摘要:為保證電力能源供應(yīng)的穩(wěn)定,減少火災(zāi)的出現(xiàn),本文分析了低壓電路出現(xiàn)電氣火災(zāi)的常見原因,并給出相應(yīng)的預(yù)防措施。
關(guān)鍵詞:低壓線路;電氣火災(zāi);短路;線路過載
0.引言
低壓線路指經(jīng)配電變壓器將高壓10kV降低到380V以下的電氣線路。低壓電器通常指在交流電壓1200V或直流電壓1500V以下工作的電器,常見的低壓器有開關(guān)、熔斷器、接觸器、漏電保護器和繼電器等。低壓電路引發(fā)的電氣火災(zāi)是我國常見火災(zāi)類型之一,為抑制火災(zāi)的發(fā)生,需要綜合分析影響火災(zāi)發(fā)生的原因并制定預(yù)防措施。
1.低壓線路常見電氣火災(zāi)的原因
低壓線路會因為不同原因而引發(fā)電力火災(zāi)。比如,某電力企業(yè)的低壓線路使用的是架空電路,并選擇了配套的電纜,而線路敷設(shè)的環(huán)境既包括城鎮(zhèn),也有自然環(huán)境,敷設(shè)方式采用架空敷設(shè),由于線路與設(shè)備長期暴露在環(huán)境中,且施工中存在人為失誤,導(dǎo)致某些線路的表面出現(xiàn)破損,有些導(dǎo)線甚至已斷裂,由此引發(fā)了電氣火災(zāi)。可見,客觀分析發(fā)生電氣火災(zāi)的原因,并對火災(zāi)事故進行認定。
1.1原因
1)線路短路
線路短路是電氣火災(zāi)的主要原因之一,電路出現(xiàn)短路會讓電流交叉,提升線路的電壓,引發(fā)火災(zāi)。線路出現(xiàn)短路的原因有很多,比如絕緣層長期暴露在外部環(huán)境中,受外部環(huán)境影響其絕緣作用減小,或是裸電線的安裝位置過低,搬運金屬物品時不小心碰觸,固定線路的金屬物掉落,導(dǎo)致電路垮接,以及電線機械強度較差,受外力拉扯后斷落到地面或其他線路上等,這些都可能讓電路發(fā)生混電,進而引發(fā)火災(zāi)[2]。例如,2115年12月25日紹興上虞某酒店用于圣誕節(jié)活動的圣誕樹突然起火,圣誕樹主要由塑料和聚乙烯材料搭建,約兩層樓高,經(jīng)事故調(diào)查后認定,是裝飾燈的線路短路引燃了圣誕樹上的裝飾物,從而引發(fā)火災(zāi)。
接觸不良
接觸不良是導(dǎo)線之間的連接、導(dǎo)線和設(shè)備之間的銜接等出現(xiàn)接觸不牢的情況。一旦出現(xiàn)接觸不良,在形成通電回路的情況下,會讓某些位置的溫度不斷上升,破壞線路的絕緣層,粉塵與接通電力的電纜線接觸后,形成火災(zāi)。這類火災(zāi)是消防預(yù)防的難點與重點,在實際操作中,只有技術(shù)水平較高的工作人員才能發(fā)現(xiàn)接觸不良的位置。
線路漏電
線路因長期暴露在環(huán)境中,受周圍環(huán)境影響,外部表皮會自然老化,出現(xiàn)磨損,而人為對線路的破壞也會讓絕緣作用失效。在這種情況下,線路接通電流后,電流會從線路的破損處外流,與周圍環(huán)境的實體材料、空氣中的可燃物直接接觸,緩慢形成高溫,引燃可燃物。在實際生活中,如果不使用工具很難發(fā)現(xiàn)漏電,而人體接觸漏電位置后,會因為電流的擊打造成損傷,另外,漏電也會增加電量的使用,需增加用電支出。
線路的電力過載
如果線路的電流超出原定荷載量,電壓大于安全電壓,可能使線路的電流增加,某些位置的溫度不斷上升,引發(fā)電線燃燒,而電線燃燒后會點燃周圍的易燃物體。出現(xiàn)線路過載的原因有:完成線路安裝后,電線可承載的電壓較小,且電阻的增加降低了電流的速度;電線超負荷運轉(zhuǎn),在同一個插座上連接多個較大功率的電器,導(dǎo)致電流不穩(wěn);電線穿管直徑較小,延長了線路散熱的時長,當達到一定溫度后,線路發(fā)生自燃。例如,2014年2月14日慈溪市某展館發(fā)生火災(zāi),模型電氣線路出現(xiàn)故障,展館東南處的沙盤模型和大型多媒體LED顯示屏起火,過火面積達300多平方米。
1.2原因的認定
基于上述火災(zāi)原因進行火災(zāi)認定,根據(jù)原因給出終結(jié)論,明確各當事人需要承擔的責(zé)任,按照有關(guān)法律法規(guī)對主要責(zé)任人與單位給予處罰。同時,終責(zé)任確定后,保險公司可根據(jù)結(jié)論決定是否理賠。且行政單位與個人可從中總結(jié)經(jīng)驗,完善內(nèi)部消防措施,增強防護意識。
