C.檢查電氣設備使用情況。如果存在移動(dòng)插座串接使用導致線(xiàn)路過(guò)載情況，可采取調整、增加供電回路的方式解決；由于開(kāi)關(guān)插座面板安裝位置不合理導致斷電操作困難情況，可合理調整開(kāi)關(guān)插座面板位置；電氣設備周?chē)逊e可燃物，應及時(shí)清理；室外使用的電氣設備應具備相應等級防水能力等。

電氣消防安全檢測根據《中華人民共和國消防法》相關(guān)規定，電器產(chǎn)品的安裝、使用和線(xiàn)路、管路的設計、敷設符合國家有關(guān)消防安全技術(shù)規定。電氣消防安全檢測是檢測電氣安裝、使用是否符合標準的方法之一，也是電氣火災防控對策的重要手段，采用儀器，從專(zhuān)業(yè)、科學(xué)的角度對電氣設施的安裝、使用、運行進(jìn)行全方面的檢查，可準確反映電氣火災隱患的危險程度和位置，并提出整改指導意見(jiàn)，從而消除隱患，避免電氣火災事故的發(fā)生。古建筑單位每年應至少進(jìn)行一次全面的電氣消防安全檢測。其中，古建筑作為展室、展廳，由于經(jīng)常會(huì )調整展陳，因此當涉及修改電氣線(xiàn)路、更換電氣設備時(shí)，也應做一次檢測，對于發(fā)現的隱患要及時(shí)整改，直至檢測合格。

 

（2）電氣設備更新

       電氣安全壽命指的是電氣設備保持或基本保持原有性能的時(shí)間。一般建筑內電氣設備安全壽命主要考慮以下四點(diǎn)。

1）經(jīng)濟壽命：指從經(jīng)濟角度判斷的設備合理的使用年限，是設備年平均費用使用年限，總費用包括初始購置費用和使用過(guò)程中的年運營(yíng)費用。

2）技術(shù)壽命：是指設備在開(kāi)始使用后持續地能夠滿(mǎn)足使用者需要功能的時(shí)間，其時(shí)間長(cháng)短主要取決于使用者需求和技術(shù)進(jìn)步速度，需求越高，技術(shù)進(jìn)步速度越快，設備的技術(shù)壽命就越短。

3）折舊壽命：把設備總值扣除殘值后的余額，折舊到接近于零時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間。

4）物理壽命（自然壽命）：指設備從全新?tīng)顟B(tài)下開(kāi)始使用，老化損壞直到報廢的全部時(shí)間過(guò)程，主要取決于設備的磨損速度和老化程度。

       從安全角度考慮，設備老化、損壞是引發(fā)電氣故障、電氣火災的直接原因之一，另外，由于科技的不斷發(fā)展，電氣設備也在不斷更新?lián)Q代，相比老舊設備，新型設備故障率在降低，安全系數在提升。

在古建筑電氣安全管理措施中，古建筑安全排在前位，所以物理壽命和技術(shù)壽命應作為優(yōu)先考慮，基于此，應按照行業(yè)要求及產(chǎn)品說(shuō)明定時(shí)更新電氣設備，此外，還需結合使用環(huán)境綜合考慮，如環(huán)境較差，應加強巡檢，適當縮減使用年限，提前更換，避免出現電氣事故。

 

（3）電器設備防雷

       目前，古建筑基本都安裝了建筑防雷設施（如接閃器、接閃帶、接地引下線(xiàn)等），大大減少了直擊雷帶來(lái)的危險。需要注意的是，有時(shí)雷云雖然接近但卻沒(méi)有直接擊中建筑物，但建筑物周?chē)慕饘僭O備已經(jīng)產(chǎn)生感應電流的情況，這種感應雷對電氣設備的干擾和危害非常大，嚴重時(shí)還會(huì )產(chǎn)生高熱量引發(fā)火災。另外，直擊雷和感應雷的高電位還會(huì )沿著(zhù)線(xiàn)路侵入古建筑或變電站內，造成更大危害。為了消除因雷電引發(fā)的電氣火災，安裝電氣防雷設施顯得十分有必要。配電箱應分級安裝SPD（浪涌保護器），并在每年雷雨季前對SPD設備進(jìn)行一次全面的檢查、維修，查看有無(wú)因雷電引起破損，以確保SPD設備完好有效。另外，室內電氣設備還應配備防雷插座（防浪涌插座），以預防感應雷侵入建筑內時(shí)對末端用電設備和人員造成危害。

 

