淺析工業(yè)建筑電氣火災原因及對策分析

任運業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：工業(yè)建筑在工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程中，會使用大量的電氣設備，電氣火災問題時有發(fā)生，一旦引起火災或爆炸事故，不僅對人員和設備造成巨大的損失，還可能導致生命安全事故發(fā)生。因此，文章深入研究工業(yè)建筑電氣火災原因，然后提出針對性的火災預防措施，希望可以為施工人員提供一些參考與借鑒，進而共同提升電氣線路火災的防控能力，推動建筑行業(yè)的健康長遠發(fā)展。

關鍵詞：工業(yè)建筑；電氣火災；原因分析；預防措施

0.引言

電氣火災事故的發(fā)生，其復雜性與危害性給社會帶來巨大的威脅。當火災發(fā)生后，大火會沿著電路快速蔓延，給后續(xù)救援帶來一定困難。通過深入探究火災發(fā)生原因，能夠幫助人員更好地認識潛在火災隱患，同時掌握合理的防范措施，有效降低故障發(fā)生的概率，進而保障財產(chǎn)與生命安全。

1.工業(yè)建筑電氣火災原因分析

1.1電氣設計不合理

在工業(yè)建筑中，電力線路分布繁雜，如果線路布置不合理，可能會導致線路過長、過于密集，增加了線路短路和過載的可能性。同時，線路布置不合理還可能使得線路與可燃物或易燃物接觸，一旦產(chǎn)生電弧或火花，容易引發(fā)火災。其次，電氣設備的選擇不當也是導致電氣火災的原因之一。選擇與實際工況不匹配的電氣設備可能會在使用過程中產(chǎn)生過熱或發(fā)生短路，增加了火災的風險。例如，選擇額定電流過小的電線或插座，無法承受所傳輸?shù)碾娏?，長期使用可能引發(fā)線路過載和火災。與此同時，如果電氣負荷計算錯誤，電氣系統(tǒng)可能無法提供足夠的電力保障，導致電氣設備過載工作，進而引發(fā)火災。此外，缺乏適當?shù)谋Ｗo措施，如過載保護、短路保護等，一旦出現(xiàn)電路故障或異常，短時間內(nèi)無法及時切斷電源，可能會導致電氣設備過熱、發(fā)生火災。

1.2絕緣老化和損壞

絕緣材料在電氣線路中起到隔離電流的作用，防止電流通過接觸其他金屬部件或周圍環(huán)境而引起火災。然而，長期使用、環(huán)境因素、過載和過熱等因素都可能導致絕緣材料的老化，從而降低其絕緣性能。隨著時間的推移和使用條件的變化，絕緣材料的物理和化學性質(zhì)會發(fā)生變化，瓦解、變脆或失去絕緣能力。當絕緣材料的絕緣性能下降時，可能會出現(xiàn)電流泄漏的情況，電流泄漏會導致電線周圍的溫度升高，進一步加劇絕緣材料的老化。在絕緣材料破裂或破損的地方，電流可能會發(fā)生短路，形成電弧，產(chǎn)生極gao的溫度和能量，引發(fā)火災。絕緣材料的損壞也可能導致電氣線路火災。絕緣材料可能會遭受物理損壞，如擠壓、彎曲或刮擦等。化學腐蝕也可能導致絕緣材料的損壞，例如酸性或堿性物質(zhì)的侵蝕。此外，動物等外部因素也可能對絕緣材料造成損壞，例如嚙咬或刮傷。當絕緣材料被損壞后，其絕緣性能下降，可能會導致電壓泄漏和電弧放電的發(fā)生，這些電弧和火花的存在增加了火災的風險。

1.3接地故障

接地故障比較隱蔽且難以發(fā)現(xiàn)，其引起火災的危險性也較大。接地故障引起電氣火災的原因主要有三個方面。首先，故障電壓可能會引發(fā)火災。當設備或電線發(fā)生接地故障時，可能會導致電壓異常升高，超過設備或線路所能承受的極限。這種異常電壓可能會引起電線、電纜或其他電氣設備外殼等部分發(fā)生電火花，從而引發(fā)火災。其次，故障電流也可能引起火災。接地故障會導致電流異常地流向大地，如果周圍存在易燃材料，例如生產(chǎn)相關的各種甲、乙、丙類物料等，當異常電流通過這些易燃材料時，可能會產(chǎn)生高溫和火花，引發(fā)火災。特別是當接地電阻很小或故障電流很大時，火災的風險會進一步增加。此外，接線端子連接錯誤也是可能引發(fā)火災的一種情況。如果在接線過程中發(fā)生錯誤，未正確連接零線和相線，電氣設備就無法正常運行。當接地故障發(fā)生時，接地電阻會變得很高，這樣在故障點附近會產(chǎn)生很大的短暫過電壓，如果設備周圍有易燃材料存在，這樣的過電壓可能引起火災。