對于認定要點的分析,從形成火災(zāi)的原因、線路的通電情況等方面展開論述。首先,火災(zāi)發(fā)生具備先決條件,即在起火點的周圍形成了電流回路,出現(xiàn)線路漏電,且整條線路處于通電狀態(tài),存在電路故障,電路故障產(chǎn)生的能量達到引發(fā)火災(zāi)的標準?;馂?zāi)出現(xiàn)后,會按照特定的規(guī)律向周圍蔓延。其次,對線路通電情況的分析,是確定起火線路的前端有電流經(jīng)過,并用設(shè)備完成對現(xiàn)場的勘驗,檢查開關(guān)的開閉。其中,開關(guān)開閉狀態(tài)的分析是確定火災(zāi)原因的重要因素之一,如果開關(guān)相對完整,通過觀察即可知其開閉狀態(tài),但如果已嚴重?zé)龤?,則可以通過刀閘、插銷等進行判斷。再次,現(xiàn)場勘驗時按照程度進行,包括兩點,一是配電盤檢查,通過對外部、盤面、盤后等位置的檢查可判斷其狀態(tài),找到引起火災(zāi)的證據(jù),二是線路檢查,檢查電路型號與敷設(shè)方式及線路所在的環(huán)境,檢查整體線路接點的數(shù)量等。后,進行調(diào)查訪問與現(xiàn)場基本情況分析,前者是向負責(zé)線路敷設(shè)的工作人員等詢問電路敷設(shè)的整體情況,確定線路周圍環(huán)境中可燃物的數(shù)量,檢查保護裝置,后者是檢查線路是否存在短路或燃燒后熔斷的問題,判斷其熔斷特征。
對起火原因的認定有三個步驟,分別是現(xiàn)場資料的搜集、技術(shù)鑒定與調(diào)查。
短路火災(zāi)的認定:對于這類情況,是發(fā)現(xiàn)起火點周圍有出現(xiàn)短路的點,并發(fā)現(xiàn)熔痕,而出現(xiàn)短路的回路需與火場保持一定的距離,絕緣層沒有破損。確定這些證據(jù)后,由技術(shù)人員進行技術(shù)鑒定,以從中發(fā)現(xiàn)與短路特征一致的熔痕。通過對周圍居民、電力公司的走訪,確定火災(zāi)發(fā)生過程中電器出現(xiàn)運行不穩(wěn)定的情況,火災(zāi)發(fā)生區(qū)域的電壓有明顯的上升。
接觸不良的認定:在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)故障接頭的殘留,并檢查各導(dǎo)線、設(shè)備之間的接頭是否完好,并收集固定連接的釘、墊片等。技術(shù)人員檢查接頭處是否有燃燒后形成的碳渣與燃燒溶解,墊片等表面是否有電火花灼燒的痕跡,并根據(jù)現(xiàn)場情況判斷接頭的連接方式。通過調(diào)查了解火災(zāi)現(xiàn)場是否有大功率機器,搜集線路的安裝、檢修情況。
漏電情況的認定:對于這類情況,是找到現(xiàn)場的起火點、漏電點、接地點等,并在現(xiàn)場搜集相關(guān)物證,經(jīng)分析后完成認定工作。
線路過度負載的認定:重要的是現(xiàn)場取證,即在現(xiàn)場的室內(nèi)外找到殘留的導(dǎo)線,根據(jù)導(dǎo)線外觀、接頭的狀態(tài)判斷原因并給出結(jié)論。
2.低壓線路常見電氣火災(zāi)的綜合預(yù)防
雖然采取了預(yù)防措施,但由于缺少相關(guān)的法規(guī),管理不足等,影響了預(yù)防的效果。我國還未建立完善的行政法規(guī),技術(shù)法規(guī)內(nèi)容單一,采用的管理措施與實際情況有很多出入;工作人員的安全意識和工作素養(yǎng)都有待增強,技術(shù)措施不完善?;诖?,為增強常見電氣火災(zāi)的預(yù)防,可從以下幾個方面著手。
2.1建立健全法律法規(guī)
需根據(jù)現(xiàn)有的規(guī)章制度,結(jié)合電氣安全管理相關(guān)內(nèi)容,制定完善的安全管理行政規(guī)章,著重突出預(yù)防電氣火災(zāi)發(fā)生的要點及操作時的基本要求,同時,要明確追責(zé)制度的建立,要求供電、設(shè)計、維護等部門切實履行自己的職責(zé)。規(guī)章制度制定時要注意的是,內(nèi)容的提出在保證利益的基礎(chǔ)上,保證企業(yè)利益,多部門協(xié)調(diào)配合,確保制度內(nèi)容的科學(xué)性與合理性。各地方管理部門應(yīng)結(jié)合當?shù)氐幕厩闆r,參照行政規(guī)章的內(nèi)容,因地制宜,制定符合本地的安全用電規(guī)章制度。在地方的規(guī)章制度內(nèi),包含的內(nèi)容有防火設(shè)計的方法與規(guī)范,規(guī)范使用的技術(shù),并要求防火設(shè)計結(jié)束后將其作為標準進行驗收。
2.2優(yōu)化管理,加大管理力度
首先,實現(xiàn)多部門聯(lián)合,讓多個部門共同參與安全用電的管理工作。其次,要求負責(zé)設(shè)計、施工與檢驗的單位與部門接受資格審核,由于設(shè)計或安裝、檢驗不到位而發(fā)生火災(zāi)的,需對負責(zé)的部門給予處罰。再次,對建設(shè)的單位和使用的個人進行再教育,并審核其是否有使用的資格,提升其對故障的預(yù)防能力。此外,根據(jù)電氣工程的變化制定新的管理制度,從源頭消除隱患。后,定期檢測電氣工程,及時發(fā)現(xiàn)存在的安全隱患并消除。
