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【摘 要】结合民用建筑物,特别是高层住宅火灾频发,对火灾形成的原因及防范措施进行了论述,特别介绍了由于超负荷用电,线路设备老化,设计、施工及维护不合理等原因所引起的各种电气火灾,并针对其危害性,浅析预防电气火灾的措施,希望减少无为的生命财产损失。
【关键词】建筑;电气火灾;产生原因;预防措施;
一、前言
随着经济的迅猛发展,民用建筑特别是高层建筑不断增加,建筑电气设备不断增加,特别是大功率用电设备用量的增加,使线路负荷越来越大,埋下火灾的隐患,电气火灾也随之增多。因此,要做好建筑电气火灾的防范工作。
下面对电气火灾的原因及预防措施做简要的分析和总结。
二、电气火灾产生原因分析
据《中国火灾统计年鉴》公布的统计数据,我国的电气火灾发生率和死亡率偏高。其原因主要有以下几点:
1.短路、过载引起绝缘破坏产生电弧而引燃周围的可燃物,
1.1短路电气线路发生短路主要有以下几种原因:
(1)相间短路:安装、接线疏忽引起相间短路。断路器进线接线端子的连接螺钉钮短未达到国家标准规定值、连接松弛(特别是有振动的场所),使接触电阻增大,时间过长便爆出火花,进而引起相间短路。因为电流短路发生在断路器前面,不流过断路器,故断路器无法保护;而有些短路电流值又未达到上一级保护断路器的动作整定值,上一级断路器不动作(如仅为上一级断路器额定电流的7倍,属于延时范围,动作时间为7s左右),即在上一级断路器跳闸之前导线已被烧毁,导致电气火灾;安装、修理人员接错线路,或带电作业时造成人为碰线,引起相间短路
(2)单相接地故障TN系统的PE线端子和接头发生接触不良,不易察觉,一旦发生磁壳等接地故障,将进发高阻抗的电火花或拉电弧,限制了短路电流,使保护电器不能及时动作,而电弧、电火花的局部高温将使易燃物起火。
(3)电线绝缘层失效使用绝缘电线、电缆时,没有按具体环境选用,使绝缘受高温、潮湿或腐蚀等影响,失去了绝缘能力;线路年久失修,绝缘层陈旧老化或受损,使线芯裸露;电源过电压使电线绝缘被击穿;施工时野蛮施工导致绝缘受损等。
1.2过载(超负荷)一般导线的最高允许工作温度为70度。过载时导线的温度超过这个温度值,会使绝缘加速老化,甚至损坏,引起火灾事故。发生过载的主要原因有:(1)导线截面积选择不当,实际负载超过了导线的安全载流量;(2)在线路中接入了过多或功率过大的电气设备,超过了配电线路的负载能力;别是近年来大功率家用电器的增多住宅建筑用电负荷急剧增大,电气火灾也随之增多。(3)由于设计时选择的断路器(熔断器)额定电流比线路的允许持续载流量、配电保护整定值大很多,当发生过载时,断路器在规定的时间内不动作,线路就长期处于过载状态,对绝缘、接线端子和周围物体形成损害;(4)三相负载不平衡对于大量的单相设备,由于三相负载不平衡,引起某相电压升高,严重时将烧毁单相用电设备,导致起火。如以下三种形式:①负载阻抗大小相等而功率因数不相等,则某相出现过电压,严重时可达1.27倍额定电压;②负载阻抗大小不等而功率因数相等,负载阻抗大的一相电压最高,最大值可达1.73倍额定电压;③如果三相负载阻抗和功率因数都不相等,最大相的负载过电压有可能达2.36倍额定电压。
高层民用建筑,从防火的角度出发,除认真考虑建筑物及装修材料的不燃化外,电气设备、配电线路所采用的各类电缆、电线、母线槽更需要采取阻燃化、难燃化和不燃化的措施。
