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浅析低压线路常见电气火灾原因及对应的预防措施

更新时间:2024-07-10 点击次数:75

摘要:为保证电力能源供应的稳定,减少火灾的出现,本文分析了低压电路出现电气火灾的常见原因,并给出相应的预防措施。

关键词:低压线路;电气火灾;短路;线路过载

0.引言

低压线路指经配电变压器将高压10kV降低到380V以下的电气线路。低压电器通常指在交流电压1200V或直流电压1500V以下工作的电器,常见的低压器有开关、熔断器、接触器、漏电保护器和继电器等。低压电路引发的电气火灾是我国常见火灾类型之一,为抑制火灾的发生,需要综合分析影响火灾发生的原因并制定预防措施。

1.低压线路常见电气火灾的原因

低压线路会因为不同原因而引发电力火灾。比如,某电力企业的低压线路使用的是架空电路,并选择了配套的电缆,而线路敷设的环境既包括城镇,也有自然环境,敷设方式采用架空敷设,由于线路与设备长期暴露在环境中,且施工中存在人为失误,导致某些线路的表面出现破损,有些导线甚至已断裂,由此引发了电气火灾。可见,客观分析发生电气火灾的原因,并对火灾事故进行认定。

1.1原因

1)线路短路

线路短路是电气火灾的主要原因之一,电路出现短路会让电流交叉,提升线路的电压,引发火灾。线路出现短路的原因有很多,比如绝缘层长期暴露在外部环境中,受外部环境影响其绝缘作用减小,或是裸电线的安装位置过低,搬运金属物品时不小心碰触,固定线路的金属物掉落,导致电路垮接,以及电线机械强度较差,受外力拉扯后断落到地面或其他线路上等,这些都可能让电路发生混电,进而引发火灾[2]。例如,2115年12月25日绍兴上虞某酒店用于圣诞节活动的圣诞树突然起火,圣诞树主要由塑料和聚乙烯材料搭建,约两层楼高,经事故调查后认定,是装饰灯的线路短路引燃了圣诞树上的装饰物,从而引发火灾。

  1. 接触不良

接触不良是导线之间的连接、导线和设备之间的衔接等出现接触不牢的情况。一旦出现接触不良,在形成通电回路的情况下,会让某些位置的温度不断上升,破坏线路的绝缘层,粉尘与接通电力的电缆线接触后,形成火灾。这类火灾是消防预防的难点与重点,在实际操作中,只有技术水平较高的工作人员才能发现接触不良的位置。

  1. 线路漏电

线路因长期暴露在环境中,受周围环境影响,外部表皮会自然老化,出现磨损,而人为对线路的破坏也会让绝缘作用失效。在这种情况下,线路接通电流后,电流会从线路的破损处外流,与周围环境的实体材料、空气中的可燃物直接接触,缓慢形成高温,引燃可燃物。在实际生活中,如果不使用专业工具很难发现漏电,而人体接触漏电位置后,会因为电流的击打造成损伤,另外,漏电也会增加电量的使用,需增加用电支出。

  1. 线路的电力过载

如果线路的电流超出原定荷载量,电压大于安全电压,可能使线路的电流增加,某些位置的温度不断上升,引发电线燃烧,而电线燃烧后会点燃周围的易燃物体。出现线路过载的原因有:完成线路安装后,电线可承载的电压较小,且电阻的增加降低了电流的速度;电线超负荷运转,在同一个插座上连接多个较大功率的电器,导致电流不稳;电线穿管直径较小,延长了线路散热的时长,当达到一定温度后,线路发生自燃。例如,2014年2月14日慈溪市某展馆发生火灾,模型电气线路出现故障,展馆东南处的沙盘模型和大型多媒体LED显示屏起火,过火面积达300多平方米。

1.2原因的认定

基于上述火灾原因进行火灾认定,根据原因给出终结论,明确各当事人需要承担的责任,按照有关法律法规对主要责任人与单位给予处罚。同时,终责任确定后,保险公司可根据结论决定是否理赔。且行政单位与个人可从中总结经验,完善内部消防措施,增强防护意识。

对于认定要点的分析,从形成火灾的原因、线路的通电情况等方面展开论述。首先,火灾发生具备先决条件,即在起火点的周围形成了电流回路,出现线路漏电,且整条线路处于通电状态,存在电路故障,电路故障产生的能量达到引发火灾的标准。火灾出现后,会按照特定的规律向周围蔓延。其次,对线路通电情况的分析,是确定起火线路的前端有电流经过,并用专业设备完成对现场的勘验,检查开关的开闭。其中,开关开闭状态的分析是确定火灾原因的重要因素之一,如果开关相对完整,通过观察即可知其开闭状态,但如果已严重烧毁,则可以通过刀闸、插销等进行判断。再次,现场勘验时按照程度进行,包括两点,一是配电盘检查,通过对外部、盘面、盘后等位置的检查可判断其状态,找到引起火灾的证据,二是线路检查,检查电路型号与敷设方式及线路所在的环境,检查整体线路接点的数量等。后,进行调查访问与现场基本情况分析,前者是向负责线路敷设的工作人员等询问电路敷设的整体情况,确定线路周围环境中可燃物的数量,检查保护装置,后者是检查线路是否存在短路或燃烧后熔断的问题,判断其熔断特征。

