韓歡慶
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：為保證電力能源供應的穩定，減少火災的出現，本文分析了低壓電路出現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。低壓電路引發的電氣火災是我國常見火災類型之一，為抑制火災的發生，需要綜合分析影響火災發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電力火災。比如，某電力企業的低壓線路使用的是架空電路，并選擇了配套的電纜，而線路敷設的環境既包括城鎮，也有自然環境，敷設方式采用架空敷設，由于線路與設備長期暴露在環境中，且施工中存在人為失誤，導致某些線路的表面出現破損，有些導線甚至已斷裂，由此引發了電氣火災。可見，客觀分析發生電氣火災的原因，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，電路出現短路會讓電流交叉，提升線路的電壓，引發火災。線路出現短路的原因有很多，比如絕緣層長期暴露在外部環境中，受外部環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生混電，進而引發火災[2]。例如，2115年12月25日紹興上虞某酒店用于圣誕節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接觸不牢的情況。一旦出現接觸不良，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現接觸不良的位置。
線路漏電
線路因長期暴露在環境中，受周圍環境影響，外部表皮會自然老化，出現磨損，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，如果不使用專業工具很難發現漏電，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，引發電線燃燒，而電線燃燒后會點燃周圍的易燃物體。出現線路過載的原因有：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；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，線路發生自燃。例如，2014年2月14日慈溪市某展館發生火災，模型電氣線路出現故障，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，火災發生具備先決條件，即在起火點的周圍形成了電流回路，出現線路漏電，且整條線路處于通電狀態，存在電路故障，電路故障產生的能量達到引發火災的標準。火災出現后，會按照特定的規律向周圍蔓延。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，并用專業設備完成對現場的勘驗，檢查開關的開閉。其中，開關開閉狀態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，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，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境，檢查整體線路接點的數量等。后，進行調查訪問與現場基本情況分析，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，是發現起火點周圍有出現短路的點，并發現熔痕，而出現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，以從中發現與短路特征一致的熔痕。通過對周圍居民、電力公司的走訪，確定火災發生過程中電器出現運行不穩定的情況，火災發生區域的電壓有明顯的上升。
接觸不良的認定：在現場發現故障接頭的殘留，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，并根據現場情況判斷接頭的連接方式。通過調查了解火災現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，是找到現場的起火點、漏電點、接地點等，并在現場搜集相關物證，經分析后完成認定工作。
線路過度負載的認定：重要的是現場取證，即在現場的室內外找到殘留的導線，根據導線外觀、接頭的狀態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，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，技術法規內容單一，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都有待增強，技術措施不完善。基于此，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
需根據現有的規章制度，結合電氣安全管理相關內容，制定完善的安全管理行政規章，著重突出預防電氣火災發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，保證企業利益，多部門協調配合，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，參照行政規章的內容，因地制宜，制定符合本地的安全用電規章制度。在地方的規章制度內，包含的內容有防火設計的方法與規范，規范使用的技術，并要求防火設計結束后將其作為標準進行驗收。
2.2優化管理，加大管理力度
首先，實現多部門聯合，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，及時發現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；研發電弧故障斷路器，減少電弧性短路的出現；在工程的配電裝置中加入過熱探測裝置，如果線路出現局部過熱或電流過大，可及時預警；根據以往出現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境中，如果導線周圍的環境較差，需用不同的措施加以保護。如果導線要經過溫度較高的環境，應盡可能避開，并用防火槽等裝置進行保護。發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，如果線路發生漏電，開關會及時關閉，避免火災發生。同時，應在建筑內部設置監控系統，因為建筑內部有大量的電氣設備，通過監控系統實時了解這些設備的運行狀態，能夠及時發現設備運行的異常，在一時間消除火災隱患，優化對電氣設備的保護。另外，電路系統中會使用大量的PE線，為預防其發生漏電，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。
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，以及時發現問題。
3.安科瑞電氣火災監控系統
3．1概述
Acre1-6000電氣火災監控系統，是根據現行規范標準由安科瑞電氣股份有限公司研發的全數字化獨立運行的系統，已通過消防電子產品質量監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中的安全正常運行，現均已批量生產并在全國得到廣泛地應用。該系統通過對剩余電流、過電流、過電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與監視，實現對電氣火災的早期預防和報警，當必要時還能聯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企業微電網管理云平臺或火災自動報警系統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、重點消防單位以及石油化工、文教衛生、金融、電信等領域。
3．3系統結構
3．4系統功能
監控設備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時發出聲、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：當監控設備與所接的任一臺探測器之間發生通訊故障或探測器本身發生故障時，監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，并發出故障報警聲音。電源故障報警：當主電源或備用電源發生故障時，監控設備也發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，壁掛式監控主機數量較多且需集中查看的場所，主要監測壁掛主機信息。 | |
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，單回路剩余電流監測，4路溫度監測，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路剩余電流監測，4路溫度監測，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、漏電監測、線纜溫度監測，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、漏電監測、線纜溫度監測，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，為實現安全生產，需分析發生火災的原因，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，減少電氣火災的發生。
【參考文獻】
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安科瑞消防應急照明和疏散指示系統/防火門監控系統/消防設備電源監控系統/電氣火災監控系統選型手冊.2022.05版
作者簡介：韓歡慶，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為用電安全管理的研發與應用
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