2.现有用电安全管理模式不合理,造成大量隐患被长期深埋和存续。用电安全管理涉及电气系统、维护人员(电工)、管理部门和用电者等4个环节。就现有管理模式而言,维护人员(电工)是最重要,同时也是最薄弱的环节。维护人员主要是电工,但电工多为临时工,人员流动性较大,在技能、手段以及责任心等方面不能满足职业技能要求,导致旧的隐患无法捕获、新的隐患不断形成。而管理部门了解电气系统运行信息与安全信息的唯一来源是电工,电工不汇报,管理人员就无法发现隐患,除此之外,管理人员只能凭感觉了解安全状况,甚至造成“已不存在安全隐患”的错觉。现有的用电安全管理模式致使隐患不能深度捕获、暴露和消除,造成大量隐患沉积,是电气火灾隐患增多的重要原因。
3、电气火灾监控系统及消防电源监控系统设计而不施工
目前大部分的高层住宅设计了电气火灾监控系统,但建设单位为了眼前的经济利益,施工时不安装,消防部门也没有明确的强制规定,导致缺少了一项预防火灾隐患的措施。
三、建筑电气火灾防范措施分析
造成火灾的原因非常复杂,难以掌控,为了减少火灾给人们造成的伤害,必须做好电气线路火灾防范。根据火灾发生的原因,笔者觉得有效的火灾防范应该从电气线路设计、施工、管理三个方面同时着手,才能将防范措施做到位。
1、设计合理的电气线路系统
設计合理的电气线路系统,可以有效的预防火灾。我国的住宅用电负荷跟以往想比,大了很多,单相电源配线已经远远无法满足住户的使用需求。以往的低压配电分为单相二线制、单相三线制、三相三线制、三相四线制4种基本配电形式,而三相四线制与其它几种形式相比,损耗最低,是老民用建筑最常用的线路设计方案,也容易出现火灾隐患。采用三相五线制的供电方式,用电设备上所连接额工作零线N和接地零线PE是分开的,工作零线上的电位不能传到用电设备的外壳上,从而也就有效隔离了三相四线制供电方式所造成的危险电压,消除了设备产生危险电压的隐患,从而可以从根源上减少火灾发生的几率。同时我国对于民用住宅电路设计有明确的要求,每个住宅的大功率电气线路应该跟常用照明线路分开,大功率电器设备要设计独立的回路,并且每个回路要有相应的空气开关。末端线缆的选择,特别是在普通三级负荷应考虑使用阻燃电线,若发生火灾可延缓火焰的燃烧速率,为灭火争取宝贵的时间,从源头上减少火灾源。
【关键词】建筑;电气火灾;产生原因;预防措施;
一、前言
随着经济的迅猛发展,民用建筑特别是高层建筑不断增加,建筑电气设备不断增加,特别是大功率用电设备用量的增加,使线路负荷越来越大,埋下火灾的隐患,电气火灾也随之增多。因此,要做好建筑电气火灾的防范工作。
下面对电气火灾的原因及预防措施做简要的分析和总结。
二、电气火灾产生原因分析
据《中国火灾统计年鉴》公布的统计数据,我国的电气火灾发生率和死亡率偏高。其原因主要有以下几点:
1.短路、过载引起绝缘破坏产生电弧而引燃周围的可燃物,
1.1短路电气线路发生短路主要有以下几种原因:
(1)相间短路:安装、接线疏忽引起相间短路。断路器进线接线端子的连接螺钉钮短未达到国家标准规定值、连接松弛(特别是有振动的场所),使接触电阻增大,时间过长便爆出火花,进而引起相间短路。因为电流短路发生在断路器前面,不流过断路器,故断路器无法保护;而有些短路电流值又未达到上一级保护断路器的动作整定值,上一级断路器不动作(如仅为上一级断路器额定电流的7倍,属于延时范围,动作时间为7s左右),即在上一级断路器跳闸之前导线已被烧毁,导致电气火灾;安装、修理人员接错线路,或带电作业时造成人为碰线,引起相间短路
(2)单相接地故障TN系统的PE线端子和接头发生接触不良,不易察觉,一旦发生磁壳等接地故障,将进发高阻抗的电火花或拉电弧,限制了短路电流,使保护电器不能及时动作,而电弧、电火花的局部高温将使易燃物起火。
(3)电线绝缘层失效使用绝缘电线、电缆时,没有按具体环境选用,使绝缘受高温、潮湿或腐蚀等影响,失去了绝缘能力;线路年久失修,绝缘层陈旧老化或受损,使线芯裸露;电源过电压使电线绝缘被击穿;施工时野蛮施工导致绝缘受损等。