1.4人為因素

在工業(yè)建筑電氣系統(tǒng)的使用中，工作人員的不規(guī)范操作和不當行為可能引發(fā)火災問題，他們可能沒有對電氣線路的技術參數(shù)進行準確測量，或者對電氣設備的運行狀態(tài)沒有進行全面的判斷。這種情況下，一些潛在的安全隱患可能被忽視，例如搭接的電線接觸不牢固、設備運行時溫度過高等，這些問題可能積累并終導致火災。其次，工作人員在日常操作中可能存在行為不當?shù)那闆r。比如，一些工作人員可能隨意更改電氣線路的布局，使用不符合標準的電纜或電氣元件，或者在電氣設備故障檢修時帶電作業(yè)。這些行為可能會破壞電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性，增加火災的風險。此外，一些員工可能會忽略安全操作規(guī)程，如在爆炸危險區(qū)域巡檢作業(yè)未釋放人體靜電或使用非防爆電氣設備等，這些違規(guī)行為都可能引發(fā)火災或爆炸事故。

1.5自然因素

在雷雨天氣中，大雨可能會對電氣線路和設備造成嚴重的影響，進而導致火災事故的發(fā)生。在雷雨天氣中，降雨量較大時，積水可能會淹沒地面上的電氣線路和設備，這種情況下，電氣線路和設備可能不能正常工作，甚至發(fā)生灼燒或短路現(xiàn)象。電線短路和設備的破裂可能會引發(fā)火災，尤其是當水與電氣設備的電流接觸時，電弧可能產(chǎn)生極gao的溫度，從而引發(fā)火災。同時，強烈的降雨可能導致電氣線路和設備受到嚴重的侵害，例如電線的絕緣材料被水侵蝕，設備的外殼破損等。這些異常情況可能導致電線漏電、電氣設備部件短路等問題，進而增加了火災的發(fā)生概率。此外，雷雨天氣中，雷電常常伴隨著強烈的雷擊，雷電可能直接擊中電氣設備或線路，引發(fā)火災。雷電的高能量和高溫可能導致設備破裂、電線短路等嚴重后果，進一步加劇了火災的風險。

2.工業(yè)建筑電氣火災預防措施

2.1優(yōu)化線路設計

相關人員應對設計圖紙進行詳細檢查，確保線路布局合理、合理并避免管道之間的相互碰撞。可以借助BIM（建筑信息模型）技術，模擬建筑內(nèi)部的線路排列，并優(yōu)化線路布局，從而降低線路交叉和干擾的可能性[5]。同時，在配電線路設計中，應仔細計算負荷需求，確保電氣設備能夠滿足工業(yè)建筑的實際用電需求。這樣可以避免過載情況的發(fā)生，減少電氣設備過熱引發(fā)火災的風險。其次，材料的選擇也是優(yōu)化線路設計的重要方面，特別是對于電線材質(zhì)、截面積、規(guī)格型號、耐火等級和絕緣等級等方面要嚴格按照標準要求進行選擇。適當選擇耐高溫、耐磨損、耐老化等性能良好的材料，可以提高線路的可靠性和安全性。此外，還應注意電線與其他材料的隔離，防止電線受到機械損壞或外力碰撞而導致火災。另外，還應設置并定期檢查火災自動報警系統(tǒng)和滅火設備，以便在火災發(fā)生時能夠及時報警和處置。

2.2善用電氣火災預警系統(tǒng)

