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淺談電氣火災事故的原因與預防措施

更新時間:2023-02-22  |  點擊率:723
摘要:當前,電力已成為人們生活中的一部分,但是,在人們的生產和生活中用電不當往往會導致建築物發生電氣火災事故。麵對嚴峻的電氣火災形勢,為保障建築用電安全,文章對建築電氣火災事故的主要原因進行分析,並提出相應的預防措施,為同類工程提供參考。
關鍵詞:建築電氣火災;事故原因;預防措施
1建築電氣火災事故原因分析
(1)短路火災

在建築電氣係統運行期間,受外部環境與(yu) 動物啃食等因素影響,出現短路故障,電源通向用電設備的導線未經過負載而直接連接,進而產(chan) 生較大的短路電流,電流瞬間釋放大量熱量,引發絕緣燒毀、導體(ti) 變形損壞、金屬熔化、可燃物燃燒等一係列問題,最終引發建築火災。而電氣火災的主要機理包括接觸不良、炭化路徑短路、擊穿空氣放電、過負荷、熱顆粒噴濺、固體(ti) 液體(ti) 絕緣擊穿、絕緣過熱等,如圖釘刺穿導體(ti) 造成的接觸不良,短接電路受到磁場作用與(yu) 金屬加熱影響產(chan) 生的預期電弧,出現短接故障時在短接部位噴濺的熱顆粒。

以炭化路徑短路故障為(wei) 例,由於(yu) 電流通過自身或是受外加作用而產(chan) 生的炭化路徑。這一故障的產(chan) 生機理主要體(ti) 現在三方麵:第一,在物質上方施加熱源加熱物質與(yu) 出現建築火災時,電路在高溫條件下容易出現炭化現象。第二,在線路持續出現表麵電弧放電與(yu) 電火花現象時,隨著時間推移,導致兩(liang) 個(ge) 導體(ti) 之間的空氣充分拉弧,且後者將具有高溫和相當大的破壞性,最終形成炭化路徑。第三,如果兩(liang) 相導線間橫穿絕緣形成潮濕、受汙染的路徑時,容易出現潮濕炭化路徑電弧。

此外,還可將短路故障分為(wei) 三相短路、兩(liang) 相短路與(yu) 接地故障。不同故障的表現形式有所不同,以接地故障為(wei) 例,在連接導體(ti) 與(yu) 相導體(ti) 處於(yu) 異常電接觸狀態,故障相電壓變為(wei) 0,並構成係統短路時,可以判定為(wei) 出現單相接地故障。

(2)過載

受製作工藝、安裝質量等因素影響,存在過電流問題,使得線路處於(yu) 過載運行狀態,熱導體(ti) 工作溫度增加,加快線路老化速度,導致絕緣強度下降。在線路老化至一定程度,或是長時間處於(yu) 過載運行狀態時,將造成絕緣擊穿,出現短路故障。同時,在係統運行期間線路電壓異常波動時,在器件中產(chan) 生不規則電壓,當實際電壓值超過額定值時,引發介電擊穿與(yu) 短路故障,而在線路設備老化程度過於(yu) 嚴(yan) 重時,更容易在電壓波動時造成絕緣擊穿,出現建築電氣火災事故。此外,可以將過電壓故障分為(wei) 大氣過電壓、工頻過電壓、諧振過電壓和操作過電壓四類故障。以工頻過電壓故障為(wei) 例,在係統運行期間,如果突然改變電網運行方式,受到變電容影響,會(hui) 產(chan) 生長線路電容效應,使得線路電壓增加,這類故障具有持續時間長和過電壓倍數低的特征。

(3)漏電

漏電是由於(yu) 線路絕緣部位損壞或是自然老化等原因引發的電流泄漏故障,在泄漏部位產(chan) 生電弧與(yu) 電火花,通過釋放大量熱量而引燃周圍可燃物。針對這一問題,可以使用電筆等工具接觸帶電體(ti) ,如果電筆的指示燈長時間處於(yu) 點亮狀態,則表明出現漏電故障,反之,則表明帶電體(ti) 處於(yu) 靜電狀態。

(4)不同性質短路火災

在出現短路故障時,根據短路間另一端導體(ti) 電位的短路接觸狀態,可以將短路引起的建築電氣火災分為(wei) 金屬性短路和電弧性短路兩(liang) 種性質。其中,金屬性短路故障表現為(wei) ,故障短路兩(liang) 處導體(ti) 接觸點在高溫條件下產(chan) 生熔化現象,使得短路變為(wei) 導電金屬,產(chan) 生較大的短路電流,這一故障的產(chan) 生原因包括短路操作時間保護過長、短路裝置故障失效。例如,在所配置熔斷器的材質質量不達標,或是熔斷器老化程度較為(wei) 嚴(yan) 重時,無法發揮出應有作用,使得短路電流燒傷(shang) 線路,出現線芯燒紅外露與(yu) 引燃可燃物等問題。為(wei) 預防金屬性短路故障的出現,可以在線路中設置鋁、鐵線材的熔斷器裝置,通過調整熔絲(si) 連接情況來控製短路操作時間。

