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【摘 要】当前,电能已经成为生产生活中最主要的能源之一,随着经济的快速发展,我国已经进入饿了电气化时代,在建筑中,电气也占据极为重要的位置。但是,电气化在给人类创造财富,提供生活便利的同时,也会给生产和生活带来一定的安全隐患,电气火灾时其中危害最大的一种。我国电气火灾发生率高,据统计,每年的电气火灾约占火灾总数的26%,而每年电气火灾造成的损失则占到火灾总损失的36%,而在建筑火灾中,电气火灾占比更高达60%。本文主要从建筑电气火灾的定义、成因,到电气火灾的预防措施,重点阐述了电气火灾的消防安全防范。目的是使人们充分认识加强安全防范意识的重要性和必要性,以减少建筑电气火灾的发生率。
【关键词】建筑电气;火灾成因;预防;消防安全
建筑电气火灾在全国各类火灾总数中所占的比例非常高,每年均位于前列。杂电气工程施工建设、装修、以及后期运行等环节中,供电线路、配电装置、开关设备、动力插座、照明灯具、家用电器等均可能发生火灾。尤其是一些电气产品自身存在质量问题,加上使用过程中的检修维护措施不到位,建筑电气火灾事故时有发生,直接威胁到人身财产安全。为了杜绝或减少建筑电气火灾事故的发生,有效提高建筑电气系统运行安全可靠性,必须从源头开始抓起火灾事故预防,将“预防为主、防消结合”的火灾事故消防方针始终贯穿于建筑电气系统设计、施工、安全调试、运行维护等环节中,确保建筑电气安全可靠、节能经济的建设和运行。
一、 电气火灾概念
电气火灾一般是指由于电气线路、用电设备、器具以及供配电设备出现故障性释放的热能;如高温、电弧、电火花以及非故障性释放的能量;如电热器具的炽热表面,在具备燃烧条件下引燃本体或其他可燃物而造成的火灾,也包括由雷电引起的火灾。
二、建筑电气火灾的成因
1、短路
电弧和火花凡电流未经一定的用电负载,阻抗或未按规定路径而就近自称通路的状态,称为短路。短路时电气设备最严重的一种故障状态,发生短路的原因主要有:
(1)电气设备的选用和安装与使用环境不符,导致其绝缘体在高温、潮湿、酸碱环境条件下受到破坏; (2)电气设备使用时间过长,超过使用寿命,绝缘老化发脆; (3)使用维护不当,长期带病运行,扩大了故障范围; (4)过电压使用绝缘击穿;
(5)错误操作或把电源投向故障线路。2、电气设备过负荷
所谓过负荷(即过载)是指电气设备或导线的功率和电流超过了其额定值,发生设备过负荷的主要原因有:
(1)设计、安装时选型不正确,使电气设备的额定容量小于实际负载容量; (2)导线截面选得过细,与负荷电流值不相适应; (3)乱拉电线,过多地接入用电负载。
3、电气设备绝缘损坏或老化
绝缘损坏或老化会使绝缘性能降低甚至丧失,从而造成短路引发火灾。引起绝缘老化的主要原因有:
(1)电气因素绝缘物局部放电,操作过电压或雷击过电压,事故或过负荷的过电流等; (2)机械因素旋转部分、滑动部分操作过电压或雷击过电压,事故或过负荷的过电流等;(3)热因素温升过高使绝缘物分解、氧化等的化学变化、气化、硬化、龟裂、脆化,设备反复起动停止温升温降的热循环,使结构材料间因热膨胀系数不同产生应力等; (4)环境因素周围有害物质(煤气、油、药品等)的腐蚀,阳光、紫外线长期照射和氧化作用,老鼠、白蚁等咬坏电线、电缆,以及水浸等; (5)人为因素施工不良、维护保养不善或设备选型不当等。
4、电气连接点接触电阻过大
