淺談電氣火災的分析和預防

張穎姣

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

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

關(guān)鍵詞:電氣火災;分析;預防

1引言

隨著經(jīng)濟的發(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，電氣設備引起的火災時有發(fā)生，除造成電氣設備的損壞、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、長時間的停電，帶來巨大的間接損失。因此，分析電氣火災的原因，找出預防電氣火災的對策十分重要。

2電氣火災的物理過程

電氣火災是指電能在非常狀態(tài)下，轉(zhuǎn)換熱能的過程中，熱能引燃不應引燃的可燃物質(zhì)所發(fā)生的火災。電流通過導體電阻，就會產(chǎn)生熱量，電流或電阻越大，通電時間越長，則產(chǎn)生的熱量越多。一旦熱量使可燃物質(zhì)的溫度達到其燃點，就會燃燒;開關(guān)操作可能產(chǎn)生電火花，靜電放電也會產(chǎn)生電火花。短路故障和帶負荷拉閘、接觸不良也會產(chǎn)生電弧。漏電、接地故障及雷電都會產(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。

3造成電氣火災的原因

造成電氣火災的原因，除設備突然受雷擊等外界因素外，大部分都是電氣設備的管理不當和電氣設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。

（2）過載

電器設備、導線的功率、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，使電氣設備或?qū)w產(chǎn)生過熱現(xiàn)象。當導體和絕緣物局部過熱達到一定溫度時，就會引燃電氣設備或?qū)Ь€的有機絕緣材料而導致火災。另外過載導體發(fā)熱使導線的絕緣層加速老化，絕緣程度降低，在發(fā)生過電壓時，絕緣層被擊穿，也會導致火災。

（3）接觸不良

當工作電流通過時，在導線與導線或?qū)Ь€與電器設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，成為潛在的點火源，引發(fā)火災，也可能直接引燃附近的可燃物而引發(fā)火災。

（4）雷電、靜電

雷電擊中建筑物，放電時伴隨著破壞建筑物、損壞輸電線路或電器設備，導致發(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，電容電流較大，由過去的中性點不接地系統(tǒng)改為經(jīng)小電阻(大電流)接地系統(tǒng)，流過接地點的電流可到幾百安，接地故障暫態(tài)過電壓可達數(shù)百伏甚至1－2kV，沿著PEN線或PE線傳到采用保護接零的用戶。低壓設備特別是老舊設備的絕緣極易被擊穿發(fā)生短路而導致起火危險。

（6）電氣回路高次諧波過載

現(xiàn)在不少電器是非線性負載，能產(chǎn)生各種的高次諧波。若諧波電流進入公用電網(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隱患。

4電氣火災發(fā)生的特點

（1）發(fā)生于線路老化和設備陳舊的地方

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

（2）火源不易發(fā)現(xiàn)

短路很多發(fā)生在電器設備及穿線管的內(nèi)部，火源難以及時發(fā)現(xiàn)。當火災形成并發(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，線路短路或過熱時易燃物很容易被點燃。

5電氣火災的預防

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

重視預防工作，建立健全組織和制度

我國電氣火災多年來居高不下，其中一個重要原因就是對電氣火災的預防的重視程度不夠。要增強預防意識，把預防工作列入議事日程，遵守國家防火的法律法規(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，責任到人，嚴格監(jiān)督，長抓不懈，對違章作業(yè)人員進行批評教育，進行處罰，若嚴重違反安全法規(guī)，造成重大損失的，根據(jù)法律給予制裁。

（2）進行電氣防火知識的普及和培訓

廣泛宣傳普及電氣防火常識，對生產(chǎn)過程中電氣防火的設計、施工、運行、檢查等各方面的知識進行培訓，學習有關(guān)規(guī)定、標準，進行新技術(shù)、新設備的學習，滿足電力新設施防火的需要，做到持證上崗，提高員工電氣防火的整體水平，向社會進行安全用電宣傳，提高全民的電氣防火意識。

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

合格的電氣設備是預防電氣火災重要基礎。加大各類電氣產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督，堅決杜不合格電氣產(chǎn)品流人市場，凡不按技術(shù)標準生產(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。把好工程設計、施工、檢驗各個環(huán)節(jié)，杜絕有火災隱患的工程蒙混過關(guān)，加強對線路、設備的巡視、檢查，一旦發(fā)現(xiàn)立即進行整改。

（4）正確進行電氣設施的選擇

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

（5）進行通電設備場所的清理

在通電設備所在的場所，對有可能引發(fā)電氣火災的火源、可燃物、助燃物三個條件進行有效的清除、隔離，保持各物體的安全距離，遏制電氣火災的發(fā)生，防止火災的蔓延，保持電氣設備與線路的安全運行。