2.3引入技術(shù),加大技術(shù)研究力度
技術(shù)的引入可以讓技術(shù)人員用更優(yōu)的方式完成電氣工程的檢測,提高工作效率,在引進技術(shù)的同時,要針對不同的情況研發(fā)新的技術(shù),并把技術(shù)在實際工作中應(yīng)用。根據(jù)電氣工程周圍環(huán)境的不同使用相關(guān)技術(shù),比如在公共場所內(nèi),為了控制火勢的蔓延,可以把阻燃、耐火的電纜作為線路,提升線路的耐燃性。同時,電氣工程在不同性質(zhì)建筑中的應(yīng)用需要對線路的電壓、電力進行實時監(jiān)測,可在工程中加入電路保護器裝置。此外,可以進行以下操作:在建筑中使用紅外測溫儀、超聲探波儀等設(shè)備,定期進行預(yù)防檢查;研發(fā)電弧故障斷路器,減少電弧性短路的出現(xiàn);在工程的配電裝置中加入過熱探測裝置,如果線路出現(xiàn)局部過熱或電流過大,可及時預(yù)警;根據(jù)以往出現(xiàn)的火災(zāi)類型建立危險評估體系,評估不同火災(zāi)類型的危險性,并不斷嘗試提升評估體系的可靠性;優(yōu)化火災(zāi)痕跡的鑒定技術(shù)。
2.4加強教育培訓(xùn)
對于短路的預(yù)防,是優(yōu)化對線路絕緣層的保護。在敷設(shè)電路時,可以用不同方式引導(dǎo)導(dǎo)線,盡量避免導(dǎo)線直接暴露在環(huán)境中,如果導(dǎo)線周圍的環(huán)境較差,需用不同的措施加以保護。如果導(dǎo)線要經(jīng)過溫度較高的環(huán)境,應(yīng)盡可能避開,并用防火槽等裝置進行保護。發(fā)生電路短路后需要馬上切斷電源,控制火勢的蔓延,在電源沒有切斷前不可用水滅火。此外,選擇導(dǎo)線截面的大小時保證截面可承載的流量超過線路的額定流量。
對于漏電故障的處理,是確保絕緣層完好的情況下,安裝漏電保護開關(guān),并在安裝前與安裝后進行檢查,如果線路發(fā)生漏電,開關(guān)會及時關(guān)閉,避免火災(zāi)發(fā)生。同時,應(yīng)在建筑內(nèi)部設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng),因為建筑內(nèi)部有大量的電氣設(shè)備,通過監(jiān)控系統(tǒng)實時了解這些設(shè)備的運行狀態(tài),能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行的異常,在一時間消除火災(zāi)隱患,優(yōu)化對電氣設(shè)備的保護。另外,電路系統(tǒng)中會使用大量的PE線,為預(yù)防其發(fā)生漏電,可以在整條線路設(shè)計中設(shè)置多個接地點,如果其他位置的線路發(fā)生漏電,形成的高壓會隨著電路流入PE線內(nèi),以保護整個電力系統(tǒng)。
對于接觸不良的預(yù)防,是在線路安裝過程中確保每個導(dǎo)線的接頭都連接緊密,可用絕緣膠帶保護,如果導(dǎo)線位于室外,需在導(dǎo)線表面做防水處理。安裝結(jié)束后,需由人員檢查,并在特定位置涂抹變色漆等材料,通過觀察變色漆顏色的變化,以及時發(fā)現(xiàn)問題。
3.安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)
3.1概述
Acre1-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng),是根據(jù)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),已通過消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗的消防電子產(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(yīng)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(zāi)的早期預(yù)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(zāi)自動報警系統(tǒng)等進行數(shù)據(jù)交換和共享。
3.2應(yīng)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)、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。
