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張星
【摘要】近幾年來，電氣火災事故頻發，特別是在人煙稀少的地方發生電氣火災，不僅造成了重大人員傷亡和財產損失，而且影響到社會的和諧與穩定。造成電氣火災事故的主要原因是有關單位在執行消防安全主體責任不到位、消防安全管理制度不健全、日常消防管理水平低、員工消防安全意識淡薄等問題。針對這一情況，各有關單位要認真開展生產作業場所特別是人員密集場所的火災隱患排查治理工作，深入分析火災發生的主要原因，制定科學有效的預防措施。
【關鍵詞】電氣火災；消防設計；消防安全。
1電引火源。
電器火災是由電氣引燃引起的火災，電氣引燃來源的主要形式有：危險溫度、電火花、電弧。
1.1危險溫度。
電力設備或線路所產生的熱量與電流的平方，導體的電阻，時間成正比，如果電流產生的熱量不能及時散發出來，就會導致溫度異常升高，進而引發火災。溫度危險的成因主要有以下6個方面：
第一，短路。當線路短路時，電流比正常情況多幾倍甚至幾十倍，溫度會急劇升高。引起短路的原因包括：在電氣設備安裝、檢修過程中，電線、電氣設備或線路在運行時發生絕緣老化、變質、喪失絕緣能力、導塵、纖維、動植物等。
二是過載。超負荷的原因主要有：電氣線路或設備的設計選擇不當，或未考慮到足夠的裕量；電氣設備或線路使用不當，超負荷或持續超負荷，或超負荷工作，超出線路或設備的設計能力；設備故障導致設備和線路負荷過重；電回路諧波會引起線路電流過載。
第三，漏電。漏電流集中于某一點時，會造成較嚴重的局部發熱，引發火災。
第四，接觸不良。在電力線路或電器設備中電路連接部分是系統的薄弱環節，是產生危險溫度的主要部位之一。電接點連接不牢固，焊接不良，或者接合處夾雜雜物，都會增加接觸電阻，從而引起接頭過熱。
第五，電壓異常。超高壓和超高壓都是異常的電壓。當電壓太高，鐵心發熱增大，電壓過低時，可引起電機堵轉，電磁鐵鉤鐵吸不上，使線圈電流大大增大而發熱。
六是其它理由。機器故障，鐵心過熱，散熱不良，電熱器具及照明器具，電磁輻射能等。
1.2電火花與電弧。
電火花是由大量電火花聚集在一起形成的電極間擊穿放電。電弧與電弧不僅可引起可燃物燃燒，也可使金屬熔化、飛濺，構成危險火源，甚至引發爆炸。ECM、ECM分為工作電弧、工作電弧、事故電弧。工頻電火花電弧是指在電力設備正常或正常運行時產生的電火花，如刀閘開關、斷路器、接觸器、當控制器連接或斷開線路時，會產生電火花，插頭在拔出或插入時產生火花，在換向器或滑環的滑動接觸處，電機電刷等電火花。意外電火花和電弧是在線路或設備故障中產生的火花，如絕緣損壞、導線斷裂、連接松動引起的短路、接地引起的火花、熔絲熔斷時的火花等。
2典型事故原因分析。
通過對典型火災進行系統安全性分析，找出事故原因，有助于相關部門采取有針對性的預防措施。舉例來說，2017年11月18日，北京市大興區紅星美凱龍小區一棟樓房發生火災，導致聚福緣公寓19人死亡，8人受傷，經濟損失慘重。經過調查發現，事故的直接原因是冷庫制冷設備調試時，所覆蓋的聚氨酯保溫材料內為冷庫壓縮冷凝器供電的鋁芯電纜的電氣故障引起短路，引燃周圍可燃物，可燃物燃燒產生的一氧化碳等有毒有害氣體蔓延導致人員傷亡。對于這次事故，從“人”“物”“管理”“環境”4個方面來分析(見圖1)，可見，存在的問題主要有違規操作、違章建筑、安全意識差、疏散自救能力差等；“物”問題主要包括：電纜短路、消防設計、設施和結構缺陷、電氣保護故障、絕熱材料易燃等；“管理”問題主要包括消防體系不健全、非法出租、監督檢查不力、消防責任制不落實等。突發公共衛生事件應急管理教育培訓不足等；“環境”問題主要是通風不良、煙氣有毒、人員密集等。