正常时接触电阻是很小的,可以忽略不计。但不正常时,接触电阻明显增大,使这些部位局部过热,金属边上网甚至熔化,并能引起绝缘材料、可燃物质的燃烧。电气连接点接触电阻过大的主要原因:
(1)铜、铝相接并处理不好,铜铝连接处潮湿时会发生点解作用,使铝腐蚀,造成接触不良; (2)接点链接松弛,螺栓或螺母未拧紧,使两导体间接触不紧密,尤其在有尘埃的环境中,接触电阻显著增大。当电流流过时,接头发热,甚至产生火花; (3)烘烤电热器具,照明灯泡。在正常通电的状态下,就相当于一个火源或高温热源。当其安装不当或长期通电无人监护管理时,就可能使附近的可燃物收到高温而起火;
(4)摩擦发电机和电动机等旋转型电气设备,轴承出现润滑不良,干枯产生干磨发热或虽润滑正常,但出现高速旋转时,都会引起火灾; (5)雷电。雷电是在大气中产生的,雷电的危害类型除直击雷外,还有感应雷(含静电和电磁感应),雷电反击,雷电波的浸入和球雷等。这些雷电危害形式的共同特点就是放电时总要伴随机械力,高温和强烈火花的产生,使建筑物破坏,输电线或电气设备损坏,油罐爆炸,堆场着火。
三、建筑电气火灾的预防措施
1、短路故障火災防范
(1)严格按照《电气设计规程》的规定,设计、安装、调试使用和维修电气线路。(2)防止电气线路绝缘老化,除考虑环境条件的影响外,还应定期对线路的绝缘情况进行检查。(3)不同的工作环境,电气线路中导线和电缆的选择和敷设,应根据相应的国家标准规定进行。(4)加强电气线路的安全管理,防止人为操作事故和未经允许情况下乱拉乱接线路。
2、做好漏电保护
(1)额定漏电动作电流不超过30mA的漏电保护器,在其他保护措施失效时,可作为直接接触的补充保护,但不能作为唯一的直接接触保护。(2)漏电保护器应选用电流动作型的,在选择时应考虑保护范围、人身设备安全和环境要求。(3)当漏电保护器做分级保护时,应满足上下级动作的选择性。上一级漏电保护器的额定漏电动作电流应不小于下一级漏电保护器的额定漏电动作电流,或是所保护线路设备正常漏电电流的2倍。(4)在选用漏电保护器时,应考虑使用电源电压、频率、工作电流和短路分断能力。(5)选用漏电保护器,应满足保护范围内线路、用电设备相(线)数要求。保护单相线路和设备时,应选用单级二线或二级产品;保护三相线路和设备时,可选用三级产品;保护既有三相又有单相的线路和设备时,可选用三级四线或四级产品。 3、重视建筑电气照明的火灾防范
(1)要根据灯具的使用场所、环境要求选择不同类型的灯具。(2)面温度较高。所以要根据环境场所的火灾危险性来选择照明灯具,而且照明装置应与可燃物、可燃结构之间保持一定的距离,严禁用纸、布或其他可燃物遮挡灯具。(3)灯具应安装在不燃的基座上,尽可能安装表面温度较低的灯具,采用埋入式安装在吊顶里面的灯具,与吊顶之间应作隔热处理。照明光源尽可能采用冷光源,没有条件的应保证灯具与可燃物之间的安全距离或采取隔热措施。(4)镇流器与灯管的电压和容量应相匹配,镇流器安装时应注意通风散热,不能让镇流器直接固定在可燃物上。(5)安装有表面温度较高的灯具时,应对灯具正面和散热孔加装铅丝防护网或不燃材料制作的挡板,以减轻灯具爆裂时玻璃碎片和炽热的灯丝飞溅造成危害。(6)采用霓虹灯时要特别注意安全问题,一般霓虹灯的工作电压高,火灾危险性大,安装霓虹灯的灯柄、底板应采用不燃材料制作,或对可燃材料进行阴燃处理。当霓虹灯变压器安装在人员能接触到的部位时应设防护措施。第七,要避免在灯光装置区域悬挂旗帜或发射彩带等空中移动物体,以防这些物品与高温灯具直接接触并发生缠绕或碰撞而引发火灾。
