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如何正確防范北京電氣火災?我太難了!——“電”安全之防火篇

作者: 消防改造 時間:2020-04-07 來源:未知
摘要:如何正確防范 北京電氣火災 ?我太難了!電安全之防火篇 2018年8月25日,震驚全國的哈爾濱825火災事故造成多達20人死亡,事故原因就是風機盤管機組電氣線路短路形成高溫電弧,引燃...

  如何正確防范北京電氣火災?我太難了!——“電”安全之防火篇
 
  2018年8月25日,震驚全國的哈爾濱“8·25”火災事故造成多達20人死亡,事故原因就是風機盤管機組電氣線路短路形成高溫電弧,引燃周圍塑料綠植裝飾材料并蔓延成災。這起嚴重的電氣火災事故又一次為行業乃至社會敲響了警鐘。電氣火災每年都在危害著人類的生命,而且情況愈發嚴重,如何全面有效地防范電氣火災,成為行業亟待反思及解決的問題。
 
  的確,無論在中國還是在全球范圍內,“電”都是引發火災最重要的原因之一。在發達國家也至少有10%的火災因電而起,而在中國,形勢尤為嚴重,約有30%的火災由電氣系統出現問題導致!據統計,僅2011年至2016年間,我國共發生電氣火災約52.4萬起,造成約3261人死亡、約2063人受傷,直接經濟損失約92億余元,均占全國火災總量及傷亡損失的30%以上;其中重特大電氣火災約17起,占重特大火災總數的近70%!
 
  針對我國電氣火災頻發的現狀,中國建筑電氣行業泰斗王厚余曾一針見血地指出:“多年來 , 我國對電氣火災的防范工作大多只限于一般性的防火檢查 , 這與許多發達國家存在較明顯的差異。他們更側重依靠完善電氣系統的設計、安裝和管理來消除電氣起火的隱患 , 從根本上杜絕電氣起火事故的發生。正是由于側重點的差異 , 造成可能導致今日我國電氣火災此起彼伏 , 防不勝防的嚴峻局面。”
 
  原因及對策
 
  要從根本上杜絕電氣起火事故,就必須從本質上探究電氣起火原因。簡單來說,電流通過導線是要產生熱量的,而且熱量隨電流增大呈幾何倍數增大:Q=0.24I2R,一旦發熱量過大導致線路或設備高溫,就會引起自燃或引燃導致火災發生。
 
  由于電氣系統的復雜性,電氣火災原因也復雜多樣。構成電氣系統的各環節:電氣線路、用電設備、供配電設備等,只要是有電流通過,都有可能引發電氣火災。中國電氣防火專業委員會的統計數據表明:過載、短路、漏電、電弧導致溫度過熱等故障占電氣火災起火原因的近90%。單單是由短路引起的火災就占電氣火災總數的約50%,具體到起火位置,電氣線路引起的火災又占比超50%。
 
  原因明晰后,防范措施就要從電氣系統的各環節:電氣線路、用電設備、供配電設備以及系統監控上,全面對過載、短路、漏電、電弧進行保護及消除。
 
  首先,打鐵還需自身硬,電氣系統的線路與設備自身要經得起運行考驗。線纜要認準正規廠家以防假冒偽劣產品,避免線徑不足、線材摻假或絕緣耐火防護不合格。尤其是應急消防回路等重要線路,更應嚴格選用合規產品。配電箱柜內集成了線路和電氣元器件,對電能進行分配和控制,則要求質量合格、布置合理、防護元件到位以及耐火等級符合要求。用電設備多種多樣,重點在于防范不因溫度升高或其他原因發生故障。
 
  其次,針對電氣系統在長期的運行中,不可避免會產生的過載、短路、漏電、電弧,要配置全面的保護元器件,做到防患于未然。
 
  最后,通過電氣火災監控系統,對整個電氣系統安全運行狀態有一個全局的實時監控。電氣火災監控系統設計用于監控容易引發電氣火災的電氣故障,可以為防火工作帶來很好的時效性和目的性。我國在GB50016-2006《建筑設計防火規范》中明確了在諸如影劇院、館所、倉庫、住宅小區、醫院、商店、學校等等場所需要設置電氣火災監控系統。利用監控探測器、監控單元、監控主機這幾大功能模塊,組合出滿足不同電氣系統的火災監控體系,采集系統中各項被探測的數據,當高于報警設定值時發出報警或控制信號,實現全面實時的整體防護。
 