電弧性短路故障是在導體(ti) 斷開與(yu) 接入電路過程中,如果電源電壓值較高,將會(hui) 產(chan) 生高溫陣列與(yu) 電弧,從(cong) 絕緣狀態切換至導電狀態,這一現象被稱作為(wei) 氣體(ti) 放電現象,而所出現的電弧則是氣體(ti) 放電的一種形式。與(yu) 此同時,在電弧形成期間,將會(hui) 持續釋放大量的熱能,將局部溫度提高至3000℃左右,進而引燃周圍的可燃物,嚴(yan) 重時出現金屬熔化與(yu) 蒸發現象,有較高可能引發建築電氣火災。此外,在出現短路接地故障與(yu) 雷過電壓問題時,也將產(chan) 生電弧放電現象,出現電弧性短路故障。

(5)接觸不良

在建築電氣係統中,導電性電路是由一定數量的導電元件所組成,各導電元件之間通過機械連接方式保持導電接觸狀態,這一現象被稱作為(wei) 電接觸現象。然而,在部分建築電氣工程中,受到人為(wei) 、工藝、環境等多方麵因素影響,偶爾出現電氣連接不當現象,導電元件間的實際接觸麵積小於(yu) 設計麵積,或是在接觸焊點表麵附著灰塵汙漬,設備機械連接鬆動,造成導電元件接觸不良,最終引發建築電氣火災事故。

(6)電氣線路設計負荷與使用負荷不匹配

在部分建築工程中,受設計因素影響,往往存在電氣線路設計負荷與(yu) 實際使用負荷不匹配的問題,在電氣設備與(yu) 線路運行期間,實際荷載超過額定值與(yu) 可承受範圍,長時間處於(yu) 過載運行狀態,不但加快了線路設備的老化速度,同時,還有可能引發絕緣擊穿、線路燒損、引燃周圍可燃物等一係列問題的出現。

(7)設備存在安全隱患

在部分建築電氣工程中,電氣設備與(yu) 線路自身存在安全隱患,以某工程為(wei) 例,一方麵,沒有正確認識到設備質量管理工作的重要性,在入場環節,僅(jin) 對設備外觀質量、規格型號與(yu) 生產(chan) 許可證等資料文件進行審核檢查,並未對設備內(nei) 部結構情況進行檢查,也沒有開展設備單體(ti) 調試試驗,致使部分存在質量缺陷的設備被投入使用。另一方麵,施工人員沒有嚴(yan) 格遵循相關(guan) 規範安裝電氣設備與(yu) 敷設線路,存在設備安裝位置偏差、導電元件接觸不良、高溫設備與(yu) 易燃物間隔過小等問題,在建築電氣係統運行期間,存在安全隱患。

2建築電氣火災事故的有效預防措施
(1)加強設備管理

在建築電氣安裝工程中,為(wei) 預防電氣故障,應加強設備管理力度,禁止安裝存在質量缺陷的設備。首先,在入場環節,對電氣設備與(yu) 線纜的結構質量進行檢查,開展單體(ti) 設備試運行試驗,從(cong) 中隨機抽取少量線纜等材料作為(wei) 試樣,將試樣送至實驗室檢測,根據試驗與(yu) 檢測結果,退回存在質量缺陷的設備材料。其次,在電氣設備安裝完畢後,依次開展設備單體(ti) 試運行與(yu) 聯合調試試驗,發現與(yu) 處理設備潛在故障,確保設備安裝質量達標。最後,在工程驗收環節,對施工成果質量進行全麵性檢測,重點檢查是否存在線路接線錯誤、設備安裝位置偏移、導線接頭缺乏保護、端子壓線過多等質量問題,要求施工班組對其進行返工處理,確定電氣安裝質量達到設計要求與(yu) 工程建設標準後,再將建築電氣工程交付使用。

(2)日常維護保養與定期檢修

首先,做好線路設備的日常維護保養(yang) 工作,清除設備線路表麵附著的灰塵汙漬,恢複設備線路運行狀態,預防電氣故障與(yu) 建築火災事故的出現。例如,清掃電路板表麵的灰塵汙漬,如果電路板灰塵受潮不易清掃,則使用*清洗電路板,將清洗後的電路板進行幹燥處理,祛除潮氣,避免電路板在受潮狀態下出現漏電故障。同時,對電氣設備與(yu) 線路的運行狀態進行監測,記錄實時運行數據,將其與(yu) 額定值和曆史運行數據進行對比分析,以此來判斷建築電氣係統和單體(ti) 設備的實時運行狀況,在發現異常情況時,及時組織開展故障診斷與(yu) 檢修作業(ye) ,在必要情況下斷開故障設備與(yu) 非故障部位的連接,控製故障影響範圍和受損程度,避免出現建築電氣火災。