对起火原因的认定有三个步骤,分别是现场资料的搜集、技术鉴定与调查。

短路火灾的认定:对于这类情况,是发现起火点周围有出现短路的点,并发现熔痕,而出现短路的回路需与火场保持一定的距离,绝缘层没有破损。确定这些证据后,由技术人员进行技术鉴定,以从中发现与短路特征一致的熔痕。通过对周围居民、电力公司的走访,确定火灾发生过程中电器出现运行不稳定的情况,火灾发生区域的电压有明显的上升。

接触不良的认定:在现场发现故障接头的残留,并检查各导线、设备之间的接头是否完好,并收集固定连接的钉、垫片等。技术人员检查接头处是否有燃烧后形成的碳渣与燃烧溶解,垫片等表面是否有电火花灼烧的痕迹,并根据现场情况判断接头的连接方式。通过调查了解火灾现场是否有大功率机器,搜集线路的安装、检修情况。

漏电情况的认定:对于这类情况,是找到现场的起火点、漏电点、接地点等,并在现场搜集相关物证,经分析后完成认定工作。

线路过度负载的认定:重要的是现场取证,即在现场的室内外找到残留的导线,根据导线外观、接头的状态判断原因并给出结论。

2.低压线路常见电气火灾的综合预防

虽然采取了预防措施,但由于缺少相关的法规,管理不足等,影响了预防的效果。我国还未建立完善的行政法规,技术法规内容单一,采用的管理措施与实际情况有很多出入;工作人员的安全意识和工作素养都有待增强,技术措施不完善。基于此,为增强常见电气火灾的预防,可从以下几个方面着手。

2.1建立健全法律法规

需根据现有的规章制度,结合电气安全管理相关内容,制定完善的安全管理行政规章,着重突出预防电气火灾发生的要点及操作时的基本要求,同时,要明确追责制度的建立,要求供电、设计、维护等部门切实履行自己的职责。规章制度制定时要注意的是,内容的提出在保证利益的基础上,保证企业利益,多部门协调配合,确保制度内容的科学性与合理性。各地方管理部门应结合当地的基本情况,参照行政规章的内容,因地制宜,制定符合本地的安全用电规章制度。在地方的规章制度内,包含的内容有防火设计的方法与规范,规范使用的技术,并要求防火设计结束后将其作为标准进行验收。

2.2优化管理,加大管理力度

首先,实现多部门联合,让多个部门共同参与安全用电的管理工作。其次,要求负责设计、施工与检验的单位与部门接受资格审核,由于设计或安装、检验不到位而发生火灾的,需对负责的部门给予处罚。再次,对建设的单位和使用的个人进行再教育,并审核其是否有使用的资格,提升其对故障的预防能力。此外,根据电气工程的变化制定新的管理制度,从源头消除隐患。后,定期检测电气工程,及时发现存在的安全隐患并消除。

2.3引入技术,加大技术研究力度

技术的引入可以让技术人员用更优的方式完成电气工程的检测,提高工作效率,在引进技术的同时,要针对不同的情况研发新的技术,并把技术在实际工作中应用。根据电气工程周围环境的不同使用相关技术,比如在公共场所内,为了控制火势的蔓延,可以把阻燃、耐火的电缆作为线路,提升线路的耐燃性。同时,电气工程在不同性质建筑中的应用需要对线路的电压、电力进行实时监测,可在工程中加入电路保护器装置。此外,可以进行以下操作:在建筑中使用红外测温仪、超声探波仪等设备,定期进行预防检查;研发电弧故障断路器,减少电弧性短路的出现;在工程的配电装置中加入过热探测装置,如果线路出现局部过热或电流过大,可及时预警;根据以往出现的火灾类型建立危险评估体系,评估不同火灾类型的危险性,并不断尝试提升评估体系的可靠性;优化火灾痕迹的鉴定技术。

2.4加强教育培训

对于短路的预防,是优化对线路绝缘层的保护。在敷设电路时,可以用不同方式引导导线,尽量避免导线直接暴露在环境中,如果导线周围的环境较差,需用不同的措施加以保护。如果导线要经过温度较高的环境,应尽可能避开,并用防火槽等装置进行保护。发生电路短路后需要马上切断电源,控制火势的蔓延,在电源没有切断前不可用水灭火。此外,选择导线截面的大小时保证截面可承载的流量超过线路的额定流量。