（6）低壓線路的防火措施

低壓線路是電氣火災的主發(fā)區(qū)，要定期檢查，及時更換老化、截面不合要求的線路，臨時接拉的線路用完后及時拆除。合理選擇室內(nèi)布線路徑，減少交叉跨越。不要直接敷設在易燃的建筑材料上面，如確實需要，應使用難燃材料套管，導線穿墻時也要使用難燃材料套管。不要在地線和零線上裝設開關(guān)和保險絲，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，實施等電位連接等措施消除電弧、電火花的產(chǎn)生。電源進線增設帶漏電保護功能的熔斷器，分別在電源總配電箱和用戶開關(guān)箱設置漏電保護器，額定工作電流和工作時間合理配合。定期檢查漏電保護器的脫扣器，及時清除自動開觸點表面的毛雜物。（7）加強雷擊火災的預防

建筑物的防雷設施的設計與安裝符合國家防雷標準。外部裝設接閃器、引下線和接地裝置，內(nèi)部也應有相應的防感應雷、防雷擊的措施。在弱電系統(tǒng)中加裝電源過壓保護器，高能浪涌抑制器和避雷器，防止雷電引起線路過電壓，保護電氣設備的安全。

（8）高次諧波引起的火災防范

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)的電氣火災防范

變電所的供電系統(tǒng)保護接地和低壓系統(tǒng)的接地網(wǎng)分開設置，二者應保持一定距離，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)過電壓不致于達到危險值。

（10）自動監(jiān)控和報警

監(jiān)控報警系統(tǒng)通常由智能火災監(jiān)控報警探測器、通信系統(tǒng)、聲光報警系統(tǒng)、監(jiān)控報警主站等系統(tǒng)構(gòu)成。智能火災監(jiān)控報警探測器可進行紅外熱像、異常溫度、異常煙霧、可燃氣體、相電流、電壓、剩余電流當前值的檢測，通過RS－485串口、無線傳感等通信方式向監(jiān)控報警主站傳送信息，具有遙調(diào)、遙測、遙控、遙信功能，接收主站指令，進行相關(guān)操作。監(jiān)控報警主站具有控制、監(jiān)視、分析等功能，監(jiān)測的數(shù)值達到故障預警值后，聲光報警系統(tǒng)通過，LED、揚聲器、主站顯示屏等進行聲光報警，并自動撥通電話報警。發(fā)生故障時，顯示故障類型和語音提示，以動態(tài)圖和語音提示設備發(fā)生故障。從而準確地指導維護人員對故障進行處理。設置手動或自動斷電模式，切斷故障點電源。故障歷史記錄與用戶檔案的儲存、檔案查詢功能，為故障分析提供準確依據(jù)。

（11）自動監(jiān)控和報警網(wǎng)絡的建立

電氣火災監(jiān)控報警系統(tǒng)可有效預防和縮短滅火的時間，減少火災發(fā)生，如形成規(guī)模效應，作用就更大。應實行網(wǎng)絡化管理，系統(tǒng)可支持多個監(jiān)控站，互傳信息、下達指令，這就需要有統(tǒng)一標準的通信協(xié)議(建議有關(guān)部門牽頭進行協(xié)議和其他相關(guān)標準制定)，形成消防系統(tǒng)廣域網(wǎng)，消防部門通過系統(tǒng)可進行整個區(qū)域內(nèi)的電氣火災監(jiān)控，用戶可實現(xiàn)資源共享，降低投資及管理成本。

6安科瑞電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)

（1）概述

Acre1-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，是根據(jù)國家現(xiàn)行規(guī)范標準由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數(shù)字化獨立運行的系統(tǒng)，已通過國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的消防電子產(chǎn)品試驗認證，并且均通過嚴格的EMC電磁兼容試驗，保證了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統(tǒng)中的安全正常運行，現(xiàn)均已批量生產(chǎn)并在全國得到廣泛地應用。該系統(tǒng)通過對剩余電流、過電流、過電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與監(jiān)視，實現(xiàn)對電氣火災的早期預防和報警，當必要時還能聯(lián)動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(jù)用戶的需求，還可以滿足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺或火災自動報警系統(tǒng)等進行數(shù)據(jù)交換和共享。

（2）應用場合

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)控設備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時發(fā)出聲、光報警信號，同時設備上紅色“報警”指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類型，記錄報警時間，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現(xiàn)復位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲”按鍵手動消除。

當被監(jiān)測回路報警時，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(jiān)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，監(jiān)控畫面中相應的探測器顯示故障提示，同時設備上的黃色“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，監(jiān)控設備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息，可進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，將報警部位、故障信息、報警時間等信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，當報警解除、排除故障時，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

電氣火災給國家和人民生命財產(chǎn)帶來的損失是十分嚴重的，高度重視電氣火災預防工作，制定積極措施，防患于未然，就能有效的保證電氣設備的安全、電能的有序供應、人民的生命財產(chǎn)安全。因此，我們應將電氣火災的預防措施落實到位，以科學的方法、負責的精神、認真的態(tài)度把電氣火災預防工作做好，為國家、人民和企業(yè)負責。

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審核編輯 黃宇