  應用示例
 
  那么,在實際工程應用中,一個較全面地防范電氣火災的系統配置是什么樣的?以建筑工程電氣系統中常用的施耐德電氣系列產品為例,針對引發電氣火災的不同原因和觸發位置,基于施耐德電氣的EcoStruxure 架構,構建一整套安全可靠、智能高效,且覆蓋中低壓配電的軟硬件產品組合,從電氣系統的各環節:電氣線路、用電設備、供配電設備以及系統監控上,全面防范了過載、短路、漏電、電弧等故障引起的火災。
 
  環節一:電氣線路
 
  · 耐火母線槽
 
  隨著用電負荷的增長,原用于應急與消防回路的耐火電纜逐漸被耐火母線槽取代。耐火母線槽具備體積小,使用壽命長,安裝與維護方便等特點。施耐德電氣 I-LINE Z 耐火母線槽,采用工廠預制式設計,現場只需要進行簡單的拼裝即可,比起市面上常見的以澆注式樹脂母線為主的耐火母線槽,安裝簡便,并充分保證了施工質量。產品符合 GA/T 537-2005 和 GB/T 7251.6-2015 標準,耐火時間不少于 180 分鐘,由高品質銅導體、高絕緣性和耐熱性的絕緣層、低導熱耐高溫的隔熱層,耐火溫度可達 1600℃ 的耐火層構成,達到耐火隔熱和散熱的最佳平衡,并覆蓋 630A 到 4000A 電流,為火災情況下消防設備提供可靠的電力供應。
 
  I-LINE Z 耐火母線槽
 
  · 多系列斷路器
 
  斷路器兼顧過載、短路、漏電保護,即“過電流保護”和“剩余電流動作保護”,其重要性不言而喻。施耐德電氣擁有業內最高等級的斷路器產品,包括 Compact NSX 系列、Masterpact MT/MTZ 系列、Acti 9 微型斷路器等,產品均具備高分斷和應對嚴酷環境的能力,可為高規格電力應用提供出色的保護和服務連續性。此外,利用施耐德電氣在數字化方面的優勢,助其產品可集成電能測量、警報、診斷和通信等功能,有助于有效提高能源效率和網絡可靠性,實現更進一步地火災預防。
 
  Compact NSX 系列斷路器
 
  Masterpact MTZ 系列斷路器
 
  · 電弧故障檢測裝置
 
  施耐德電氣 iARC 系列電弧故障保護電器采用高質量材料制造,可安裝在絕大多數配電箱的 DIN 導軌上,通過持續分析大量的電氣參數,可檢測出會引發電氣火災的故障電弧,并可在火焰出現前自動切斷被保護電路,有效降低火災風險;此外,施耐德電氣萬高的 WAFD 故障電弧探測器同樣擁有卓越性能,符合 GB14287.4-2014 標準,可在 -10°C 到 40°C 的溫度下正常工作,精準判別故障電弧和工作電弧,更安全靈活,全方位智能監控,有效降低由故障電弧帶來的安全隱患。
 
  iARC 系列電弧故障保護電器
 
  WAFD故障電弧探測器
 
  環節二:用電設備
 
  · 電機控制與保護系統
 
  在電子、工業、商業建筑等建筑中,由于要保持高效生產或持續控溫,高負荷運轉的電機無處不在,因此確保電機不因溫度升高或其他原因發生故障,引發火災,成為很多企業在安全方面考慮的重點。施耐德電氣TeSys GV 系列電動機斷路器兼顧可靠性與易用性,并擁有獨特的脫口機構,在安全的基礎上,為客戶提供了高分斷、長壽命、多功能的電動機保護方案,并預留設計變更空間;而 2019 年全新發布的 TeSys island 是一款全新的數字化電機控制與保護系統,可實現對 80A 以下負載的控制、保護與能耗監測,幫助用戶節省設計、布線和調試時間。
 
