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淺析低壓線(xiàn)路常見(jiàn)電氣火災原因及對應的預防措施

來(lái)源:安科瑞電氣股份有限公司   2024年06月28日 09:02  

任運業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要:為保證電力能源供應的穩定,減少火災的出現,本文分析了低壓電路出現電氣火災的常見(jiàn)原因,并給出相應的預防措施。

關(guān)鍵詞:低壓線(xiàn)路;電氣火災;短路;線(xiàn)路過(guò)載

0.引言

低壓線(xiàn)路指經(jīng)配電變壓器將高壓10kV降低到380V以下的電氣線(xiàn)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(jiàn)的低壓器有開(kāi)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)的電氣火災是我國常見(jiàn)火災類(lèi)型之一,為抑制火災的發(fā)生,需要綜合分析影響火災發(fā)生的原因并制定預防措施。

1.低壓線(xiàn)路常見(jiàn)電氣火災的原因

低壓線(xiàn)路會(huì )因為不同原因而引發(fā)電力火災。比如,某電力企業(yè)的低壓線(xiàn)路使用的是架空電路,并選擇了配套的電纜,而線(xiàn)路敷設的環(huán)境既包括城鎮,也有自然環(huán)境,敷設方式采用架空敷設,由于線(xiàn)路與設備長(cháng)期暴露在環(huán)境中,且施工中存在人為失誤,導致某些線(xiàn)路的表面出現破損,有些導線(xiàn)甚至已斷裂,由此引發(fā)了電氣火災??梢?jiàn),客觀(guān)分析發(fā)生電氣火災的原因,并對火災事故進(jìn)行認定。

1.1原因

1)線(xiàn)路短路

線(xiàn)路短路是電氣火災的主要原因之一,電路出現短路會(huì )讓電流交叉,提升線(xiàn)路的電壓,引發(fā)火災。線(xiàn)路出現短路的原因有很多,比如絕緣層長(cháng)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(xiàn)的安裝位置過(guò)低,搬運金屬物品時(shí)不小心碰觸,固定線(xiàn)路的金屬物掉落,導致電路垮接,以及電線(xiàn)機械強度較差,受外力拉扯后斷落到地面或其他線(xiàn)路上等,這些都可能讓電路發(fā)生混電,進(jìn)而引發(fā)火災[2]。例如,2115年12月25日紹興上虞某酒店用于圣誕節活動(dòng)的圣誕樹(shù)突然起火,圣誕樹(shù)主要由塑料和聚乙烯材料搭建,約兩層樓高,經(jīng)事故調查后認定,是裝飾燈的線(xiàn)路短路引燃了圣誕樹(shù)上的裝飾物,從而引發(fā)火災。

  1. 接觸不良

接觸不良是導線(xiàn)之間的連接、導線(xiàn)和設備之間的銜接等出現接觸不牢的情況。一旦出現接觸不良,在形成通電回路的情況下,會(huì )讓某些位置的溫度不斷上升,破壞線(xiàn)路的絕緣層,粉塵與接通電力的電纜線(xiàn)接觸后,形成火災。這類(lèi)火災是消防預防的難點(diǎn)與重點(diǎn),在實(shí)際操作中,只有技術(shù)水平較高的工作人員才能發(fā)現接觸不良的位置。

  1. 線(xiàn)路漏電

線(xiàn)路因長(cháng)期暴露在環(huán)境中,受周?chē)h(huán)境影響,外部表皮會(huì )自然老化,出現磨損,而人為對線(xiàn)路的破壞也會(huì )讓絕緣作用失效。在這種情況下,線(xiàn)路接通電流后,電流會(huì )從線(xiàn)路的破損處外流,與周?chē)h(huán)境的實(shí)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(shí)際生活中,如果不使用專(zhuān)業(yè)工具很難發(fā)現漏電,而人體接觸漏電位置后,會(huì )因為電流的擊打造成損傷,另外,漏電也會(huì )增加電量的使用,需增加用電支出。