3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3.4系統(tǒng)功能
監(jiān)控設(shè)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(shè)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(shè)備的“復(fù)位”按鈕或觸摸屏的“復(fù)位”按鍵遠程對探測器實現(xiàn)復(fù)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(shè)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(shè)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(yīng)的探測器顯示故障提示,同時設(shè)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(shè)備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息,可進入相應(yīng)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。
3.5配置方案
應(yīng)用場合 | 型號 | 產(chǎn)品照片 | 功能 |
消防控制室 | Acrel-6000/B | 適用于1~4條通信總線多可連接256個探測器,可適用于壁掛安裝的場所。 | |
Acrel-6000/Q | 適用于大型組網(wǎng),壁掛式監(jiān)控主機數(shù)量較多且需集中查看的場所,主要監(jiān)測壁掛主機信息。 | ||
一、二級 低壓配電 | ARCM200L-Z2 | 三相(I、U、kW、Kvar、kWh、Kvarh、Hz、cos中),視在電能、四象限電能計量,單回路剩余電流監(jiān)測,4路溫度監(jiān)測,2路繼電器輸出,4路開關(guān)量輸入,事件記錄,內(nèi)置時鐘,點陣式LCD顯示,2路獨立RS485/Modbus通訊 | |
ARCM200L-J8 | 8路剩余電流監(jiān)測,2路繼電器輸出,4路開關(guān)量輸入,事件記錄,內(nèi)置時鐘,點陣式LCD顯示,1路RS485/Modbus通訊 | ||
ARCM300-J1 | 1路剩余電流監(jiān)測,4路溫度監(jiān)測,1路繼電器輸出,事件記錄,LCD顯示,1路RS485/Modbus通訊 | ||
AAFD-□ | 檢測末端線路的故障電弧,485通訊,導(dǎo)軌式安裝。 | ||
ASCP200-□ | 短路限流保護、過載保護、內(nèi)部超溫限流保護、過欠壓保護、漏電監(jiān)測、線纜溫度監(jiān)測,1路RS485通訊,1路GPRS或NB無線通訊,額定電流為0-40A可設(shè)。 | ||
短路限流保護、過載保護、內(nèi)部超溫限流保護、過欠壓保護、漏電監(jiān)測、線纜溫度監(jiān)測,1路RS485通訊,1路NB或4G無線通訊,額定電流為0-63A可設(shè)。 | |||
配套附件 | AKH-0.66 | 測量型互感器,采集交流電流信號 | |
AKH-0.66/L | 剩余電流互感器,采集剩余電流信號 | ||
ARCM-NTC | 溫度傳感器,采集線纜或配電箱體溫度 |
4.結(jié)束語
綜上,低壓線路電氣火災(zāi)會造成大量的經(jīng)濟損失和傷亡,對于電廠或其他建筑來說,為實現(xiàn)安全生產(chǎn),需分析發(fā)生火災(zāi)的原因,采用技術(shù)分析完成認定,基于此給出應(yīng)對方案,以保證電力設(shè)備的安全,減少電氣火災(zāi)的發(fā)生。
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安科瑞消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)/防火門監(jiān)控系統(tǒng)/消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)/電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)選型手冊.2022.05版
作者簡介:翟雪玲,女,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為用電安全管理的研發(fā)與應(yīng)用。