【摘要】近年來，電氣火災(zāi)事故時有發(fā)生,，尤其人員密集場所發(fā)生的電氣火災(zāi),，不僅會造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失，而且還會影響社會的和諧穩(wěn)定,。電氣火災(zāi)事故的發(fā)生,，主要是由于相關(guān)單位存在消防安全主體責(zé)任落實不到位、消防安全管理制度不健全,、日常消防安全管理水平低下,、員工消防安全意識淡薄等問題。對此,，各相關(guān)單位需要認真開展生產(chǎn)作業(yè)場所尤其是人員密集場所的火災(zāi)隱患排查治理,，深入分析火災(zāi)發(fā)生的主要原因，制定科學(xué)有效的防范措施,。

      【關(guān)鍵詞】電氣火災(zāi),；防火設(shè)計；防火安全

1電氣引燃源

     電氣火災(zāi)是由電氣引燃源引起的火災(zāi),，電氣引燃源的主要形式包括危險溫度,、電火花和電弧。

1.1危險溫度

      電流通過電氣設(shè)備或線路時的發(fā)熱量與電流的平方,、導(dǎo)體的電阻,、時間成正比，如果電流產(chǎn)生的熱量不能及時散發(fā)出去,，將導(dǎo)致溫度異常升高,，進而引起火災(zāi)。導(dǎo)致危險溫度的原因主要有以下6個方面：

      一是短路,。線路短路時的電流是正常時的數(shù)倍乃至數(shù)十倍,，溫度將急劇上升。短路的原因包括：電氣設(shè)備安裝和檢修中的接線和操作錯誤,，運行中的電氣設(shè)備或線路發(fā)生絕緣老化,、變質(zhì),、失去絕緣能力，導(dǎo)電性粉塵,、纖維,、動植物進入電氣設(shè)備內(nèi)部等。

      二是過載,。過載的原因主要包括：電氣線路或設(shè)備設(shè)計選型不合理,，或沒有考慮足夠的裕量；電氣設(shè)備或線路使用不合理,，負載超過額定值或連續(xù)使用時間過長,，超過線路或設(shè)備的設(shè)計能力；設(shè)備故障運行造成設(shè)備和線路過負載,；電氣回路諧波能使線路電流變大而過載,。

      三是漏電。當(dāng)漏電電流集中在某一點時,，可能引起比較嚴重的局部發(fā)熱,，引燃成災(zāi)。

      四是接觸不良,。電氣線路或電氣裝置中的電路連接部位是系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié),，是產(chǎn)生危險溫度的主要部位之一。電氣接頭連接不牢,、焊接不良或接頭處夾有雜物,，都會增加接觸電阻而導(dǎo)致接頭過熱。

      五是電壓異常,。電壓過高和過低均屬電壓異常,。電壓過高時，會使鐵心發(fā)熱增加,；電壓過低時,，可能造成電動機堵轉(zhuǎn)、電磁鐵銜鐵吸合不上,，使線圈電流大大增加而發(fā)熱,。

      六是其他原因。包括機械故障,、鐵心過熱,、散熱不良、電熱器具和照明器具,、電磁輻射能量等,。

1.2電火花和電弧

      電火花是電極間的擊穿放電，電弧是大量電火花匯集而成的,。電火花和電弧,，不僅能引起可燃物燃燒,，還能使金屬熔化、飛濺,，構(gòu)成危險的火源,、甚至引發(fā)爆炸。電火花和電弧分為工作電火花及電弧,、事故電火花及電弧,。工作電火花及電弧是指電氣設(shè)備正常工作或正常操作過程中所產(chǎn)生的電火花，如刀開關(guān),、斷路器,、接觸器、控制器接通和斷開線路時會產(chǎn)生電火花,，插銷拔出或插入時的火花,，電動機的電刷與換向器或滑環(huán)的滑動接觸處產(chǎn)生的電火花等,。事故電火花及電弧是線路或設(shè)備發(fā)生故障時出現(xiàn)的火花，如絕緣損壞、導(dǎo)線斷線或連接松動導(dǎo)致短路或接地時產(chǎn)生的火花,，熔絲熔斷時產(chǎn)生的火花等,。