  TeSys GV 系列電動機斷路器
 
  環節三:供配電設備
 
  · 中低壓成套開關設備
 
  各類中低壓元器件往往需要集成于開關柜之中,通過連接共同發揮作用,因此,為了防止電氣火災因各類原因而發生,可靠的中低壓配電成套設備也是各類場所中所必需的。無論是中壓還是低壓部分,施耐德電氣都擁有多系列質量卓越的開關設備,包括 Okken、Blokset、Prisma iPM、Prisma E 等系列,均擁有超過 20 年的本地化使用經驗,以 Prisma E 系列為例,切合中國市場情況,額定電流升至 630A,以模塊化零件為基礎,可完美集成各類元件,組成優質、高性價比的標準化分配電系統應用方案。此外,結合施耐德電氣獨有的授權合作模式,可充分迎合成套廠商的需求,更符合本地客戶使用習慣的設置。
 
  Okken 智能低壓開關柜
 
  Blokset 智能低壓開關柜
 
  環節四:系統監控
 
  · 電氣火災監控系統
 
  施耐德電氣的 WEFP 電氣火災監控系統符合國家標準 GB14287-2014,通過國家消防電子產品質量監督檢驗中心認證并獲得 CCCF 證書,可對剩余電流、異常溫升、故障電弧、過電流、過電壓進行監測;精度高,響應快速,通訊距離長;主機具備主備電源自動切換功能;可集成儀表監測功能,降低多系統設計復雜性,同時節省項目整體成本,而且操作便捷;可充分考慮系統自然泄漏電流,具備固有漏電補償功能,同時考慮工業環境復雜性,設計為傳輸數字量信號,可有效降低系統誤報警。
 
  WEFP 電氣火災監控系統
 
  · 集成數字化軟件
 
  連接故障同樣是引發電氣火災的高發原因,因此,除要保障接頭按規定鉸接、導線用絕緣膠布包裹、電氣設備出線要用銅鋁過渡接頭等絕對的規范操作外,對于防范因此類問題引發的火災,還要加強對線路等方面的實時監測,一旦發現異常,及時進行處理。施耐德電氣在此方面除具有體系化的培訓,還可基于 EcoStruxure 架構與平臺提供從互聯互通的產品,到邊緣控制,再到應用、分析與服務層面的一系列更具數字化的軟硬件及專業化服務,更全面地防范火災地發生。例如利用 PowerTag 終端配電系統對線路各項電氣參數進行精準測量和收集,對系統的潛在火情和熱度進行持續地監測,并通過Facility Expert 千里眼專家或 PME 電能監測軟件對數據統一集中和可視化,讓運營者對電力系統狀態一目了然,并根據建議進行快速、恰當的處理,避免火災發生。
 
  協作與整合
 
  除了上述分析,我們也必須明確,電氣工程是多單位多環節整合完成的活動,電氣系統全面防火的實現,始終是需要整個行業參與方的共同協作,涉及到設計院、成套廠商、施工單位以及使用單位等,任何環節出現問題,都有可能導致事故的發生。屢屢頻發的電氣火災事故案例調查結果表明,設計的不合理、產品的不合格、施工的不合規以及使用的不重視,始終是聯合導致災難發生的根源。
 
  · 設計的不合理
 
  很多電氣火災的發生是保護電器與電線電纜的不匹配造成的,諸如短路保護、過負荷保護、 接地故障保護不滿足國家設計規范,且布線系統載流量沒有根據載流量校正系數進行導線載流量修正等等。一起典型的因設計不合理導致電氣火災發生的案例調查表明:斷路器的過負荷保護不滿足設計規范要求,過載長延時整定電流與電纜的載流量嚴重不匹配,電纜長時間工作于過負荷運行狀態,但斷路器卻拒動,導致絕緣加速老化;斷路器的短路保護不滿足設計規范要求,瞬動脫扣整定電流與電纜的線芯截面、線路長度嚴重不匹配,發生短路事故時,斷路器拒動;斷路器的接地故障保護不滿足設計規范要求,利用過電流保護兼作接地故障保護的動作靈敏度不滿足要求,又未設置剩余電流動作保護裝置,當發生接地故障事故時, 斷路器同樣拒動……這些教訓都在警示設計院工作人員,要具有電氣防火設計的意識,加強對技術規范的學習以及與項目關聯方的溝通,也不要把電氣設計隱患的發現寄希望于審圖機構,而是要從自身提高認識,負起責任,加強設計的校審,方能把電氣火災隱患從源頭掐斷。
 