  1. 線(xiàn)路的電力過(guò)載

如果線(xiàn)路的電流超出原定荷載量,電壓大于安全電壓,可能使線(xiàn)路的電流增加,某些位置的溫度不斷上升,引發(fā)電線(xiàn)燃燒,而電線(xiàn)燃燒后會(huì )點(diǎn)燃周?chē)囊兹嘉矬w。出現線(xiàn)路過(guò)載的原因有:完成線(xiàn)路安裝后,電線(xiàn)可承載的電壓較小,且電阻的增加降低了電流的速度;電線(xiàn)超負荷運轉,在同一個(gè)插座上連接多個(gè)較大功率的電器,導致電流不穩;電線(xiàn)穿管直徑較小,延長(cháng)了線(xiàn)路散熱的時(shí)長(cháng),當達到一定溫度后,線(xiàn)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,模型電氣線(xiàn)路出現故障,展館東南處的沙盤(pán)模型和大型多媒體LED顯示屏起火,過(guò)火面積達300多平方米。

1.2原因的認定

基于上述火災原因進(jìn)行火災認定,根據原因給出終結論,明確各當事人需要承擔的責任,按照有關(guān)法律法規對主要責任人與單位給予處罰。同時(shí),終責任確定后,保險公司可根據結論決定是否理賠。且行政單位與個(gè)人可從中總結經(jīng)驗,完善內部消防措施,增強防護意識。

對于認定要點(diǎn)的分析,從形成火災的原因、線(xiàn)路的通電情況等方面展開(kāi)論述。首先,火災發(fā)生具備先決條件,即在起火點(diǎn)的周?chē)纬闪穗娏骰芈?,出現線(xiàn)路漏電,且整條線(xiàn)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)火災的標準?;馂某霈F后,會(huì )按照特定的規律向周?chē)?。其次,對線(xiàn)路通電情況的分析,是確定起火線(xiàn)路的前端有電流經(jīng)過(guò),并用專(zhuān)業(yè)設備完成對現場(chǎng)的勘驗,檢查開(kāi)關(guān)的開(kāi)閉。其中,開(kāi)關(guān)開(kāi)閉狀態(tài)的分析是確定火災原因的重要因素之一,如果開(kāi)關(guān)相對完整,通過(guò)觀(guān)察即可知其開(kāi)閉狀態(tài),但如果已嚴重燒毀,則可以通過(guò)刀閘、插銷(xiāo)等進(jìn)行判斷。再次,現場(chǎng)勘驗時(shí)按照程度進(jìn)行,包括兩點(diǎn),一是配電盤(pán)檢查,通過(guò)對外部、盤(pán)面、盤(pán)后等位置的檢查可判斷其狀態(tài),找到引起火災的證據,二是線(xiàn)路檢查,檢查電路型號與敷設方式及線(xiàn)路所在的環(huán)境,檢查整體線(xiàn)路接點(diǎn)的數量等。后,進(jìn)行調查訪(fǎng)問(wèn)與現場(chǎng)基本情況分析,前者是向負責線(xiàn)路敷設的工作人員等詢(xún)問(wèn)電路敷設的整體情況,確定線(xiàn)路周?chē)h(huán)境中可燃物的數量,檢查保護裝置,后者是檢查線(xiàn)路是否存在短路或燃燒后熔斷的問(wèn)題,判斷其熔斷特征。

對起火原因的認定有三個(gè)步驟,分別是現場(chǎng)資料的搜集、技術(shù)鑒定與調查。

短路火災的認定:對于這類(lèi)情況,是發(fā)現起火點(diǎn)周?chē)谐霈F短路的點(diǎn),并發(fā)現熔痕,而出現短路的回路需與火場(chǎng)保持一定的距離,絕緣層沒(méi)有破損。確定這些證據后,由技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)鑒定,以從中發(fā)現與短路特征一致的熔痕。通過(guò)對周?chē)用?、電力公司的走訪(fǎng),確定火災發(fā)生過(guò)程中電器出現運行不穩定的情況,火災發(fā)生區域的電壓有明顯的上升。

接觸不良的認定:在現場(chǎng)發(fā)現故障接頭的殘留,并檢查各導線(xiàn)、設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,并根據現場(chǎng)情況判斷接頭的連接方式。通過(guò)調查了解火災現場(chǎng)是否有大功率機器,搜集線(xiàn)路的安裝、檢修情況。