（4）電氣火災監控系統

       由于使用、維護不當引發(fā)的漏電、短路，電氣接觸不良或過(guò)負荷引發(fā)的溫升、突發(fā)性設備故障等電氣火險隱患，在常規檢查中較難發(fā)現，針對此類(lèi)問(wèn)題，電氣火災監控成為發(fā)現問(wèn)題、減少事故的新型手段。該系統主要用于監測與控制配電線(xiàn)路的日常工作狀況，在電氣系統發(fā)生故障或出現火災隱患后可以立刻報警，從而更加準確、及時(shí)地消除電氣安全隱患。

       中國的古建筑在平面布局方面存在一種規律，即住宅、宮殿、寺廟等建筑，都是由若干單座建筑和一些圍廊、圍墻之類(lèi)環(huán)繞成一個(gè)個(gè)庭院組成，即庭院式組群布局。因此結合供電管理角度考慮，在低壓配電系統接線(xiàn)方式的選擇上宜采取放射式布局，即每個(gè)庭院的供電單獨控制，每個(gè)供電回路均安裝電氣火災監控系統，并在WEB端、手機端制作與古建筑平面、地理配套的功能界面，實(shí)現電氣火災隱患的正確報警。

 

3安科瑞電氣火災監控系統

（1）概述

        Acre1-6000電氣火災監控系統，是根據國家現行規范標準由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數字化獨立運行的系統，已通過(guò)國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監督檢驗中心的消防電子產(chǎn)品試驗認證，并且均通過(guò)嚴格的EMC電磁兼容試驗，保證了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統中的安全正常運行，現均已批量生產(chǎn)并在全國得到廣泛地應用。該系統通過(guò)對剩余電流、過(guò)電流、過(guò)電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與監視，實(shí)現對電氣火災的早期預防和報警，當必要時(shí)還能聯(lián)動(dòng)切除被檢測到剩余電流、溫度和故障電弧等超標的配電回路;并根據用戶(hù)的需求，還可以滿(mǎn)足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺或火災自動(dòng)報警系統等進(jìn)行數據交換和共享。

（2）應用場(chǎng)合

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

（3）系統結構

（4）系統功能

        監控設備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時(shí)發(fā)出聲、光報警信號，同時(shí)設備上紅色“報警"指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類(lèi)型，記錄報警時(shí)間，聲光報警一直保持，直至按設備的“復位"按鈕或觸摸屏的“復位"按鍵遠程對探測器實(shí)現復位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲"按鍵手動(dòng)消除。

        當被監測回路報警時(shí)，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護電路或其他設備，當報警消除后，控制輸出繼電器釋放。

        通訊故障報警：當監控設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(shí)，監控畫(huà)面中相應的探測器顯示故障提示，同時(shí)設備上的黃色“故障"指示燈亮，并發(fā)出故障報警聲音。電源故障報警：當主電源或備用電源發(fā)生故障時(shí)，監控設備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息，可進(jìn)入相應的界面查看詳細信息并可解除報警聲響。

        當發(fā)生剩余電流、超溫報警或通訊、電源故障時(shí)，將報警部位、故障信息、報警時(shí)間等信息存儲在數據庫中，當報警解除、排除故障時(shí)，同樣予以記錄。歷史數據提供多種便捷、快速的查詢(xún)方法。

 

（5）配置方案

 

4結束語(yǔ)

通過(guò)分析古建筑結構特點(diǎn)，結合近年電氣火災事故多發(fā)的現狀，明確了電氣火災防控的重要性，并分析了古建筑電氣火災的成因，提出了相應的防控對策和管理措施，為古建筑火災的預防、控制以及管理工作提供參考性建議。

參考文獻

[1]吳振興．論電力設備全壽命周期管理［J］．山東工業(yè)技術(shù)，2018（17）：201，94.

[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.5版

[3]GB14287.1-2014電氣火災監控系統第一部分：電氣火災監控設備［S］．北京：中國標準出版社，2014.

[4]張繼光．古建筑火災原因分析與防控建議［J］．消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2015（10）：26-28.

[5]夏強華．古建筑火災原因分析與防治探討［J］．中國西部科技，2008，7（24）：40-41，87.

[6]汪波文．淺析五臺山文物古建筑火災防控［J］．科技與創(chuàng )新，2016（13）：53-54.

[7]張宇．雍和宮文物古建筑群存在的電氣火災隱患及防火對策［Ｊ］．消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2017（11）：68-70.

[8]王鑫峰．淺談建筑電氣設計中的防雷技術(shù)［Ｊ］．建材與裝飾，2018（36）：93．

[9]李峰．建筑電氣火災防控研究［Ｊ］．居舍，2019（5）：176．

[10]李麗．建筑電氣消防設計的剖析［Ｊ］．居舍，2019（5）：96．

[11]古建筑電氣火災防控與管理的探討，陳旭，2020.

 

作者簡(jiǎn)介

韓歡慶，女，現任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事電氣火災監控系統的研發(fā)和應用。