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电气火灾的分析和预防
更新时间:2023-07-24   点击次数:282次

1引言

随着经济的发展和生活水平的提高,电网迅速发展,生产生活电气化程度不断提高,电气设备引起的火灾时有发生,除造成电气设备的损坏、人员伤亡等直接损失外,还影响电能的生产和输送,造成大规模、长时间的停电,带来巨大的间接损失。因此,分析电气火灾的原因,找出预防电气火灾的对策十分重要。

2电气火灾的物理过程

电气火灾是指电能在非常状态下,转换热能的过程中,热能引燃不应引燃的可燃物质所发生的火灾。电流通过导体电阻,就会产生热量,电流或电阻越大,通电时间越长,则产生的热量越多。一旦热量使可燃物质的温度达到其燃点,就会燃烧;开关操作可能产生电火花,静电放电也会产生电火花。短路故障和带负荷拉闸、接触不良也会产生电弧。漏电、接地故障及雷电都会产生电火花和电弧,电弧或火花温度可骤升至6000℃以上可引燃附近的可燃材料从而造成火灾。

3造成电气火灾的原因

造成电气火灾的原因,除设备突然受雷击等外界因素外,大部分都是电气设备的管理不当和电气设备自身的隐患引起的并且很多都是逐步发生的,经过一段时间恶性循环后,*终造成重大损失。

(1)短路

短路是载流部分绝缘破坏而引起的故障,电气设备绝缘层受到破坏,两线在电阻很小的情况下相碰,碰头处电流就会急剧增大,为额定电流几倍到几十倍,产生电弧或火花,除引燃本身的绝缘材料外,还可引燃附近的可燃材料、蒸气和粉尘等,从而造成火灾。

(2)过载

电器设备、导线的功率、电流超过其额定值,所产生的热就不能很快地散发到周围空间,因而使热平衡状态遭到了破坏,使电气设备或导体产生过热现象。当导体和绝缘物局部过热达到一定温度时,就会引燃电气设备或导线的有机绝缘材料而导致火灾。另外过载导体发热使导线的绝缘层加速老化,绝缘程度降低,在发生过电压时,绝缘层被击穿,也会导致火灾。

(3)接触不良

当工作电流通过时,在导线与导线或导线与电器设备连接处接触电阻上产生较大热量,造成局部过热,使连接处温度升高,高温又使接触电阻进一步增大,形成恶性循环,使附近的电气系统绝缘损坏,造成短路,出现电弧、电火花,成为潜在的点火源,引发火灾,也可能直接引燃附近的可燃物而引发火灾。

(4)雷电、静电

雷电击中建筑物,放电时伴随着破坏建筑物、损坏输电线路或电器设备,导致发生爆炸、着火。静电逐渐累积静电荷形成高电位。在一定条件下,将周围空气介质击穿,对金属放电并产生足够能量的火花放电。

(5)10kV电网小电阻接地系统

现在城市10kV配电线路多采用高压电缆,线路较长,电容电流较大,由过去的中性点不接地系统改为经小电阻(大电流)接地系统,流过接地点的电流可到几百安,接地故障暂态过电压可达数百伏甚至1-2kV,沿着PEN线或PE线传到采用保护接零的用户。低压设备特别是老旧设备的绝缘极易被击穿发生短路而导致起火危险。

(6)电气回路高次谐波过载

现在不少电器是非线性负载,能产生各种的高次谐波。若谐波电流进入公用电网可引起电源电压畸变、波形失真、损耗增加,并使电气线路过载发热,加速绝缘老化造成火灾隐患。

4电气火灾发生的特点

(1)发生于线路老化和设备陈旧的地方

由于绝缘老化,绝缘层受到破坏,两线接触,由于电阻很小,电流就会急剧增大,由短路电流引起火灾。

(2)火源不易发现

短路很多发生在电器设备及穿线管的内部,火源难以及时发现。当火灾形成并发展到一定的规模后才能发现。

(3)发生于线路与易燃物距离较近的地方

线路与易燃物距离较近,如易燃塑料、木制结构等建筑材料,线路短路或过热时易燃物很容易被点燃。

5电气火灾的预防

电气火灾的预防是一个系统工程,火灾虽然发生在电气设备上,但根源还是管理和技术措施是否得当,隐患和问题能不能得到及时解决,工作是否细致、是否到位等等,这都对扼制火灾的发生具有重要的作用。