对于漏电故障的处理,是确保绝缘层完好的情况下,安装漏电保护开关,并在安装前与安装后进行检查,如果线路发生漏电,开关会及时关闭,避免火灾发生。同时,应在建筑内部设置监控系统,因为建筑内部有大量的电气设备,通过监控系统实时了解这些设备的运行状态,能够及时发现设备运行的异常,在一时间消除火灾隐患,优化对电气设备的保护。另外,电路系统中会使用大量的PE线,为预防其发生漏电,可以在整条线路设计中设置多个接地点,如果其他位置的线路发生漏电,形成的高压会随着电路流入PE线内,以保护整个电力系统。

对于接触不良的预防,是在线路安装过程中确保每个导线的接头都连接紧密,可用绝缘胶带保护,如果导线位于室外,需在导线表面做防水处理。安装结束后,需由专业人员检查,并在特定位置涂抹变色漆等材料,通过观察变色漆颜色的变化,以及时发现问题。

3.安科瑞电气火灾监控系统

3.1概述

Acre1-6000电气火灾监控系统,是根据现行规范标准由安科瑞电气股份有限公司研发的全数字化独立运行的系统,已通过消防电子产品质量监督检验的消防电子产品试验认证,并且均通过严格的EMC电磁兼容试验,保证了该系列产品在低压配电系统中的安全正常运行,现均已批量生产并在全国得到广泛地应用。该系统通过对剩余电流、过电流、过电压、温度和故障电弧等信号的采集与监视,实现对电气火灾的早期预防和报警,当必要时还能联动切除被检测到剩余电流、温度和故障电弧等超标的配电回路;并根据用户的需求,还可以满足与AcreIEMS企业微电网管理云平台或火灾自动报警系统等进行数据交换和共享。

3.2应用场合

适用于智能楼宇、高层公寓、宾馆、饭店、商厦、工矿企业、重点消防单位以及石油化工、文教卫生、金融、电信等领域。

3.3系统结构

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3.4系统功能

  1. 监控设备能接收多台探测器的剩余电流、温度信息,报警时发出声、光报警信号,同时设备上红色“报警"指示灯亮,显示屏指示报警部位及报警类型,记录报警时间,声光报警一直保持,直至按设备的“复位"按钮或触摸屏的“复位"按键远程对探测器实现复位。对于声音报警信号也可以使用触摸屏“消声"按键手动消除。

222

  1. 当被监测回路报警时,控制输出继电器闭合,用于控制被保护电路或其他设备,当报警消除后,控制输出继电器释放。

  2. 通讯故障报警:当监控设备与所接的任一台探测器之间发生通讯故障或探测器本身发生故障时,监控画面中相应的探测器显示故障提示,同时设备上的黄色“故障"指示灯亮,并发出故障报警声音。电源故障报警:当主电源或备用电源发生故障时,监控设备也发出声光报警信号并显示故障信息,可进入相应的界面查看详细信息并可解除报警声响。

111

  1. 当发生剩余电流、超温报警或通讯、电源故障时,将报警部位、故障信息、报警时间等信息存储在数据库中,当报警解除、排除故障时,同样予以记录。历史数据提供多种便捷、快速的查询方法。

事件页面

3.5配置方案

应用场合

型号

产品照片

功能

消防控制室

Acrel-6000/B

适用于1~4条通信总线多可连接256个探测器,可适用于壁挂安装的场所。

Acrel-6000/Q

适用于大型组网,壁挂式监控主机数量较多且需集中查看的场所,主要监测壁挂主机信息。

一、二级

低压配电

ARCM200L-Z2

三相(I、U、kW、Kvar、kWh、Kvarh、Hz、cos中),视在电能、四象限电能计量,单回路剩余电流监测,4路温度监测,2路继电器输出,4路开关量输入,事件记录,内置时钟,点阵式LCD显示,2路独立RS485/Modbus通讯

ARCM200L-J8

8路剩余电流监测,2路继电器输出,4路开关量输入,事件记录,内置时钟,点阵式LCD显示,1路RS485/Modbus通讯

ARCM300-J1

1路剩余电流监测,4路温度监测,1路继电器输出,事件记录,LCD显示,1路RS485/Modbus通讯

AAFD-□

检测末端线路的故障电弧,485通讯,导轨式安装。

ASCP200-□

短路限流保护、过载保护、内部超温限流保护、过欠压保护、漏电监测、线缆温度监测,1路RS485通讯,1路GPRS或NB无线通讯,额定电流为0-40A可设。

短路限流保护、过载保护、内部超温限流保护、过欠压保护、漏电监测、线缆温度监测,1路RS485通讯,1路NB或4G无线通讯,额定电流为0-63A可设。

配套附件

AKH-0.66

测量型互感器,采集交流电流信号

AKH-0.66/L

剩余电流互感器,采集剩余电流信号

ARCM-NTC

温度传感器,采集线缆或配电箱体温度

4.结束语

综上,低压线路电气火灾会造成大量的经济损失和伤亡,对于电厂或其他建筑来说,为实现安全生产,需分析发生火灾的原因,采用技术分析完成认定,基于此给出应对方案,以保证电力设备的安全,减少电气火灾的发生。

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