2典型事故原因分析

      對典型火災(zāi)進行系統(tǒng)安全分析，找出事故原因,，有助相關(guān)單位采取針對性的預(yù)防措施,。例如，2017年11月18日,，位于北京市大興區(qū)西紅門鎮(zhèn)新建二村的一幢建筑發(fā)生火災(zāi),，事故造成聚福緣公寓內(nèi)19人死亡、8人受傷,，并造成重大經(jīng)濟損失,。經(jīng)調(diào)查，事故的直接原因是在冷庫制冷設(shè)備調(diào)試過程中,，被覆蓋在聚氨酯保溫材料內(nèi)為冷庫壓縮冷凝機組供電的鋁芯電纜電氣故障造成短路,，引燃周圍可燃物，可燃物燃燒產(chǎn)生的一氧化碳等有毒有害煙氣蔓延導(dǎo)致人員傷亡,。針對此次事故,，從“人"“物"“管理"“環(huán)境"4個方面分析（如圖1所示），可以看出,，“人"的問題主要包括違規(guī)操作,、違章建設(shè)、安全意識不強,、逃生自救能力差等,；“物"的問題主要包括電纜短路,，消防設(shè)計、設(shè)施及建設(shè)有缺陷,，電氣保護裝置故障,，保溫材料可燃等；“管理"的問題主要包括消防制度不健全,、違法出租,、監(jiān)督檢查不力、消防責(zé)任制不落實,、應(yīng)急管理不完善教育培訓(xùn)不夠等,；“環(huán)境"的問題主要包括通風(fēng)不良、存在有毒煙氣,、人員密集等,。

圖1火災(zāi)因果分析圖

3預(yù)防對策

3.1保障電氣安全設(shè)計和電氣產(chǎn)品安全

      保障建設(shè)工程電氣安全設(shè)計和電氣產(chǎn)品的質(zhì)量安全，是預(yù)防電氣火災(zāi)的源頭,。對此,，各相關(guān)單位，一是要嚴格人員密集場所消防安全設(shè)計審核和驗收,，嚴格電器產(chǎn)品及其線路施工進場檢查驗收,。二是要嚴查施工單位不按設(shè)計圖紙施工、偷工減料,、使用劣質(zhì)電線及質(zhì)量不合格電器產(chǎn)品等問題和隱患,。三是要規(guī)范消防設(shè)施的設(shè)計和建設(shè)，配備合格的消防器材,，按要求設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng),。四是嚴格落實電器產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)資質(zhì)審批、認證管理,，嚴厲查處無證非法生產(chǎn)行為和偽劣產(chǎn)品,。五是嚴格查處電線電纜、開關(guān)插座等生產(chǎn)企業(yè)在絕緣材料,、阻燃原料,、線芯材質(zhì)、線徑等方面不按標準或降低標準生產(chǎn)的違法行為,，嚴查質(zhì)量不合格電器產(chǎn)品在工程上使用和安裝,。

3.2加強電氣設(shè)備使用安全管理

      各相關(guān)單位要嚴格按照電氣設(shè)備的技術(shù)要求正確使用電氣設(shè)備，及時進行定期檢測,、維護保養(yǎng),，強化電氣安全隱患排查治理，尤其對于人員密集場所來說,，相關(guān)單位要嚴格排查電氣線路敷設(shè)不規(guī)范,、用電負荷超額,、電源插座數(shù)量不足以及未設(shè)短路保護裝置、私拉亂接電線,、使用無證電器產(chǎn)品等問題,，避免施工不規(guī)范造成電線絕緣層損壞、電纜井（溝）封堵不嚴密等隱患,。對于整治難度大的電氣安全隱患,，應(yīng)實行掛牌督辦，限期整改,。同時,，各相關(guān)單位還應(yīng)積極推行“智慧用電"。所謂“智慧用電",，是一種基于大數(shù)據(jù)的電氣火災(zāi)隱患治理系統(tǒng),，可以實現(xiàn)電氣火災(zāi)等涉電安全隱患的準確定位、準確排查,。其主要是利用智能傳感終端對電氣引發(fā)火災(zāi)的主要因素,，如線纜溫度、電流負荷,、剩余電量等進行實時監(jiān)測監(jiān)控,，然后通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采集上傳電氣線路實時運行數(shù)據(jù)，經(jīng)大數(shù)據(jù)技術(shù)分析隱患成因,，并實時將隱患信息推送給用電單位和管理人員手機終端處理，監(jiān)管隱患信息并向監(jiān)管部門提供火災(zāi)隱患風(fēng)險評估報告,，從而實現(xiàn)電氣火災(zāi)隱患從發(fā)現(xiàn),、監(jiān)管到治理的有效閉環(huán)，減少電氣火災(zāi)等涉電安全事故的發(fā)生,。

3.3加強有關(guān)人員的安全教育培訓(xùn)

      一是各相關(guān)單位要確保電工持證上崗,，并定期開展教育培訓(xùn)。二是加強電氣設(shè)備管理,、使用和維護等相關(guān)從業(yè)人員安全教育培訓(xùn),、考核和管理工作，健全規(guī)范電氣相關(guān)資格證書的發(fā)放,、考核機制,，切實提高電氣從業(yè)人員的技能水平。三是政府監(jiān)管部門應(yīng)通過多種形式開展安全用電宣傳教育,，利用各類媒介宣傳涉電安全生產(chǎn)事故和火災(zāi)事故教訓(xùn),，普及安全用電常識。