在工業(yè)建筑中，電氣火災是一種常見而嚴重的安全隱患，為了更好地預防和控制電氣火災的發(fā)生，應當結(jié)合電氣火災預警系統(tǒng)進行快速預防與處理。如，可以引入消防電源監(jiān)控系統(tǒng)，其具有實時監(jiān)測功能、報警功能、轉(zhuǎn)發(fā)功能、主備電源監(jiān)控互投功能、數(shù)據(jù)存儲功能、自檢功能等多種特點，可以有效地提升火災預防能力，減少火災事故的發(fā)生。通過實時監(jiān)測功能，可以對電氣設備的工作狀態(tài)進行監(jiān)控和檢測，及時發(fā)現(xiàn)異常情況并進行報警，有效地防止因電氣設備故障導致的火災發(fā)生；而報警功能則能夠及時提醒相關人員，進一步加強對火災風險的預警和管理。同時，轉(zhuǎn)發(fā)功能可以將報警信息及時傳遞到相關部門或個人，加快故障處置的響應速度，保障消防電源可靠運行。在工業(yè)建筑中，存在主備電源的情況，消防電源監(jiān)控系統(tǒng)的主備電源監(jiān)控互投功能可以實現(xiàn)主備電源之間的實時切換和監(jiān)控，確保消防設備能夠持續(xù)供電，保障火災預防系統(tǒng)的正常運行。同時，數(shù)據(jù)存儲功能可以記錄和儲存歷史數(shù)據(jù)，為后期的數(shù)據(jù)分析和事故回溯提供有力的支持；而自檢功能能夠定期對消防電源監(jiān)控系統(tǒng)的各項功能進行自動檢查，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

與此同時，還可以引入電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，以實時監(jiān)測為基礎，準確地監(jiān)控電氣設備的溫度和電流信號等關鍵參數(shù)。通過對這些參數(shù)的監(jiān)控，系統(tǒng)可以及時感知到任何異常情況的發(fā)生，如電氣設備過熱、電流過載等，有助于提前發(fā)現(xiàn)火災隱患。同時，該系統(tǒng)還能夠監(jiān)測所涉及區(qū)域內(nèi)的溫度和電流信號等指標，通過對比分析，能夠更全面地了解工業(yè)建筑內(nèi)部的安全狀況。電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)還能處理各種電氣火災探測器的探測信號，這些火災探測器可以是溫度傳感器、煙霧探測器、圖像型感溫探測器等，能夠?qū)崟r地探測到電氣設備內(nèi)部的異常情況。當系統(tǒng)接收到這些探測器的信號并判斷其超過了預定的報警值時，自動發(fā)出警報信息，及時通知相關人員進行緊急處理和處置，將電氣火災隱患消滅在萌芽狀態(tài)，以避免火災事故的發(fā)生。

2.3安裝漏電保護以及接地保護

在實施漏電防護工作時，可以選擇額定漏電電流不大于30mA的漏電防護器作為主要解決方法。這種漏電防護器能夠及時地檢測到電流的偏差，一旦有漏電情況發(fā)生，漏電保護器會迅速切斷電源，從而避免潛在的風險。同時，在選擇漏電保護器時需要適應實際的電壓和電流要求，以保證其正常工作和防護效果。此外，直流限流熔斷器的能力也很重要，它能夠保護設備免受過大的電流沖擊。不同的電力線路和設備可能面臨不同的漏電隱患，因此應當根據(jù)實際情況選擇合適的漏電保護器進行防護。同時，合理規(guī)劃還能避免漏電和混亂現(xiàn)象的發(fā)生，從而降低火災隱患。

接地保護也是非常重要的一項工作，包括防雷防靜電接地、施工接地和維護接地等[7]。在防雷防靜電接地方面，關鍵是做好建筑物防雷、設備接地和防靜電接地，并且根據(jù)規(guī)范要求設置避雷針、避雷網(wǎng)格、人體靜電導除柱、防靜電跨接，配電箱設置電涌保護器，用以減少設備周圍的操作人員和設備受到雷電的威脅以及靜電導致的爆炸事故傷害。同時，在施工和維護過程中，通過電氣設備接地點與地面接地線或等電位接地端子箱可靠連接來降低風險的出現(xiàn)。施工保護零線與地面接地線相連可以有效降低故障的發(fā)生和危險程度。