4、做好接地保护
(1)工作接地。电源中性点不同的运行方式,对电力系统的运行特别是在发生单相接地时有明显的影响。接地方式分为三种:一种是电源中性点不接地的电力系统;一种是电源中性点经消弧线圈接地的电力系统;一种是电源中性点直接接地的电力系统。工作接地的作用就是:保证电气设备可靠地运行,降低人体接触电压,迅速切断故障点。
(2)保护接地。为防止因电气设备的金属外壳绝缘损坏而遭受触电的危险,将电气设备的金属外壳与大地作金属连接成为保护接地。保护接地的作用就是为防止电压危及人身安全。保护接地的形式有两种:一是设备的外露可导电部分经各自的保护线分别直接接地,成为保护接地;二是设备的外露可导电部分经公共的保护线或者三相四线制系统中的中性线与保护线共用一根导线接地,成为保护接零。
(3)重复接地。将零线上的一点或多点与地再次作金属的连接成为重复接地。重复接地的作用就是:当系统中发生碰壳或接地短路时,可以降低零线的对地电压,当零线发生断裂时,可以使故障的程度减轻。
(4)防雷电接地。当高空出现雷云的时候,大地上由静电感应作用必然出与雷电相反的电荷,由处于地面上建筑物最高处的避雷设备,引雷电下行先导,使主要放电集中在避雷设备上,使处于附近尤其是比它更低的物体受雷击的概率大大减小。这样就对设备和人员起到了保护的作用。
5、线路长期过载火灾防范
第一,要做好导线材料的选择。由于国家“以铝代铜”的政策影响,许多地方一般采用铝芯导线,但对于电路要求较高的建筑,为提稿截面载流能力,便于敷设,应多采用铜芯线。同时进行精确的负荷计算,合理选择导线的截面。第二,根据不同的环境不同的功能确定导线的敷设方式。一般吊顶内得电线应使用不燃或难染材料管配线,如PVC管,也可以用金属管配线,或带金属保护的绝缘线,用来避免导线短路时引燃可燃物。消防用电的传输线路应采用穿金属管,经阻燃处理的硬质塑料管或封闭式导线槽保护方式布线。第三,高温表面灯具附近的导线应采用耐热绝缘导线(如玻璃、石棉、瓷珠等护套的导线)而不应采用具有延燃性绝缘导线。
6、在建筑物投入运行使用后,做好日常电气防火巡检工作
电气安全防火巡检时预防电气火灾发生的重要手段,运用现代科技手段与传统方法相结合,对电气系统设备进行安全监测,及时发现与消除隐患是在当今电力普及应用的情况下预防火灾发生的一项必要措施。电气防火检查的主要内容如下:
(1)电能生产、输配和使用中的电气火灾隐患如发电机、变压器、用电设备、开关保护装置、导线电缆等的安装敷设位置、耐火等级、防火间距、运行状况(过负荷、异常现象、故障史等)、绝缘老化情况、保护装置完好状况等。
(2)电气防火工程是否完整有效,如消防电源系统的电源数量、电源种类、配电方式、电源切换点、配线耐火性能与措施、火灾应急照明与疏散指标标志的位置、照度、亮度装置耐火性、火灾自动警报装置与联动系统。
7、加强电气防火知識宣传和教育工作
减少火灾的根本途径在于提高人们的防火意识。在宣传教育方面要在广大群众中大力开展宣传教育工作,充分利用报刊杂志、电台、电视台、网络等手段,广泛普及用电安全知识,宣传电气火灾发生的规律、特点以及电气火灾所造成的危害性。
结语
对建筑电气火灾的防范,是一项非常复杂的系统工程,必须分析清楚电气火灾发生的原因,在此基础上,完善相关法规体系,强化监管职能,积极发展新技术,抓好重点设备的防护,大力开展防火教育等举措,才能有效控制建筑电气火灾的发生。
参考文献:
[1] GB50016-2006.建筑设计防火规范,北京:中国建筑工业出版社,2006.