漏電情況的認定:對于這類(lèi)情況,是找到現場(chǎng)的起火點(diǎn)、漏電點(diǎn)、接地點(diǎn)等,并在現場(chǎng)搜集相關(guān)物證,經(jīng)分析后完成認定工作。

線(xiàn)路過(guò)度負載的認定:重要的是現場(chǎng)取證,即在現場(chǎng)的室內外找到殘留的導線(xiàn),根據導線(xiàn)外觀(guān)、接頭的狀態(tài)判斷原因并給出結論。

2.低壓線(xiàn)路常見(jiàn)電氣火災的綜合預防

雖然采取了預防措施,但由于缺少相關(guān)的法規,管理不足等,影響了預防的效果。我國還未建立完善的行政法規,技術(shù)法規內容單一,采用的管理措施與實(shí)際情況有很多出入;工作人員的安全意識和工作素養都有待增強,技術(shù)措施不完善?;诖?,為增強常見(jiàn)電氣火災的預防,可從以下幾個(gè)方面著(zhù)手。

2.1建立健全法律法規

需根據現有的規章制度,結合電氣安全管理相關(guān)內容,制定完善的安全管理行政規章,著(zhù)重突出預防電氣火災發(fā)生的要點(diǎn)及操作時(shí)的基本要求,同時(shí),要明確追責制度的建立,要求供電、設計、維護等部門(mén)切實(shí)履行自己的職責。規章制度制定時(shí)要注意的是,內容的提出在保證利益的基礎上,保證企業(yè)利益,多部門(mén)協(xié)調配合,確保制度內容的科學(xué)性與合理性。各地方管理部門(mén)應結合當地的基本情況,參照行政規章的內容,因地制宜,制定符合本地的安全用電規章制度。在地方的規章制度內,包含的內容有防火設計的方法與規范,規范使用的技術(shù),并要求防火設計結束后將其作為標準進(jìn)行驗收。

2.2優(yōu)化管理,加大管理力度

首先,實(shí)現多部門(mén)聯(lián)合,讓多個(gè)部門(mén)共同參與安全用電的管理工作。其次,要求負責設計、施工與檢驗的單位與部門(mén)接受資格審核,由于設計或安裝、檢驗不到位而發(fā)生火災的,需對負責的部門(mén)給予處罰。再次,對建設的單位和使用的個(gè)人進(jìn)行再教育,并審核其是否有使用的資格,提升其對故障的預防能力。此外,根據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(shí)發(fā)現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(jìn)技術(shù)的同時(shí),要針對不同的情況研發(fā)新的技術(shù),并把技術(shù)在實(shí)際工作中應用。根據電氣工程周?chē)h(huán)境的不同使用相關(guān)技術(shù),比如在公共場(chǎng)所內,為了控制火勢的蔓延,可以把阻燃、耐火的電纜作為線(xiàn)路,提升線(xiàn)路的耐燃性。同時(shí),電氣工程在不同性質(zhì)建筑中的應用需要對線(xiàn)路的電壓、電力進(jìn)行實(shí)時(shí)監測,可在工程中加入電路保護器裝置。此外,可以進(jìn)行以下操作:在建筑中使用紅外測溫儀、超聲探波儀等設備,定期進(jìn)行預防檢查;研發(fā)電弧故障斷路器,減少電弧性短路的出現;在工程的配電裝置中加入過(guò)熱探測裝置,如果線(xiàn)路出現局部過(guò)熱或電流過(guò)大,可及時(shí)預警;根據以往出現的火災類(lèi)型建立危險評估體系,評估不同火災類(lèi)型的危險性,并不斷嘗試提升評估體系的可靠性;優(yōu)化火災痕跡的鑒定技術(shù)。