  1. 重视预防工作,建立健全组织和制度

我国电气火灾多年来居高不下,其中一个重要原因就是对电气火灾的预防的重视程度不够。要增强预防意识,把预防工作列入议事日程,遵守国家防火的法律法规,完善防火组织,根据具体情况,建立健全规章制度,制定措施,明确目标,责任到人,严格监督,长抓不懈,对违章作业人员进行批评教育,进行处罚,若严重违反安全法规,造成重大损失的,根据法律给予制裁。

(2)进行电气防火知识的普及和培训

广泛宣传普及电气防火常识,对生产过程中电气防火的设计、施工、运行、检查等各方面的知识进行培训,学习有关规定、标准,进行新技术、新设备的学习,满足电力新设施防火的需要,做到持证上岗,提高员工电气防火的整体水平,向社会进行安全用电宣传,提高全民的电气防火意识。

(3)加大对电气产品及工程质量的监督管理力度

合格的电气设备是预防电气火灾重要基础。加大各类电气产品质量监督,坚决杜不合格电气产品流人市场,凡不按技术标准生产的企业要贵令其限期整改,违法生产、销售伪劣电器产品的企业停产整顿。把好工程设计、施工、检验各个环节,杜绝有火灾隐患的工程蒙混过关,加强对线路、设备的巡视、检查,一旦发现立即进行整改。

(4)正确进行电气设施的选择

根据电气设备所处环境和防火要求,按防护措施的不同类型及其使用环境的危险程度来选择电气设备,如防爆型、保护型等。选择与负荷电流相对应的熔丝。合理选择导线截面面积、接头按规定绞接,在低压三相四线可能产生严重不平衡的零线截面应与相线相同。重要场所选用阻燃电缆和耐火电缆,铝导线与电气设备的出线与连接用铜铝过渡接头,裸导线之间及带电部分与接地部分之间要有足够的安全距离,导线架空悬挂时不宜过松。

(5)进行通电设备场所的清理

在通电设备所在的场所,对有可能引发电气火灾的火源、可燃物、助燃物三个条件进行有效的清除、隔离,保持各物体的安全距离,遏制电气火灾的发生,防止火灾的蔓延,保持电气设备与线路的安全运行。

(6)低压线路的防火措施

低压线路是电气火灾的主发区,要定期检查,及时更换老化、截面不合要求的线路,临时接拉的线路用完后及时拆除。合理选择室内布线路径,减少交叉跨越。不要直接敷设在易燃的建筑材料上面,如确实需要,应使用难燃材料套管,导线穿墙时也要使用难燃材料套管。不要在地线和零线上装设开关和保险丝,更不能将接地线接到自来水或煤气管道上。采用接地等方法防止静电积累,实施等电位连接等措施消除电弧、电火花的产生。电源进线增设带漏电保护功能的熔断器,分别在电源总配电箱和用户开关箱设置漏电保护器,额定工作电流和工作时间合理配合。定期检查漏电保护器的脱扣器,及时清除自动开触点表面的毛杂物。(7)加强雷击火灾的预防

建筑物的防雷设施的设计与安装符合国家防雷标准。外部装设接闪器、引下线和接地装置,内部也应有相应的防感应雷、防雷击的措施。在弱电系统中加装电源过压保护器,高能浪涌抑制器和避雷器,防止雷电引起线路过电压,保护电气设备的安全。

(8)高次谐波引起的火灾防范

目前住宅用户只能采取增大线路截面面积,特别是增大中性线截面面积,减小回路阻抗和回路阻抗上产生的谐波电压,即减少线路的谐波含量。公用建筑除采取减少线路阻抗的措施外,还可以装设有源(或无源)谐波滤波器、谐波抵消器来滤除或抵消谐波分量。

(9)10kV电网小电阻接地系统的电气火灾防范

变电所的供电系统保护接地和低压系统的接地网分开设置,二者应保持一定距离,使暂态过电压无法由原来共用的接地网传导到低压用户;减小变电所工作接地电阻值并调整10kV经小电阻接地系统的小电阻阻值,以控制10kV供电系统的接地短路电流保持在一定的范围内,使暂态过电压不致于达到危险值。