3.4加強應(yīng)急管理工作

     各相關(guān)單位,，尤其是人員密集場所的管理單位和經(jīng)營單位要按照法律法規(guī)要求,，制定火災(zāi)或電氣火災(zāi)專項應(yīng)急預(yù)案,，并保證其科學(xué)性、有效性和實用性,；配備報警裝置和必要的應(yīng)急救援設(shè)備,、設(shè)施，注明其使用方法,，并在顯著位置標明安全撤離的通道,、路線，保證安全通道,、出口的暢通,；應(yīng)定期檢測、維護報警裝置和應(yīng)急救援設(shè)備,、設(shè)施,，使其處于良好狀態(tài)，確保正常使用,。同時,，各相關(guān)單位還應(yīng)通過積極組織開展必要的應(yīng)急演練，使工作人員掌握必要的自救,、互救,、急救知識。

4限流式保護器在電氣防火的應(yīng)用

4.1限流式保護器的功能及應(yīng)用方案

4.1.1限流式保護器的設(shè)計

      電氣防火限流式保護器可有效克服傳統(tǒng)斷路器,、空氣開關(guān)和監(jiān)控設(shè)備存在的短路電流大,、切斷短路電流時間長、短路時產(chǎn)生的電弧火花大,，以及使用壽命短等當(dāng)弊端,，發(fā)生短路故障時，能以微秒級速度快速限制短路電流以實現(xiàn)滅弧保護,，從而能顯著減少電氣火災(zāi)事故,，保障使用場所人員和財產(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)開關(guān),，不同于傳統(tǒng)家用的空氣開關(guān)（微斷）,。我們知道，傳統(tǒng)空氣開關(guān)的斷開是一種機械運動過程,，分斷時間需要幾十毫秒(一般30～50ms),，帶負載斷開時通常伴隨有電弧的產(chǎn)生。而固態(tài)開關(guān)的斷開則是依靠半導(dǎo)體內(nèi)部的載流子運動實現(xiàn),，分斷時間微秒級,，速度快，無電弧產(chǎn)生。

      如圖1所示,，當(dāng)發(fā)生短路故障時,，傳統(tǒng)空氣開關(guān)在電流升至C點時才能動作，且無法瞬時切斷電流,，而固態(tài)開關(guān)則可以在電流升至B點時即瞬間切斷短路電流,。

圖2短路故障前后電流與時間關(guān)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(tǒng)空氣開關(guān)與固態(tài)開關(guān)在短路時所釋放的能量差別可以達到數(shù)千倍之多,。因此當(dāng)裝配限流式保護器的回路發(fā)生短路故障時，就可以避免電弧的產(chǎn)生,，從而有效降低了電氣火災(zāi),。

4.1.2 ASCP200-1功能特點

      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,，線路發(fā)生短路故障時，能在150微秒內(nèi)實現(xiàn)快速限流保護,；

     B）過載保護功能,，線路持續(xù)過載時，保護器限流保護,；

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

     D）過/欠壓保護功能,，線路欠壓或過壓時，保護器告警或限流保護（可設(shè)）,；

     E）電纜溫度監(jiān)測功能,，被測線纜溫度超過報警設(shè)定值時，保護器告警或限流保護（可設(shè)）,；

     F）漏電流監(jiān)測功能，線路漏電超過報警設(shè)定值時,，保護器告警或限流保護（可設(shè)）,；

     G）通訊功能，保護器配置1路RS485接口,，1路2G無線通訊,，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到安科瑞Acrel-6000安全云平臺，或第三方監(jiān)控軟件或平臺,，從而實現(xiàn)遠程監(jiān)控,。

4.1.3 ASCP200-1技術(shù)參數(shù)

4.1.4應(yīng)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(guān)下端，額定電流值根據(jù)入戶開關(guān)的具體規(guī)格進行設(shè)置，典型應(yīng)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

      在選用限流式保護器時,，限流式保護器的設(shè)定的額定電流應(yīng)該與其前一級的斷路器的額定電流保持一致,。例如，當(dāng)限流式保護器輸入端斷路器的額定電流為32A時,，應(yīng)將限流式保護器的額定電流設(shè)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路中,。

      ASCP200系列采用限流式保護器采用壁掛式安裝,，可以掛墻安裝，也可以安裝在箱體內(nèi),，應(yīng)確保安裝場所無滴水,、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，接線時應(yīng)按接線圖進行,，同時為了防止接頭處接觸電阻過大而導(dǎo)致局部過熱,，也避免因接觸不良而導(dǎo)致保護器工作不正常，線頭應(yīng)采用合適大小的U形冷壓頭壓接后,，再插入保護器相應(yīng)端子上并將螺釘擰緊壓實,。

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

      當(dāng)保護器因超溫而發(fā)生限流保護時,，則可能是因為負載電流過大,，環(huán)境溫度過高或通風(fēng)散熱不良等原因?qū)е拢赏ㄟ^加強通風(fēng)等措施,，等保護器溫度降下來后,，再長按復(fù)位鍵，使保護器復(fù)位,，恢復(fù)正常運行,。

參考文獻

[1]謝振華,，中國勞動關(guān)系學(xué)院

[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.06版

作者簡介：侯文莉，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(fā)與應(yīng)用