淺談電氣防火限流式保護器在火災預防中的應用

簡婷

开云体育手机下载教程 上海嘉定 201801

【摘要】近年來，電氣火災事故時有發生，尤其人員密集場所發生的電氣火災，不僅(jin) 會(hui) 造成重大人員傷(shang) 亡和財產(chan) 損失，而且還會(hui) 影響社會(hui) 的和諧穩定。電氣火災事故的發生，主要是由於(yu) 相關(guan) 單位存在消防安全主體(ti) 責任落實不到位、消防安全管理製度不健全、日常消防安全管理水平低下、員工消防安全意識淡薄等問題。對此，各相關(guan) 單位需要認真開展生產(chan) 作業(ye) 場所尤其是人員密集場所的火災隱患排查治理，深入分析火災發生的主要原因，製定科學有效的防範措施。

【關(guan) 鍵詞】電氣火災；防火設計；防火安全

1電氣引燃源

      電氣火災是由電氣引燃源引起的火災，電氣引燃源的主要形式包括危險溫度、電火花和電弧。

1.1危險溫度

      電流通過電氣設備或線路時的發熱量與(yu) 電流的平方、導體(ti) 的電阻、時間成正比，如果電流產(chan) 生的熱量不能及時散發出去，將導致溫度異常升高，進而引起火災。導致危險溫度的原因主要有以下6個(ge) 方麵：

一是短路。線路短路時的電流是正常時的數倍乃至數十倍，溫度將急劇上升。短路的原因包括：電氣設備安裝和檢修中的接線和操作錯誤，運行中的電氣設備或線路發生絕緣老化、變質、失去絕緣能力，導電性粉塵、纖維、動植物進入電氣設備內(nei) 部等。

      二是過載。過載的原因主要包括：電氣線路或設備設計選型不合理，或沒有考慮足夠的裕量；電氣設備或線路使用不合理，負載超過額定值或連續使用時間過長，超過線路或設備的設計能力；設備故障運行造成設備和線路過負載；電氣回路諧波能使線路電流變大而過載。

      三是漏電。當漏電電流集中在某一點時，可能引起比較嚴(yan) 重的部發熱，引燃成災。

      四是接觸不良。電氣線路或電氣裝置中的電路連接部位是係統中的薄弱環節，是產(chan) 生危險溫度的主要部位之一。電氣接頭連接不牢、焊接不良或接頭處夾有雜物，都會(hui) 增加接觸電阻而導致接頭過熱。

      五是電壓異常。電壓過高和過低均屬電壓異常。電壓過高時，會(hui) 使鐵心發熱增加；電壓過低時，可能造成電動機堵轉、電磁鐵銜鐵吸合不上，使線圈電流大大增加而發熱。

      六是其他原因。包括機械故障、鐵心過熱、散熱不良、電熱器具和照明器具、電磁輻射能量等。

1.2電火花和電弧

      電火花是電極間的擊穿放電，電弧是大量電火花匯集而成的。電火花和電弧，不僅(jin) 能引起可燃物燃燒，還能使金屬熔化、飛濺，構成危險的火源、甚至引發爆炸。電火花和電弧分為(wei) 工作電火花及電弧、事故電火花及電弧。工作電火花及電弧是指電氣設備正常工作或正常操作過程中所產(chan) 生的電火花，如刀開關(guan) 、斷路器、接觸器、控製器接通和斷開線路時會(hui) 產(chan) 生電火花，插銷拔出或插入時的火花，電動機的電刷與(yu) 換向器或滑環的滑動接觸處產(chan) 生的電火花等。事故電火花及電弧是線路或設備發生故障時出現的火花，如絕緣損壞、導線斷線或連接鬆動導致短路或接地時產(chan) 生的火花，熔絲(si) 熔斷時產(chan) 生的火花等。

2典型事故原因分析

      對典型火災進行係統安全分析，找出事故原因，有助相關(guan) 單位采取針對性的預防措施。例如，2017年11月18日，位於(yu) 北京市大興(xing) 區西紅門鎮新建二村的一幢建築發生火災，事故造成聚福緣公寓內(nei) 19人死亡、8人受傷(shang) ，並造成重大經濟損失。經調查，事故的直接原因是在冷庫製冷設備調試過程中，被覆蓋在聚氨酯保溫材料內(nei) 為(wei) 冷庫壓縮冷凝機組供電的鋁芯電纜電氣故障造成短路，引燃周圍可燃物，可燃物燃燒產(chan) 生的一氧化碳等有毒有害煙氣蔓延導致人員傷(shang) 亡。針對此次事故，從(cong) “人"“物"“管理"“環境"4個(ge) 方麵分析（如圖1所示），可以看出，“人"的問題主要包括違規操作、違章建設、安全意識不強、逃生自救能力差等；“物"的問題主要包括電纜短路，消防設計、設施及建設有缺陷，電氣保護裝置故障，保溫材料可燃等；“管理"的問題主要包括消防製度不健全、違法出租、監督檢查不力、消防責任製不落實、應急管理不完善教育培訓不夠等；“環境"的問題主要包括通風不良、存在有毒煙氣、人員密集等。