(10)自动监控和报警

监控报警系统通常由智能火灾监控报警探测器、通信系统、声光报警系统、监控报警主站等系统构成。智能火灾监控报警探测器可进行红外热像、异常温度、异常烟雾、可燃气体、相电流、电压、剩余电流当前值的检测,通过RS-485串口、无线传感等通信方式向监控报警主站传送信息,具有遥调、遥测、遥控、遥信功能,接收主站指令,进行相关操作。监控报警主站具有控制、监视、分析等功能,监测的数值达到故障预警值后,声光报警系统通过,LED、扬声器、主站显示屏等进行声光报警,并自动拨通电话报警。发生故障时,显示故障类型和语音提示,以动态图和语音提示设备发生故障。从而准确地指导维护人员对故障进行处理。设置手动或自动断电模式,切断故障点电源。故障历史记录与用户档案的储存、档案查询功能,为故障分析提供准确依据。

(11)自动监控和报警网络的建立

电气火灾监控报警系统可有效预防和缩短灭火的时间,减少火灾发生,如形成规模效应,作用就更大。应实行网络化管理,系统可支持多个监控站,互传信息、下达指令,这就需要有统一标准的通信协议(建议有关部门牵头进行协议和其他相关标准制定),形成消防系统广域网,消防部门通过系统可进行整个区域内的电气火灾监控,用户可实现资源共享,降低投资及管理成本。

6安科瑞电气火灾监控系统

(1)概述

Acre1-6000电气火灾监控系统,是根据国家现行规范标准由安科瑞电气股份有限公司研发的全数字化独立运行的系统,已通过国家消防电子产品质量监督检验中心的消防电子产品试验认证,并且均通过严格的EMC电磁兼容试验,保证了该系列产品在低压配电系统中的安全正常运行,现均已批量生产并在全国得到广泛地应用。该系统通过对剩余电流、过电流、过电压、温度和故障电弧等信号的采集与监视,实现对电气火灾的早期预防和报警,当必要时还能联动切除被检测到剩余电流、温度和故障电弧等超标的配电回路;并根据用户的需求,还可以满足与AcreIEMS企业微电网管理云平台或火灾自动报警系统等进行数据交换和共享。

(2)应用场合

适用于智能楼宇、高层公寓、宾馆、饭店、商厦、工矿企业、国家重点消防单位以及石油化工、文教卫生、金融、电信等领域。

(3)系统结构

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(4)系统功能

监控设备能接收多台探测器的剩余电流、温度信息,报警时发出声、光报警信号,同时设备上红色“报警"指示灯亮,显示屏指示报警部位及报警类型,记录报警时间,声光报警一直保持,直至按设备的“复位"按钮或触摸屏的“复位"按键远程对探测器实现复位。对于声音报警信号也可以使用触摸屏“消声"按键手动消除。

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当被监测回路报警时,控制输出继电器闭合,用于控制被保护电路或其他设备,当报警消除后,控制输出继电器释放。

通讯故障报警:当监控设备与所接的任一台探测器之间发生通讯故障或探测器本身发生故障时,监控画面中相应的探测器显示故障提示,同时设备上的黄色“故障"指示灯亮,并发出故障报警声音。电源故障报警:当主电源或备用电源发生故障时,监控设备也发出声光报警信号并显示故障信息,可进入相应的界面查看详细信息并可解除报警声响。

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当发生剩余电流、超温报警或通讯、电源故障时,将报警部位、故障信息、报警时间等信息存储在数据库中,当报警解除、排除故障时,同样予以记录。历史数据提供多种便捷、快速的查询方法。

事件页面

(5)配置方案

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7结语

电气火灾给国家和人民生命财产带来的损失是十分严重的,高度重视电气火灾预防工作,制定积极措施,防患于未然,就能有效的保证电气设备的安全、电能的有序供应、人民的生命财产安全。因此,我们应将电气火灾的预防措施落实到位,以科学的方法、负责的精神、认真的态度把电气火灾预防工作做好,为国家、人民和企业负责。


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