淺析低壓線路常見電氣火災原因及對應的預防措施
摘要:為保證電力能源供應的穩(wěn)定,減少火災的出現(xiàn),本文分析了低壓電路出現(xiàn)電氣火災的常見原因,并給出相應的預防措施。
關鍵詞:低壓線路;電氣火災;短路;線路過載
0.引言
低壓線路指經配電變壓器將高壓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、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火災類型之一,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.低壓線路常見電氣火災的原因
低壓線路會因為不同原因而引發(fā)電力火災。比如,某電力企業(yè)的低壓線路使用的是架空電路,并選擇了配套的電纜,而線路敷設的環(huán)境既包括城鎮(zhèn),也有自然環(huán)境,敷設方式采用架空敷設,由于線路與設備長期暴露在環(huán)境中,且施工中存在人為失誤,導致某些線路的表面出現(xiàn)破損,有些導線甚至已斷裂,由此引發(fā)了電氣火災??梢?,客觀分析發(fā)生電氣火災的原因,并對火災事故進行認定。
1.1原因
1)線路短路
線路短路是電氣火災的主要原因之一,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。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[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,經事故調查后認定,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。
接觸不良
接觸不良是導線之間的連接、導線和設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。這類火災是消防預防的難點與重點,在實際操作中,只有技術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,如果不使用專業(yè)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,在同一個插座上連接多個較大功率的電器,導致電流不穩(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,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
基于上述火災原因進行火災認定,根據原因給出終結論,明確各當事人需要承擔的責任,按照有關法律法規(guī)對主要責任人與單位給予處罰。同時,終責任確定后,保險公司可根據結論決定是否理賠。且行政單位與個人可從中總結經驗,完善內部消防措施,增強防護意識。
對于認定要點的分析,從形成火災的原因、線路的通電情況等方面展開論述。首先,火災發(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,電路故障產生的能量達到引發(fā)火災的標準。火災出現(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過,并用專業(yè)設備完成對現(xiàn)場的勘驗,檢查開關的開閉。其中,開關開閉狀態(tài)的分析是確定火災原因的重要因素之一,如果開關相對完整,通過觀察即可知其開閉狀態(tài),但如果已嚴重燒毀,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),找到引起火災的證據,二是線路檢查,檢查電路型號與敷設方式及線路所在的環(huán)境,檢查整體線路接點的數量等。后,進行調查訪問與現(xiàn)場基本情況分析,前者是向負責線路敷設的工作人員等詢問電路敷設的整體情況,確定線路周圍環(huán)境中可燃物的數量,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、技術鑒定與調查。
短路火災的認定: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。確定這些證據后,由技術人員進行技術鑒定,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,確定火災發(fā)生過程中電器出現(xiàn)運行不穩(wěn)定的情況,火災發(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,并檢查各導線、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(xiàn)場情況判斷接頭的連接方式。通過調查了解火災現(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)場搜集相關物證,經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)場的室內外找到殘留的導線,根據導線外觀、接頭的狀態(tài)判斷原因并給出結論。
2.低壓線路常見電氣火災的綜合預防
雖然采取了預防措施,但由于缺少相關的法規(guī),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(guī),技術法規(guī)內容單一,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,技術措施不完善?;诖?,為增強常見電氣火災的預防,可從以下幾個方面著手。
2.1建立健全法律法規(guī)
需根據現(xiàn)有的規(guī)章制度,結合電氣安全管理相關內容,制定完善的安全管理行政規(guī)章,著重突出預防電氣火災發(fā)生的要點及操作時的基本要求,同時,要明確追責制度的建立,要求供電、設計、維護等部門切實履行自己的職責。規(guī)章制度制定時要注意的是,內容的提出在保證利益的基礎上,保證企業(yè)利益,多部門協(xié)調配合,確保制度內容的科學性與合理性。各地方管理部門應結合當地的基本情況,參照行政規(guī)章的內容,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,包含的內容有防火設計的方法與規(guī)范,規(guī)范使用的技術,并要求防火設計結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,要求負責設計、施工與檢驗的單位與部門接受資格審核,由于設計或安裝、檢驗不到位而發(fā)生火災的,需對負責的部門給予處罰。再次,對建設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,及時發(fā)現(xiàn)存在的安全隱患并消除。
2.3引入技術,加大技術研究力度
技術的引入可以讓技術人員用更優(yōu)的方式完成電氣工程的檢測,提高工作效率,在引進技術的同時,要針對不同的情況研發(fā)新的技術,并把技術在實際工作中應用。根據電氣工程周圍環(huán)境的不同使用相關技術,比如在公共場所內,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建筑中的應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、超聲探波儀等設備,定期進行預防檢查;研發(fā)電弧故障斷路器,減少電弧性短路的出現(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,可及時預警;根據以往出現(xiàn)的火災類型建立危險評估體系,評估不同火災類型的危險性,并不斷嘗試提升評估體系的可靠性;優(yōu)化火災痕跡的鑒定技術。
2.4加強教育培訓
對于短路的預防,是優(yōu)化對線路絕緣層的保護。在敷設電路時,可以用不同方式引導導線,盡量避免導線直接暴露在環(huán)境中,如果導線周圍的環(huán)境較差,需用不同的措施加以保護。如果導線要經過溫度較高的環(huán)境,應盡可能避開,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,并在安裝前與安裝后進行檢查,如果線路發(fā)生漏電,開關會及時關閉,避免火災發(fā)生。同時,應在建筑內部設置監(jiān)控系統(tǒng),因為建筑內部有大量的電氣設備,通過監(jiān)控系統(tǒng)實時了解這些設備的運行狀態(tài),能夠及時發(fā)現(xiàn)設備運行的異常,在一時間消除火災隱患,優(yōu)化對電氣設備的保護。另外,電路系統(tǒng)中會使用大量的PE線,為預防其發(fā)生漏電,可以在整條線路設計中設置多個接地點,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,以保護整個電力系統(tǒng)。
對于接觸不良的預防,是在線路安裝過程中確保每個導線的接頭都連接緊密,可用絕緣膠帶保護,如果導線位于室外,需在導線表面做防水處理。安裝結束后,需由專業(yè)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.安科瑞電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)
3.1概述
Acre1-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng),是根據現(xiàn)行規(guī)范標準由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數字化獨立運行的系統(tǒng),已通過消防電子產品質量監(jiān)督檢驗的消防電子產品試驗認證,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;并根據用戶的需求,還可以滿足與AcreIEMS企業(yè)微電網管理云平臺或火災自動報警系統(tǒng)等進行數據交換和共享。
3.2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)、重點消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領域。
3.3系統(tǒng)結構
3.4系統(tǒng)功能
監(jiān)控設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據庫中,當報警解除、排除故障時,同樣予以記錄。歷史數據提供多種便捷、快速的查詢方法。
3.5配置方案
應用場合 | 型號 | 產品照片 | 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,壁掛式監(jiān)控主機數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路開關量輸入,事件記錄,內置時鐘,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路開關量輸入,事件記錄,內置時鐘,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,導軌式安裝。 | ||
ASCP200-□ | 短路限流保護、過載保護、內部超溫限流保護、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。 | ||
短路限流保護、過載保護、內部超溫限流保護、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。 | |||
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.結束語
綜上,低壓線路電氣火災會造成大量的經濟損失和傷亡,對于電廠或其他建筑來說,為實現(xiàn)安全生產,需分析發(fā)生火災的原因,采用技術分析完成認定,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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安科瑞消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)/防火門監(jiān)控系統(tǒng)/消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)/電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)選型手冊.2022.05版
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