[2] 马溪,建筑电气工程:基础、设计、实施、实践,北京:化学工业出版社,2005.
[3] JG16-2008.民用建筑电气设计规范【M】,北京:中国建筑工业出版社,2008.
[4] 陈洪亮.浅谈建筑电气火灾预防的几点认识【J】.科技创新与应用.2013(6)
【关键词】建筑电气;火灾成因;预防;消防安全
建筑电气火灾在全国各类火灾总数中所占的比例非常高,每年均位于前列。杂电气工程施工建设、装修、以及后期运行等环节中,供电线路、配电装置、开关设备、动力插座、照明灯具、家用电器等均可能发生火灾。尤其是一些电气产品自身存在质量问题,加上使用过程中的检修维护措施不到位,建筑电气火灾事故时有发生,直接威胁到人身财产安全。为了杜绝或减少建筑电气火灾事故的发生,有效提高建筑电气系统运行安全可靠性,必须从源头开始抓起火灾事故预防,将“预防为主、防消结合”的火灾事故消防方针始终贯穿于建筑电气系统设计、施工、安全调试、运行维护等环节中,确保建筑电气安全可靠、节能经济的建设和运行。
一、 电气火灾概念
电气火灾一般是指由于电气线路、用电设备、器具以及供配电设备出现故障性释放的热能;如高温、电弧、电火花以及非故障性释放的能量;如电热器具的炽热表面,在具备燃烧条件下引燃本体或其他可燃物而造成的火灾,也包括由雷电引起的火灾。
二、建筑电气火灾的成因
1、短路
电弧和火花凡电流未经一定的用电负载,阻抗或未按规定路径而就近自称通路的状态,称为短路。短路时电气设备最严重的一种故障状态,发生短路的原因主要有:
(1)电气设备的选用和安装与使用环境不符,导致其绝缘体在高温、潮湿、酸碱环境条件下受到破坏; (2)电气设备使用时间过长,超过使用寿命,绝缘老化发脆; (3)使用维护不当,长期带病运行,扩大了故障范围; (4)过电压使用绝缘击穿;
(5)错误操作或把电源投向故障线路。2、电气设备过负荷
所谓过负荷(即过载)是指电气设备或导线的功率和电流超过了其额定值,发生设备过负荷的主要原因有:
(1)设计、安装时选型不正确,使电气设备的额定容量小于实际负载容量; (2)导线截面选得过细,与负荷电流值不相适应; (3)乱拉电线,过多地接入用电负载。
3、电气设备绝缘损坏或老化
绝缘损坏或老化会使绝缘性能降低甚至丧失,从而造成短路引发火灾。引起绝缘老化的主要原因有:
(1)电气因素绝缘物局部放电,操作过电压或雷击过电压,事故或过负荷的过电流等; (2)机械因素旋转部分、滑动部分操作过电压或雷击过电压,事故或过负荷的过电流等;(3)热因素温升过高使绝缘物分解、氧化等的化学变化、气化、硬化、龟裂、脆化,设备反复起动停止温升温降的热循环,使结构材料间因热膨胀系数不同产生应力等; (4)环境因素周围有害物质(煤气、油、药品等)的腐蚀,阳光、紫外线长期照射和氧化作用,老鼠、白蚁等咬坏电线、电缆,以及水浸等; (5)人为因素施工不良、维护保养不善或设备选型不当等。
4、电气连接点接触电阻过大
正常时接触电阻是很小的,可以忽略不计。但不正常时,接触电阻明显增大,使这些部位局部过热,金属边上网甚至熔化,并能引起绝缘材料、可燃物质的燃烧。电气连接点接触电阻过大的主要原因:
(1)铜、铝相接并处理不好,铜铝连接处潮湿时会发生点解作用,使铝腐蚀,造成接触不良; (2)接点链接松弛,螺栓或螺母未拧紧,使两导体间接触不紧密,尤其在有尘埃的环境中,接触电阻显著增大。当电流流过时,接头发热,甚至产生火花; (3)烘烤电热器具,照明灯泡。在正常通电的状态下,就相当于一个火源或高温热源。当其安装不当或长期通电无人监护管理时,就可能使附近的可燃物收到高温而起火;