圖1火災因果分析圖

3預防對策

3.1保障電氣安全設計和電氣產(chan) 品安全

      保障建設工程電氣安全設計和電氣產(chan) 品的質量安全，是預防電氣火災的源頭。對此，各相關(guan) 單位，一是要嚴(yan) 格人員密集場所消防安全設計審核和驗收，嚴(yan) 格電器產(chan) 品及其線路施工進場檢查驗收。二是要嚴(yan) 查施工單位不按設計圖紙施工、偷工減料、使用劣質電線及質量不合格電器產(chan) 品等問題和隱患。三是要規範消防設施的設計和建設，配備合格的消防器材，按要求設置電氣火災監控係統。四是嚴(yan) 格落實電器產(chan) 品生產(chan) 企業(ye) 資質審批、認證管理，嚴(yan) 厲查處無證非法生產(chan) 行為(wei) 和偽(wei) 劣產(chan) 品。五是嚴(yan) 格查處電線電纜、開關(guan) 插座等生產(chan) 企業(ye) 在絕緣材料、阻燃原料、線芯材質、線徑等方麵不按標準或降低標準生產(chan) 的違法行為(wei) ，嚴(yan) 查質量不合格電器產(chan) 品在工程上使用和安裝。

3.2加強電氣設備使用安全管理

      各相關(guan) 單位要嚴(yan) 格按照電氣設備的技術要求正確使用電氣設備，及時進行定期檢測、維護保養(yang) ，強化電氣安全隱患排查治理，尤其對於(yu) 人員密集場所來說，相關(guan) 單位要嚴(yan) 格排查電氣線路敷設不規範、用電負荷超額、電源插座數量不足以及未設短路保護裝置、私拉亂(luan) 接電線、使用無證電器產(chan) 品等問題，避免施工不規範造成電線絕緣層損壞、電纜井（溝）封堵不嚴(yan) 密等隱患。對於(yu) 整治難度大的電氣安全隱患，應實行掛牌督辦，限期整改。同時，各相關(guan) 單位還應積極推行“智慧用電"。所謂“智慧用電"，是一種基於(yu) 大數據的電氣火災隱患治理係統，可以實現電氣火災等涉電安全隱患的準確定位、準確排查。其主要是利用智能傳(chuan) 感終端對電氣引發火災的主要因素，如線纜溫度、電流負荷、剩餘(yu) 電量等進行實時監測監控，然後通過物聯網技術采集上傳(chuan) 電氣線路實時運行數據，經大數據技術分析隱患成因，並實時將隱患信息推送給用電單位和管理人員手機終端處理，監管隱患信息並向監管部門提供火災隱患風險評估報告，從(cong) 而實現電氣火災隱患從(cong) 發現、監管到治理的有效閉環，減少電氣火災等涉電安全事故的發生。

3.3加強有關(guan) 人員的安全教育培訓

      一是各相關(guan) 單位要確保電工持證上崗，並定期開展教育培訓。二是加強電氣設備管理、使用和維護等相關(guan) 從(cong) 業(ye) 人員安全教育培訓、考核和管理工作，健全規範電氣相關(guan) 資格證書(shu) 的發放、考核機製，切實提高電氣從(cong) 業(ye) 人員的技能水平。三是監管部門應通過多種形式開展安全用電宣傳(chuan) 教育，利用各類媒介宣傳(chuan) 涉電安全生產(chan) 事故和火災事故教訓，普及安全用電常識。

3.4加強應急管理工作

      各相關(guan) 單位，尤其是人員密集場所的管理單位和經營單位要按照法律法規要求，製定火災或電氣火災專(zhuan) 項應急預案，並保證其科學性、有效性和實用性；配備報警裝置和必要的應急救援設備、設施，注明其使用方法，並在顯著位置標明安全撤離的通道、路線，保證安全通道、出口的暢通；應定期檢測、維護報警裝置和應急救援設備、設施，使其處於(yu) 良好狀態，確保正常使用。同時，各相關(guan) 單位還應通過積極組織開展必要的應急演練，使工作人員掌握必要的自救、互救、急救知識。

4限流式保護器在電氣防火的應用

4.1限流式保護器的功能及應用方案

4.1.1限流式保護器的設計

      電氣防火限流式保護器可有效克服傳(chuan) 統斷路器、空氣開關(guan) 和監控設備存在的短路電流大、切斷短路電流時間長、短路時產(chan) 生的電弧火花大，以及使用壽命短等當弊端，發生短路故障時，能以微秒級速度快速限製短路電流以實現滅弧保護，從(cong) 而能顯著減少電氣火災事故，保障使用場所人員和財產(chan) 的安全。