  · 產品的不合格
 
  電氣成套設備是由成套廠商采購組裝完成的,電氣系統產品質量的好壞很大程度上是由成套廠商決定的,而當前電氣產品行業可謂是魚龍混雜,充斥著家庭作坊式的加工企業,產品質量參差不齊,這種現狀從屢屢曝光的“問題電纜”事件中便可見一斑。性能不合標準的電線電纜及設備,嚴重降低了電氣系統本該有的防火性能。成套廠商在面臨魚龍混雜的市場選擇時,經常難以辨別原廠設備差別和等級,在柜體設計改造中難以保證規范性,從而留下電氣火災隱患。因此,成套廠商不應把自己只是定位于簡單的組裝廠,而應從電氣事故防范主體的高度來服務客戶,重視電氣系統技術研發,整合行業優秀的電氣產品資源。
 
  · 施工的不合規
 
  施工單位往往由于整體理論水平的不足,對法規、標準等敏感度低,不能從原理上認識到施工不當對電氣火災隱患的影響,現場違規操作的情況比比皆是:無證電工隨意操作、電氣安裝欠缺技術指導、工程驗收敷衍了事。比如,在很多電氣火災事故的背后,都存在電纜敷設不規范的影子,為追求空間利用率,電纜成束敷設導致電纜散熱不良、載流量下降,又致使絕緣老化加劇,最終絕緣損壞、擊穿發生接地故障或短路,進而引發電氣火災;電線電纜敷設不注意防護措施,導致絕緣損壞;無證電工隨意上崗,且無電氣專業人員監管以及驗收,根本不顧國家標準規范的要求……目前國家已出臺多項政策,越來越重視施工人員技能培訓及上崗資格要求,這也是解決當前建筑工程施工不規范通病的根本辦法。
 
  · 使用的不重視
 
  電氣系統是長期運行的系統,問題的發生往往也是長期積累的結果,線路在使用過程中不可避免地會出現絕緣老化或受損、以及接頭松動等情況,過程維護對于防火安全至關重要。然而現狀是,使用單位往往不具備基本的電氣安全常識,電氣設備私接亂拉、電線電纜亂接亂放,使得電氣系統長時間在極端不利的狀態下工作、電線電纜絕緣老化或損壞,使得過載、短路、漏電、電弧等問題頻繁發生。在電氣安全使用方面,物業管理服務企業應擔負其電氣安全隱患排查及教育責任,及時整改不符合安全標準的電線及電器設施設備,全面加強電氣安全使用意識。
 
  豐富可靠的產品是實現目的的工具,而上述各參與方的人,才是工具的集成者和使用者。國家消防電子產品檢測中心副主任丁宏軍曾指出:“電氣防火的發展趨勢,應該是電氣防火與電氣設計、施工、選材,以及產品制造行業相互結合,互相促進。”
 
  在整合全行業參與方全面防范電氣火災方面,有責任有遠見的企業也正在為此深耕和實踐。施耐德電氣在使用完整可靠的電氣防火產品的基礎上,正在聯動整個行業生態圈,加強從事設計、制造、安裝、運維等工作人員的技能,提供支持,強化各環節的規范性:
 
  ? 定期提供創新的產品、市場趨勢、法規信息及解決方案,幫助掌握合規且有效的電氣火災防范技術,優化定制方案的設計能力;加強合作伙伴與項目關聯方合作,獲取更精準的用戶需求,提高效率,優化成本,設計符合項目設備特點、系統特性及配置屬性,且具備可靠防火能力的方案,提升贏單概率。
 
  ? 提供安全可靠,性能出眾且高度合規的低壓配電元器件及成套設備;配合完善培訓,加強設備改造規范性,排除火災發生隱患;通過數字化工具及全生命周期服務,加強與最終用戶溝通,實時監測設備狀態,避免電氣火災,保障生產現場的的安全及穩定供電。
 
  ? 以標準化且符合當地法規、行業標準的產品系列,使安裝流程更加規范、便捷,有效避免因產品問題、最初安裝不當、使用不當引起電氣系統火災;數字化工具及專業運維團隊,加強對系統各部分的長期監測,徹底消滅因絕緣老化、斷路器和保護裝置失效等問題帶來的火災風險。
 
  電氣火災的危害之大有目共睹,但電氣火災絕不是不可避免的“頑疾”。在防范電氣火災的未來之路上,全行業不同參與方應攜起手來,不斷挖掘場景之需,提升產品性能,以高質量創新,形成更加完善的智能配電解決方案,共同將火災風險化于無形。北京電氣火災

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