(4)摩擦发电机和电动机等旋转型电气设备,轴承出现润滑不良,干枯产生干磨发热或虽润滑正常,但出现高速旋转时,都会引起火灾; (5)雷电。雷电是在大气中产生的,雷电的危害类型除直击雷外,还有感应雷(含静电和电磁感应),雷电反击,雷电波的浸入和球雷等。这些雷电危害形式的共同特点就是放电时总要伴随机械力,高温和强烈火花的产生,使建筑物破坏,输电线或电气设备损坏,油罐爆炸,堆场着火。
三、建筑电气火灾的预防措施
1、短路故障火災防范
(1)严格按照《电气设计规程》的规定,设计、安装、调试使用和维修电气线路。(2)防止电气线路绝缘老化,除考虑环境条件的影响外,还应定期对线路的绝缘情况进行检查。(3)不同的工作环境,电气线路中导线和电缆的选择和敷设,应根据相应的国家标准规定进行。(4)加强电气线路的安全管理,防止人为操作事故和未经允许情况下乱拉乱接线路。
2、做好漏电保护
(1)额定漏电动作电流不超过30mA的漏电保护器,在其他保护措施失效时,可作为直接接触的补充保护,但不能作为唯一的直接接触保护。(2)漏电保护器应选用电流动作型的,在选择时应考虑保护范围、人身设备安全和环境要求。(3)当漏电保护器做分级保护时,应满足上下级动作的选择性。上一级漏电保护器的额定漏电动作电流应不小于下一级漏电保护器的额定漏电动作电流,或是所保护线路设备正常漏电电流的2倍。(4)在选用漏电保护器时,应考虑使用电源电压、频率、工作电流和短路分断能力。(5)选用漏电保护器,应满足保护范围内线路、用电设备相(线)数要求。保护单相线路和设备时,应选用单级二线或二级产品;保护三相线路和设备时,可选用三级产品;保护既有三相又有单相的线路和设备时,可选用三级四线或四级产品。 3、重视建筑电气照明的火灾防范
(1)要根据灯具的使用场所、环境要求选择不同类型的灯具。(2)面温度较高。所以要根据环境场所的火灾危险性来选择照明灯具,而且照明装置应与可燃物、可燃结构之间保持一定的距离,严禁用纸、布或其他可燃物遮挡灯具。(3)灯具应安装在不燃的基座上,尽可能安装表面温度较低的灯具,采用埋入式安装在吊顶里面的灯具,与吊顶之间应作隔热处理。照明光源尽可能采用冷光源,没有条件的应保证灯具与可燃物之间的安全距离或采取隔热措施。(4)镇流器与灯管的电压和容量应相匹配,镇流器安装时应注意通风散热,不能让镇流器直接固定在可燃物上。(5)安装有表面温度较高的灯具时,应对灯具正面和散热孔加装铅丝防护网或不燃材料制作的挡板,以减轻灯具爆裂时玻璃碎片和炽热的灯丝飞溅造成危害。(6)采用霓虹灯时要特别注意安全问题,一般霓虹灯的工作电压高,火灾危险性大,安装霓虹灯的灯柄、底板应采用不燃材料制作,或对可燃材料进行阴燃处理。当霓虹灯变压器安装在人员能接触到的部位时应设防护措施。第七,要避免在灯光装置区域悬挂旗帜或发射彩带等空中移动物体,以防这些物品与高温灯具直接接触并发生缠绕或碰撞而引发火灾。
4、做好接地保护
(1)工作接地。电源中性点不同的运行方式,对电力系统的运行特别是在发生单相接地时有明显的影响。接地方式分为三种:一种是电源中性点不接地的电力系统;一种是电源中性点经消弧线圈接地的电力系统;一种是电源中性点直接接地的电力系统。工作接地的作用就是:保证电气设备可靠地运行,降低人体接触电压,迅速切断故障点。