其次,考慮到部分電氣故障具有隱蔽性特征,很難通過目視檢查與(yu) 數據分析方法來發現全部的電氣故障與(yu) 安全隱患。因此,需要定期開展全麵性檢修工作,在停機狀態下更換老舊破損與(yu) 絕緣擊穿的線路,將電氣設備拆解為(wei) 若幹部件,對各部件的磨損情況進行檢查處理,對鬆動的零部件進行緊固處理。待全部問題均得到妥善處理後,再恢複建築電氣係統的正常運行狀態,藉此消除電氣安全隱患與(yu) 設備線路潛伏故障。

(3)加強重點部位防護

為(wei) 預防短路、漏電、過載運行、接觸不良等常見電氣故障的出現,需要對建築電氣係統中的重點部位采取防護措施,在係統處於(yu) 異常狀態時,自動執行相應的保護動作,從(cong) 而起到切斷故障部分與(yu) 係統連接,或是恢複設備線路的正常運行。例如,在線路中設置過載保護裝置,裝置將持續對線路運行狀態進行監測,當電源線路出現過載運行現象,致使保護器工作溫度異常升高時,將自動觸發過載保護裝置的保護動作,對超出負荷的行為(wei) 進行保護,如啟動電源設備自動斷開供電功能。同時,也可在係統中設置漏電保護器,當係統的實際漏電值超過設定值後,漏電保護器將自動切斷電源,並發出報警信號。

(4)故障仿真分析與預防

考慮到多數電氣故障的發生遵循特定規律,可以提前開展故障仿真分析試驗,模擬不同工況條件下的電氣係統運行狀況及過程,基於(yu) 仿真分析結果來準確判斷各類電氣故障乃至建築電氣火災事故的出現規律、產(chan) 生原因、所造成具體(ti) 影響,在其基礎上針對性采取預防措施,以及製定事故應急處理方案。例如,在兩(liang) 相接地短路故障仿真分析試驗中發現,在主線路上的電壓波形與(yu) 電流波形一致時,容易在變壓器高壓側(ce) 與(yu) 低壓側(ce) 出現兩(liang) 相間短路故障,進而導致變壓器工作溫度異常升高,在問題嚴(yan) 重時出現變壓器燒毀與(yu) 全部用電設備停止工作的現象。最終,選擇將主線路的電壓與(yu) 電流波形監測作為(wei) 識別兩(liang) 相接地短路故障的主要手段。

(5)設備在線監測與故障自動識別

一些電氣故障在早期階段呈現出明顯特征,如線路電流電壓值異常波動、工作溫度升高、發出異常聲響、釋放電弧等,且電氣故障形成與(yu) 出現建築電氣火災之間存在時間差,如果在時間差內(nei) 發現並解決(jue) 電氣故障,可以有效控製故障造成的損失,避免出現建築火災。

憑借這一特性,可選擇引入在線自動監測技術,在建築電氣係統中設置若幹種類與(yu) 數量的傳(chuan) 感器,持續對實時電流值、電壓值、設備運行參數等要素進行監測識別,並對周邊環境進行感知。隨後,裝置將采集現場監測信號上傳(chuan) 至係統處理,將信號轉換後的監測數據與(yu) 額定值進行對比分析,準確判斷建築電氣係統與(yu) 單體(ti) 設備的實時運行狀況,將實時信息發布給管理者。最後,當監測到異常狀況時,自動對故障類型與(yu) 產(chan) 生原因進行診斷,向管理人員發送報警信號,快速組織開展設備檢修工作,將診斷報告作為(wei) 製定檢修計劃的主要依據。

(6)構建火災預警平台

基於(yu) 物聯網開發建築火災預警平台,在建築室內(nei) 外區域中布置一定數量的信息傳(chuan) 感裝置,持續對溫度、空氣濕度與(yu) 空氣成分等要素進行監測采集。如此,在平台運行期間,將持續調用並讀取溫度、煙霧濃度、濕度等數據,將監測數據與(yu) 額定值進行對比分析,判斷是否超過閾值,如果任意一項或多項數據超過安全閥值時,表明出現建築電氣火災事故,平台將自動發出警報,通過網絡向管理人員、消防部門發送相關(guan) 信息,快速組織開展現場救援工作,快速撲滅與(yu) 有效控製火勢。

與(yu) 此同時,在出現建築電氣火災事故時,火災預警平台還將通過信息傳(chuan) 感裝置,在三維模型中實時反映建築火勢蔓延範圍與(yu) 記錄相關(guan) 數據,便於(yu) 現場救援工作的開展,以及對建築電氣火災事故出現原因的分析,將其為(wei) 依據對建築電氣管理體(ti) 係和具體(ti) 的預防措施方案進行改進,預防電氣故障與(yu) 火災事故的反複出現。