2.4加強教育培訓

對于短路的預防,是優(yōu)化對線(xiàn)路絕緣層的保護。在敷設電路時(shí),可以用不同方式引導導線(xiàn),盡量避免導線(xiàn)直接暴露在環(huán)境中,如果導線(xiàn)周?chē)沫h(huán)境較差,需用不同的措施加以保護。如果導線(xiàn)要經(jīng)過(guò)溫度較高的環(huán)境,應盡可能避開(kāi),并用防火槽等裝置進(jìn)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(méi)有切斷前不可用水滅火。此外,選擇導線(xiàn)截面的大小時(shí)保證截面可承載的流量超過(guò)線(xiàn)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(kāi)關(guān),并在安裝前與安裝后進(jìn)行檢查,如果線(xiàn)路發(fā)生漏電,開(kāi)關(guān)會(huì )及時(shí)關(guān)閉,避免火災發(fā)生。同時(shí),應在建筑內部設置監控系統,因為建筑內部有大量的電氣設備,通過(guò)監控系統實(shí)時(shí)了解這些設備的運行狀態(tài),能夠及時(shí)發(fā)現設備運行的異常,在一時(shí)間消除火災隱患,優(yōu)化對電氣設備的保護。另外,電路系統中會(huì )使用大量的PE線(xiàn),為預防其發(fā)生漏電,可以在整條線(xiàn)路設計中設置多個(gè)接地點(diǎn),如果其他位置的線(xiàn)路發(fā)生漏電,形成的高壓會(huì )隨著(zhù)電路流入PE線(xiàn)內,以保護整個(gè)電力系統。

對于接觸不良的預防,是在線(xiàn)路安裝過(guò)程中確保每個(gè)導線(xiàn)的接頭都連接緊密,可用絕緣膠帶保護,如果導線(xiàn)位于室外,需在導線(xiàn)表面做防水處理。安裝結束后,需由專(zhuān)業(yè)人員檢查,并在特定位置涂抹變色漆等材料,通過(guò)觀(guān)察變色漆顏色的變化,以及時(shí)發(fā)現問(wèn)題。

3.安科瑞電氣火災監控系統

3.1概述

Acre1-6000電氣火災監控系統,是根據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)消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監督檢驗的消防電子產(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。

3.2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)、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。

3.3系統結構

 

IMG_256

 

3.4系統功能

  1. 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。

 

222

 

  1. 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。

  2. 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。

 

111

 

  1. 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。

 

事件頁(yè)面

 

3.5配置方案

應用場(chǎng)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(xiàn)多可連接256個(gè)探測器,可適用于壁掛安裝的場(chǎng)所。

Acrel-6000/Q

 

 

適用于大型組網(wǎng),壁掛式監控主機數量較多且需集中查看的場(chǎng)所,主要監測壁掛主機信息。

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,單回路剩余電流監測,4路溫度監測,2路繼電器輸出,4路開(kāi)關(guān)量輸入,事件記錄,內置時(shí)鐘,點(diǎn)陣式LCD顯示,2路獨立RS485/Modbus通訊

ARCM200L-J8

8路剩余電流監測,2路繼電器輸出,4路開(kāi)關(guān)量輸入,事件記錄,內置時(shí)鐘,點(diǎn)陣式LCD顯示,1路RS485/Modbus通訊

ARCM300-J1

 

 

1路剩余電流監測,4路溫度監測,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(xiàn)路的故障電弧,485通訊,導軌式安裝。

ASCP200-□

 

 

短路限流保護、過(guò)載保護、內部超溫限流保護、過(guò)欠壓保護、漏電監測、線(xiàn)纜溫度監測,1路RS485通訊,1路GPRS或NB無(wú)線(xiàn)通訊,額定電流為0-40A可設。

 

 

短路限流保護、過(guò)載保護、內部超溫限流保護、過(guò)欠壓保護、漏電監測、線(xiàn)纜溫度監測,1路RS485通訊,1路NB或4G無(wú)線(xiàn)通訊,額定電流為0-63A可設。

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(xiàn)纜或配電箱體溫度

4.結束語(yǔ)

綜上,低壓線(xiàn)路電氣火災會(huì )造成大量的經(jīng)濟損失和傷亡,對于電廠(chǎng)或其他建筑來(lái)說(shuō),為實(shí)現安全生產(chǎn),需分析發(fā)生火災的原因,采用技術(shù)分析完成認定,基于此給出應對方案,以保證電力設備的安全,減少電氣火災的發(fā)生。

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作者簡(jiǎn)介:任運業(yè),男,安科瑞電氣股份有限公司。

 

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