(2)保护接地。为防止因电气设备的金属外壳绝缘损坏而遭受触电的危险,将电气设备的金属外壳与大地作金属连接成为保护接地。保护接地的作用就是为防止电压危及人身安全。保护接地的形式有两种:一是设备的外露可导电部分经各自的保护线分别直接接地,成为保护接地;二是设备的外露可导电部分经公共的保护线或者三相四线制系统中的中性线与保护线共用一根导线接地,成为保护接零。
(3)重复接地。将零线上的一点或多点与地再次作金属的连接成为重复接地。重复接地的作用就是:当系统中发生碰壳或接地短路时,可以降低零线的对地电压,当零线发生断裂时,可以使故障的程度减轻。
(4)防雷电接地。当高空出现雷云的时候,大地上由静电感应作用必然出与雷电相反的电荷,由处于地面上建筑物最高处的避雷设备,引雷电下行先导,使主要放电集中在避雷设备上,使处于附近尤其是比它更低的物体受雷击的概率大大减小。这样就对设备和人员起到了保护的作用。
5、线路长期过载火灾防范
第一,要做好导线材料的选择。由于国家“以铝代铜”的政策影响,许多地方一般采用铝芯导线,但对于电路要求较高的建筑,为提稿截面载流能力,便于敷设,应多采用铜芯线。同时进行精确的负荷计算,合理选择导线的截面。第二,根据不同的环境不同的功能确定导线的敷设方式。一般吊顶内得电线应使用不燃或难染材料管配线,如PVC管,也可以用金属管配线,或带金属保护的绝缘线,用来避免导线短路时引燃可燃物。消防用电的传输线路应采用穿金属管,经阻燃处理的硬质塑料管或封闭式导线槽保护方式布线。第三,高温表面灯具附近的导线应采用耐热绝缘导线(如玻璃、石棉、瓷珠等护套的导线)而不应采用具有延燃性绝缘导线。
6、在建筑物投入运行使用后,做好日常电气防火巡检工作
电气安全防火巡检时预防电气火灾发生的重要手段,运用现代科技手段与传统方法相结合,对电气系统设备进行安全监测,及时发现与消除隐患是在当今电力普及应用的情况下预防火灾发生的一项必要措施。电气防火检查的主要内容如下:
(1)电能生产、输配和使用中的电气火灾隐患如发电机、变压器、用电设备、开关保护装置、导线电缆等的安装敷设位置、耐火等级、防火间距、运行状况(过负荷、异常现象、故障史等)、绝缘老化情况、保护装置完好状况等。
(2)电气防火工程是否完整有效,如消防电源系统的电源数量、电源种类、配电方式、电源切换点、配线耐火性能与措施、火灾应急照明与疏散指标标志的位置、照度、亮度装置耐火性、火灾自动警报装置与联动系统。
7、加强电气防火知識宣传和教育工作
减少火灾的根本途径在于提高人们的防火意识。在宣传教育方面要在广大群众中大力开展宣传教育工作,充分利用报刊杂志、电台、电视台、网络等手段,广泛普及用电安全知识,宣传电气火灾发生的规律、特点以及电气火灾所造成的危害性。
结语
对建筑电气火灾的防范,是一项非常复杂的系统工程,必须分析清楚电气火灾发生的原因,在此基础上,完善相关法规体系,强化监管职能,积极发展新技术,抓好重点设备的防护,大力开展防火教育等举措,才能有效控制建筑电气火灾的发生。
参考文献:
[1] GB50016-2006.建筑设计防火规范,北京:中国建筑工业出版社,2006.
[2] 马溪,建筑电气工程:基础、设计、实施、实践,北京:化学工业出版社,2005.
[3] JG16-2008.民用建筑电气设计规范【M】,北京:中国建筑工业出版社,2008.
[4] 陈洪亮.浅谈建筑电气火灾预防的几点认识【J】.科技创新与应用.2013(6)