1.2过载(超负荷)一般导线的最高允许工作温度为70度。过载时导线的温度超过这个温度值,会使绝缘加速老化,甚至损坏,引起火灾事故。发生过载的主要原因有:(1)导线截面积选择不当,实际负载超过了导线的安全载流量;(2)在线路中接入了过多或功率过大的电气设备,超过了配电线路的负载能力;别是近年来大功率家用电器的增多住宅建筑用电负荷急剧增大,电气火灾也随之增多。(3)由于设计时选择的断路器(熔断器)额定电流比线路的允许持续载流量、配电保护整定值大很多,当发生过载时,断路器在规定的时间内不动作,线路就长期处于过载状态,对绝缘、接线端子和周围物体形成损害;(4)三相负载不平衡对于大量的单相设备,由于三相负载不平衡,引起某相电压升高,严重时将烧毁单相用电设备,导致起火。如以下三种形式:①负载阻抗大小相等而功率因数不相等,则某相出现过电压,严重时可达1.27倍额定电压;②负载阻抗大小不等而功率因数相等,负载阻抗大的一相电压最高,最大值可达1.73倍额定电压;③如果三相负载阻抗和功率因数都不相等,最大相的负载过电压有可能达2.36倍额定电压。
高层民用建筑,从防火的角度出发,除认真考虑建筑物及装修材料的不燃化外,电气设备、配电线路所采用的各类电缆、电线、母线槽更需要采取阻燃化、难燃化和不燃化的措施。
2.现有用电安全管理模式不合理,造成大量隐患被长期深埋和存续。用电安全管理涉及电气系统、维护人员(电工)、管理部门和用电者等4个环节。就现有管理模式而言,维护人员(电工)是最重要,同时也是最薄弱的环节。维护人员主要是电工,但电工多为临时工,人员流动性较大,在技能、手段以及责任心等方面不能满足职业技能要求,导致旧的隐患无法捕获、新的隐患不断形成。而管理部门了解电气系统运行信息与安全信息的唯一来源是电工,电工不汇报,管理人员就无法发现隐患,除此之外,管理人员只能凭感觉了解安全状况,甚至造成“已不存在安全隐患”的错觉。现有的用电安全管理模式致使隐患不能深度捕获、暴露和消除,造成大量隐患沉积,是电气火灾隐患增多的重要原因。
3、电气火灾监控系统及消防电源监控系统设计而不施工
目前大部分的高层住宅设计了电气火灾监控系统,但建设单位为了眼前的经济利益,施工时不安装,消防部门也没有明确的强制规定,导致缺少了一项预防火灾隐患的措施。
三、建筑电气火灾防范措施分析
造成火灾的原因非常复杂,难以掌控,为了减少火灾给人们造成的伤害,必须做好电气线路火灾防范。根据火灾发生的原因,笔者觉得有效的火灾防范应该从电气线路设计、施工、管理三个方面同时着手,才能将防范措施做到位。
1、设计合理的电气线路系统
設计合理的电气线路系统,可以有效的预防火灾。我国的住宅用电负荷跟以往想比,大了很多,单相电源配线已经远远无法满足住户的使用需求。以往的低压配电分为单相二线制、单相三线制、三相三线制、三相四线制4种基本配电形式,而三相四线制与其它几种形式相比,损耗最低,是老民用建筑最常用的线路设计方案,也容易出现火灾隐患。采用三相五线制的供电方式,用电设备上所连接额工作零线N和接地零线PE是分开的,工作零线上的电位不能传到用电设备的外壳上,从而也就有效隔离了三相四线制供电方式所造成的危险电压,消除了设备产生危险电压的隐患,从而可以从根源上减少火灾发生的几率。同时我国对于民用住宅电路设计有明确的要求,每个住宅的大功率电气线路应该跟常用照明线路分开,大功率电器设备要设计独立的回路,并且每个回路要有相应的空气开关。末端线缆的选择,特别是在普通三级负荷应考虑使用阻燃电线,若发生火灾可延缓火焰的燃烧速率,为灭火争取宝贵的时间,从源头上减少火灾源。