(7)健全技術規範與管理體係

近年來,隨著科技水平的不斷提高,在建築工程中使用了大量的新型電氣設備,建築電氣係統運行水平得到明顯提升。然而,在相關(guan) 技術規範與(yu) 電氣管理體(ti) 係中,卻並未對新型設備的技術標準、操作流程進行明確規定,致使設備安裝質量與(yu) 運行狀態受到人為(wei) 主觀因素影響,存在安全隱患。因此,需要定期對建築電氣工程的相關(guan) 技術規範和設備運維管理體(ti) 係進行完善補充,為(wei) 設備安裝、調試運行、維護保養(yang) 、故障診斷與(yu) 檢修等具體(ti) 活動的開展提供明確依據。

(8)人員管理

人員是開展建築電氣設備安裝與(yu) 電氣運行維護等活動的主體(ti) ,如果工作人員的專(zhuan) 業(ye) 素養(yang) 不達標,或是缺乏安全生產(chan) 意識,將會(hui) 形成新的安全隱患,提高建築電氣火災事故與(yu) 電氣故障的出現概率。因此,加強人員管理力度,采取以下措施,減少人為(wei) 因素對建築用電安全造成的影響:第一,引入權責與(yu) 問責機製。明確劃分各部門人員的職責範圍與(yu) 工作內(nei) 容,如電氣設備線路的日常維護保養(yang) 內(nei) 容。如此,既可以確保預防措施與(yu) 管理計劃得到貫徹執行,同時,在受到人為(wei) 因素影響出現建築電氣火災事故時,可以對相關(guan) 責任人進行追責懲處。第二,事故案例分析。定期舉(ju) 辦案例分析會(hui) 議,對同類工程的電氣火災事故案例進行深入分析,如分析事故的直接、間接、根本、原因,探討各類建築電氣火災事故的正確處理措施,不斷總結建築電氣運維管理與(yu) 事故預防的工作經驗。第三,行為(wei) 監督。在建築電氣施工階段,對現場施工情況與(yu) 操作行為(wei) 進行監督,及時糾正違章操作等不規範行為(wei) ,及時發現並消除安全隱患與(yu) 質量問題。隨後,在建築電氣運維管理階段,對設備線路日常維護、定期檢修、故障診斷等工作的開展情況進行監督記錄,要求工作人員嚴(yan) 格遵循相關(guan) 操作規範。

3安科瑞電氣火災監控係統
(1)概述

Acre1-6000電氣火災監控係統,是根據國家現行規範標準由星空体育彩票手机版下载官网最新研發的全數字化獨立運行的係統,已通過國家消防電子產(chan) 品質量監督檢驗中心的消防電子產(chan) 品試驗認證,並且均通過嚴(yan) 格的EMC電磁兼容試驗,保證了該係列產(chan) 品在低壓配電係統中的安全正常運行,現均已批量生產(chan) 並在全國得到廣泛地應用。該係統通過對剩餘(yu) 電流、過電流、過電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與(yu) 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餘(yu) 電流、溫度和故障電弧等超標的配電回路;並根據用戶的需求,還可以滿足與(yu) AcreIEMS企業(ye) 微電網管理雲(yun) 平台或火災自動報警係統等進行數據交換和共享。

(2) 應用場合

適用於(yu) 智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(ye) 、國家重點消防單位以及石油化工、文教衛生、金融、電信等領域。

(3)係統結構
(4)係統功能

監控設備能接收多台探測器的剩餘(yu) 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“複位"按鈕或觸摸屏的“複位"按鍵遠程對探測器實現複位。對於(yu) 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,控製輸出繼電器閉合,用於(yu) 控製被保護電路或其他設備,當報警消除後,控製輸出繼電器釋放。

通訊故障報警:當監控設備與(yu) 所接的任一台探測器之間發生通訊故障或探測器本身發生故障時,監控畫麵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,並發出故障報警聲音。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並顯示故障信息,可進入相應的界麵查看詳細信息並可解除報警聲響。

當發生剩餘(yu) 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(chu) 在數據庫中,當報警解除、排除故障時,同樣予以記錄。曆史數據提供多種便捷、快速的查詢方法。

(5) 配置方案
 
4結語

綜上所述,為(wei) 預防和減少建築電氣火災事故的出現,保證建築電氣係統安全穩定運行。因此,掌握建築電氣火災事故的主要產(chan) 生原因,落實預防措施,不斷對建築電氣管理體(ti) 係進行完善補充,強化電氣設備日常維護與(yu) 監督管理力度,進一步提高我國的建築電氣火災鑒定與(yu) 預防水平。