安科瑞ASCP200-1電氣防火限流式保護器的主要元件是固態開關(guan) ，不同於(yu) 傳(chuan) 統家用的空氣開關(guan) （微斷）。我們(men) 知道，傳(chuan) 統空氣開關(guan) 的斷開是一種機械運動過程，分斷時間需要幾十毫秒(一般30～50ms)，帶負載斷開時通常伴隨有電弧的產(chan) 生。而固態開關(guan) 的斷開則是依靠半導體(ti) 內(nei) 部的載流子運動實現，分斷時間微秒級，速度快，無電弧產(chan) 生。

      如圖1所示，當發生短路故障時，傳(chuan) 統空氣開關(guan) 在電流升至C點時才能動作，且無法瞬時切斷電流，而固態開關(guan) 則可以在電流升至B點時即瞬間切斷短路電流。

圖2短路故障前後電流與(yu) 時間關(guan) 係圖

      從(cong) 流過電阻的電流熱量公式Q=I2Rt，可以很容易看出，傳(chuan) 統空氣開關(guan) 與(yu) 固態開關(guan) 在短路時所釋放的能量差別可以達到數千倍之多。因此當裝配限流式保護器的回路發生短路故障時，就可以避免電弧的產(chan) 生，從(cong) 而有效降低了電氣火災。

4.1.2 ASCP200-1功能特點

ASCP200-1型電氣防火限流式保護器是單相限流式保護器，較大額定電流為(wei) 63A。主要功能如下:

A）短路保護功能，線路發生短路故障時，能在150微秒內(nei) 實現快速限流保護；

B）過載保護功能，線路持續過載時，保護器限流保護；

C）表內(nei) 超溫保護功能，保護器內(nei) 部器件工作溫度過高時，保護器限流保護；

D）過/欠壓保護功能，線路欠壓或過壓時，保護器告警或限流保護（可設）；

E）電纜溫度監測功能，被測線纜溫度超過報警設定值時，保護器告警或限流保護（可設）；

F）漏電流監測功能，線路漏電超過報警設定值時，保護器告警或限流保護（可設）；

G）通訊功能，保護器配置1路RS485接口，1路2G無線通訊，可以將數據發送到安科瑞Acrel-6000安全雲(yun) 平台，或三方監控軟件或平台，從(cong) 而實現遠程監控。

4.1.3 ASCP200-1技術參數

4.1.4應用方案圖示

      ASCP200-1型電氣防火限流式保護器建議安裝在入戶開關(guan) 下端，額定電流值根據入戶開關(guan) 的具體(ti) 規格進行設置，典型應用示意圖如圖2所示：

圖3 ASCP200-1家用防火解決(jue) 方案安裝示意圖

4.1.5使用注意事項

      在選用限流式保護器時，限流式保護器的設定的額定電流應該與(yu) 其前一級的斷路器的額定電流保持一致。例如，當限流式保護器輸入端斷路器的額定電流為(wei) 32A時，應將限流式保護器的額定電流設置為(wei) 32A。為(wei) 保障限流式保護器的正常使用，嚴(yan) 禁將其使用於(yu) 與(yu) 其前端斷路器的額定電流不匹配的配電線路中。

      ASCP200係列采用限流式保護器采用壁掛式安裝，可以掛牆安裝，也可以安裝在箱體(ti) 內(nei) ，應確保安裝場所無滴水、腐蝕性化學氣體(ti) 和沉澱物質，並注意環境溫度和通風散熱。

      為(wei) 確保可靠連接，接線時應按接線圖進行，同時為(wei) 了防止接頭處接觸電阻過大而導致部過熱，也避免因接觸不良而導致保護器工作不正常，線頭應采用合適大小的U形冷壓頭壓接後，再插入保護器相應端子上並將螺釘擰緊壓實。

      保護器內(nei) 部帶有交流電，嚴(yan) 禁非專(zhuan) 業(ye) 人士擅自打開產(chan) 品外殼。保護器在使用期間，若被保護線路發生短路或過載故障而被限流保護時，保護器仍處於(yu) 帶電狀態，不允許隨意碰觸用電線路的金屬部分。待檢查線路，並排除故障後，長按保護器的複位按鍵約2秒鍾，使保護器恢複正常運行時。

當保護器因超溫而發生限流保護時，則可能是因為(wei) 負載電流過大，環境溫度過高或通風散熱不良等原因導致，可通過加強通風等措施，等保護器溫度降下來後，再長按複位鍵，使保護器複位，恢複正常運行。

參考文獻

[1]謝振華，中國勞動關(guan) 係學院

[2]安科瑞企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) .2020.06版

作者簡介：簡婷，女，开云体育手机下载教程，主要從(cong) 事電氣防火限流式保護器的研發與(yu) 應用