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(shè)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(shè)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(shè)備引起的火災時有發(fā)生，除造成電氣設(shè)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(shè)備突然受雷擊等外界因素外，大部分都是電氣設(shè)備的管理不當和電氣設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)備特別是老舊設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)備的學習，滿足電力新設(shè)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(shè)備是預防電氣火災重要基礎(chǔ)。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(shè)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(shè)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(shè)施的選擇

根據(jù)電氣設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)備場所的清理

在通電設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)施的設(shè)計與安裝符合國家防雷標準。外部裝設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(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(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(shè)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