圖1火災因果分析圖
3預防對策
3.1保證電氣安全設計及產品安全。
確保建筑工程電氣安全設計及電氣產品質量安全，是防止電氣火災發生的根源。在這方面，各有關單位，一是要嚴格對人員密集場所的消防安全設計審核和驗收，嚴格電器產品及其線路的施工驗收。二是嚴查建設單位存在的問題和隱患，如不按設計圖紙施工、偷工減料、使用劣質電線和質量不合格電器產品。第三，要規范消防設施的設計與建設，配備合格的消防設備，根據需要設置電氣火災監測系統。第四，嚴格執行電子產品生產企業的資質審批、認證管理，嚴查無證非法生產、假冒產品。五是嚴格查處電線電纜、開關插座等生產企業在絕緣、阻燃原料、線芯材料、線徑等方面不達標或降低生產標準的違法行為，嚴查質量不合格電器產品在工程上使用和安裝。
3.2加強電器使用安全管理。
有關單位應嚴格按照電氣設備的技術要求，正確使用電氣設備，及時進行定期檢查、維修，加強電氣安全隱患排查治理，特別是對人員密集的場所，有關單位要嚴格排查電氣線路敷設不規范，在電力負荷超負荷、插座數量不足、沒有設置短路保護裝置、私拉亂接電線、使用無證電器產品等問題，防止施工不規范造成電線絕緣層損壞、電纜井(溝)封閉不嚴密等隱患。對電力安全隱患整治難度較大的，要實行掛牌督辦，限期整改。與此同時，各有關單位也要積極推行“智慧用電”。我們所說的“智能電力”，是一種以大數據為基礎的電氣火災隱患治理系統，它能對電氣火災及其他涉電安全隱患進行精確定位和精確排查。它主要是用智能傳感器終端對影響電線電纜溫度、電流、剩余電量等火災發生的主要因素進行實時監控，再利用物聯網技術采集上電線路的實時運行數據，利用大數據技術對故障原因進行分析，并且把隱患信息實時推送到各供電單位和管理人員的手機終端，監督管理部門對隱患信息進行監督，向監管部門提供消防風險評估報告，實現從發現、監督到治理的有效閉環，降低電氣火災和其他涉及電力安全的事故。
3.3對相關人員進行安全教育培訓。
第一，各有關單位要保證電工持證上崗，并定期進行教育培訓。二是加強電氣設備管理、使用與維修等相關從業人員的安全教育培訓、考核和管理，完善電氣相關資質證書的發放、考核機制，切實提高電氣從業人員的技術水平。第三，監管部門要以各種形式對安全用電進行宣傳教育，利用各種媒體宣傳安全生產事故及火災教訓，普及安全用電知識。
3.4加強應急管理。
有關單位，特別是管理單位，特別是人員密集場所，要按照法律、法規的要求，制訂消防、電氣火災專項應急預案，確保其科學、高效、實用；配備報警器及必要的應急救援裝備；說明其使用方法，明確指出安全疏散通道、路線、確保安全通道、出口通暢；應定期進行檢查，保持警報系統及緊急救援設備、設施的完好，保證正常使用。與此同時，各有關單位也應積極組織進行必要的應急演練，讓員工掌握必要的自救、互救和急救知識。
4.限流保護裝置在電氣火災中的應用。
4.1限流保護裝置的性能和使用方案。
4.1.1限流保護裝置設計
電控防火限流保護裝置能有效地克服傳統斷路器、空氣開關及監測裝置存在的短路電流大、斷斷短路電流長的問題，由于短路引起的電弧火花大，以及壽命短等缺點，出現短路故障時，可迅速限制短路電流以微秒級的速度實現滅弧保護，從而顯著降低電氣火災事故，在使用場所保證人員和財產安全。
安科瑞公司ASCP200-1型電氣防火限流保護裝置的主要部件是固態開關，與傳統家庭中的空氣開關(微斷)有所不同。傳統空氣開關的斷開是一個機械運動過程，分斷時間需要幾十毫秒(一般為30~50ms)，帶負荷斷開時常伴有電弧。固體開關的斷開主要依靠半導體內部的載流子運動來實現，具有微秒級的分斷，不需要有電弧。