2.4加強重點部位防護

在建筑電氣系統(tǒng)中，存在著一些重要的部位和設備，其安全運行對整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性至關重要。因此，針對這些重點部位，采取必要的防護措施是非常必要的。首先，電線和電纜一旦出現(xiàn)斷線、短路或接觸不良等問題，很容易引發(fā)火災，因此，需要保證電線和電纜的絕緣性能良好，可以使用防火、耐高溫的絕緣材料進行包覆，確保其可以承受電氣設備正常工作時的高溫和高電壓環(huán)境。其次，對于電氣設備和開關插座等設施，要加強過載和漏電保護[8]。通過安裝電動機保護器、熱繼電器和漏電保護器，可以在設備過載或發(fā)生漏電時自動切斷電源。電動機保護器和熱繼電器可以根據(jù)設備運行電流來判斷是否過載，漏電保護器可以檢測到漏電電流并切斷電源。這樣可以及時消除隱藏的火災隱患，保護設備和人員的安全。此外，對于火災風險較高的區(qū)域，還需要考慮使用防爆設備。例如，在易燃易爆物品生產(chǎn)和儲存區(qū)域，應選擇防爆型電氣設備，這些設備具有防爆特性，能夠在遇到火源時自動斷開電源，防止火災蔓延。這些措施的實施不僅可以保護設備的安全運行，也能夠保障人員的生命安全和財產(chǎn)的安全。

2.5提高操作人員的綜合素養(yǎng)

首先，可以引入權責與問責機制。建立起明確的責任分工，明確每個操作人員在電氣火災預防方面的職責和權力，并建立一套完善的問責機制，對不履行職責或故意違反規(guī)定的操作人員進行紀律處罰或組織調(diào)離等。這樣可以督促操作人員始終保持高度的警惕性和責任感，增強其防范意識，降低火災風險。其次，要定期對上崗員工進行培訓，對于同類工程的電氣火災事故案例，可以定期舉辦案例分析會議，對這些案例進行深入分析并總結(jié)經(jīng)驗教訓。同時，也能提醒操作人員時刻保持警惕，及時發(fā)現(xiàn)和解決潛在的安全隱患，以避免類似事故再次發(fā)生。此外，在建筑電氣施工階段，監(jiān)督人員應對現(xiàn)場施工情況和操作行為進行嚴格的監(jiān)督，及時糾正違章操作和不規(guī)范行為，確保施工過程符合相關操作規(guī)范和安全要求，從而減少電氣火災的發(fā)生。

3.安科瑞電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)

3.1概述

Acre1-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，是根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范標準由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數(shù)字化獨立運行的系統(tǒng)，已通過消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗的消防電子產(chǎn)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(chǎn)品在低壓配電系統(tǒng)中的安全正常運行，現(xiàn)均已批量生產(chǎn)并在全國得到廣泛地應用。該系統(tǒng)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(jiān)視，實現(xiàn)對電氣火災的早期預防和報警，當必要時還能聯(lián)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(jù)用戶的需求，還可以滿足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺或火災自動報警系統(tǒng)等進行數(shù)據(jù)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(yè)、重點消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領域。

3.3系統(tǒng)結(jié)構

3.4系統(tǒng)功能

1）監(jiān)控設備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時發(fā)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(xiàn)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。

2）當被監(jiān)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。

3）通訊故障報警：當監(jiān)控設備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障或探測器本身發(fā)生故障時，監(jiān)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(fā)出故障報警聲音。電源故障報警：當主電源或備用電源發(fā)生故障時，監(jiān)控設備也發(fā)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。

4）當發(fā)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(shù)據(jù)庫中，當報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。

3.5配置方案

4.結(jié)束語

工業(yè)建筑電氣火災的原因多種多樣，線路設計不合理、絕緣老化、接地故障以及人為因素是較為常見的原因。為了防范和控制電氣火災，應當優(yōu)化線路設計、善用電氣火災預警系統(tǒng)、安裝漏電保護和防雷防靜電接地保護、加強重點部位防護、提高操作人員的綜合素養(yǎng)等對策來減少火災的發(fā)生。只有全面落實這些對策，才能夠有效預防和控制工業(yè)建筑電氣火災的發(fā)生，確保人員和設備的安全。

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[9]安科瑞消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)/防火門監(jiān)控系統(tǒng)/消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)/電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)選型手冊.2022.05版

[10]張鵬飛.工業(yè)建筑電氣火災原因及對策分析

作者簡介：任運業(yè)，男，安科瑞電氣股份有限公司。