從圖1可以看出，當短路故障發生時，傳統的空氣開關不會在電流上升到C點時動作，不能瞬時切斷電流，固態開關在電流上升到B點時，可瞬間切斷短路電流。
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圖2短路故障前后電流與時間關系圖
從流過電阻的電流熱量公式Q=I2Rt，可以很容易看出，傳統空氣開關與固態開關在短路時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生短路故障時，就可以避免電弧的產生，從而有效降低了電氣火災。
4.1.2 ASCP200-1功能特點
ASCP200-1型電氣防火保護裝置是一種單相限流保護裝置，額定電流大于63A。其主要職能是：
A)短路保護功能，線路發生短路故障時，可在150微秒內實現快速限流保護；
B)過載保護功能，線路持續超負荷時，限流保護；
表內超溫保護功能，當保護器內部設備工作溫度太高時，
保護限流保護裝置；
D)過/欠壓保護功能，線路欠壓或過壓時，保護器報警或限制電流限制(可設置)；
E)電纜溫度監控功能，當被測電纜溫度超過報警設置值時，保護器警報或限流保護(可設置)；
F)漏電流監測功能，當線路漏電超過報警設定值時，保護器警報或限流保護(可設置)；
通信功能，保護裝置配有1路RS485接口，1路2G無線通信，可向安科瑞公司Acrel-6000安全云平臺或第三方監控軟件或平臺傳送數據，實現遠程監控。
4.1.3 ASCP200-1技術參數
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開關下端，額定電流值根據入戶開關的具體規格進行設置，典型應用示意圖如圖2所示：
圖3 ASCP200-1家用防火解決方案安裝示意圖
4.1.5使用注意事項
當電流保護被選擇時，限流型保護裝置設定的額定電流應與其前一級斷路器的額定電流相一致。舉例來說，當限流保護器輸入端斷路器額定電流為32A時，限流保護裝置的額定電流應設在32A。為了保證限流保護裝置的正常使用，禁止在其前端斷路器的額定電流不匹配的配電線路上使用。
ASCP200系列節流保護器采用壁掛式安裝，既可掛墻安裝，也可安裝在箱體內，保證安裝地點無滴水、有腐蝕性化學氣體及沉淀物，并注意環境溫度及散熱。
為了保證連接的可靠性，接線時應按接線圖進行，同時為了避免接頭處的接觸電阻過大，造成局部過熱，還可防止由于接觸不良而造成保護器工作不正常，線頭應用適當尺寸的U型冷壓頭壓接后，再次插入保護器對應的端子上，然后緊固螺絲。
保護裝置內裝有交流電源，禁止非專業人員擅自打開產品外殼。保護裝置在運行過程中，如果被保護線路發生短路或過載故障而受到限流保護，保護器仍然處于帶電狀態，不得隨意碰碰用電線路的金屬部分。待檢線路，并排除故障后，長按保護器復位鍵約2秒鐘，使保護器恢復正常工作時。
在超溫狀態下保護器發生限流保護時，可能是由于加載電流過大，環境溫度太高，或者通風散熱差等原因造成的，可以通過加強通風等，等保護器溫度下降，再長按復位鍵，使保護器復位，恢復正常工作。
作者簡介：張星，女，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與應用，手機：15021601437（同微信） QQ：3008021209? ?郵箱：3008021209?@qq.com
? ? ? ? 審核編輯：鄢孟繁
工商網監
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