北京2019年8月28日 /美通社/ -- 面對(duì)電氣引發(fā)的火災(zāi)，到底該如何有效地防范，針對(duì)這一問題，建筑工程魯班聯(lián)盟胡紅松以施耐德電氣系列產(chǎn)品為例，深入地解讀電氣火災(zāi)的起因及有效的防范措施，將電氣火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)傷害降低。以下為施耐德電氣全文轉(zhuǎn)載建筑工程魯班聯(lián)盟胡紅松關(guān)于防范電氣火災(zāi)的博客文章。
2018年8月25日，震驚全國的哈爾濱“8·25”火災(zāi)事故造成多達(dá)20人死亡，事故原因就是風(fēng)機(jī)盤管機(jī)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(zāi)。這起嚴(yán)重的電氣火災(zāi)事故又一次為行業(yè)乃至社會(huì)敲響了警鐘。電氣火災(zāi)每年都在危害著人類的生命，而且情況愈發(fā)嚴(yán)重，如何全面有效地防范電氣火災(zāi)，成為行業(yè)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(nèi)，“電”都是引發(fā)火災(zāi)最重要的原因之一。在發(fā)達(dá)國家也至少有10%的火災(zāi)因電而起，而在中國，形勢(shì)尤為嚴(yán)重，約有30%的火災(zāi)由電氣系統(tǒng)出現(xiàn)問題導(dǎo)致。僅2011年至2016年間，我國共發(fā)生電氣火災(zāi)約52.4萬起，造成約3261人死亡、約2063人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失約92億余元，均占全國火災(zāi)總量及傷亡損失的30%以上；其中重特大電氣火災(zāi)約17起，占重特大火災(zāi)總數(shù)的近70%。
針對(duì)我國電氣火災(zāi)頻發(fā)的現(xiàn)狀，中國建筑電氣行業(yè)泰斗王厚余曾一針見血地指出：“多年來 , 我國對(duì)電氣火災(zāi)的防范工作大多只限于一般性的防火檢查 , 這與許多發(fā)達(dá)國家存在較明顯的差異。他們更側(cè)重依靠完善電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、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(fā)生。正是由于側(cè)重點(diǎn)的差異 , 造成可能導(dǎo)致今日我國電氣火災(zāi)此起彼伏 , 防不勝防的嚴(yán)峻局面?！?/p>
原因及對(duì)策
要從根本上杜絕電氣起火事故，就必須從本質(zhì)上探究電氣起火原因。簡單來說，電流通過導(dǎo)線是要產(chǎn)生熱量的，而且熱量隨電流增大呈幾何倍數(shù)增大：Q=0.24I2R，一旦發(fā)熱量過大導(dǎo)致線路或設(shè)備高溫，就會(huì)引起自燃或引燃導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生。
由于電氣系統(tǒng)的復(fù)雜性，電氣火災(zāi)原因也復(fù)雜多樣。構(gòu)成電氣系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)：電氣線路、用電設(shè)備、供配電設(shè)備等，只要是有電流通過，都有可能引發(fā)電氣火災(zāi)。中國電氣防火專業(yè)委員會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明：過載、短路、漏電、電弧導(dǎo)致溫度過熱等故障占電氣火災(zāi)起火原因的近90%。單單是由短路引起的火災(zāi)就占電氣火災(zāi)總數(shù)的約50%，具體到起火位置，電氣線路引起的火災(zāi)又占比超50%。
原因明晰后，防范措施就要從電氣系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)：電氣線路、用電設(shè)備、供配電設(shè)備以及系統(tǒng)監(jiān)控上，全面對(duì)過載、短路、漏電、電弧進(jìn)行保護(hù)及消除。
首先，打鐵還需自身硬，電氣系統(tǒng)的線路與設(shè)備自身要經(jīng)得起運(yùn)行考驗(yàn)。線纜要認(rèn)準(zhǔn)正規(guī)廠家以防假冒偽劣產(chǎn)品，避免線徑不足、線材摻假或絕緣耐火防護(hù)不合格。尤其是應(yīng)急消防回路等重要線路，更應(yīng)嚴(yán)格選用合規(guī)產(chǎn)品。配電箱柜內(nèi)集成了線路和電氣元器件，對(duì)電能進(jìn)行分配和控制，則要求質(zhì)量合格、布置合理、防護(hù)元件到位以及耐火等級(jí)符合要求。用電設(shè)備多種多樣，重點(diǎn)在于防范不因溫度升高或其他原因發(fā)生故障。
其次，針對(duì)電氣系統(tǒng)在長期的運(yùn)行中，不可避免會(huì)產(chǎn)生的過載、短路、漏電、電弧，要配置全面的保護(hù)元器件，做到防患于未然。
最后，通過電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)電氣系統(tǒng)安全運(yùn)行狀態(tài)有一個(gè)全局的實(shí)時(shí)監(jiān)控。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)用于監(jiān)控容易引發(fā)電氣火災(zāi)的電氣故障，可以為防火工作帶來很好的時(shí)效性和目的性。我國在GB50016-2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中明確了在諸如影劇院、館所、倉庫、住宅小區(qū)、醫(yī)院、商店、學(xué)校等等場(chǎng)所需要設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。利用監(jiān)控探測(cè)器、監(jiān)控單元、監(jiān)控主機(jī)這幾大功能模塊，組合出滿足不同電氣系統(tǒng)的火災(zāi)監(jiān)控體系，采集系統(tǒng)中各項(xiàng)被探測(cè)的數(shù)據(jù)，當(dāng)高于報(bào)警設(shè)定值時(shí)發(fā)出報(bào)警或控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)全面實(shí)時(shí)的整體防護(hù)。
那么，在實(shí)際工程應(yīng)用中，一個(gè)較全面地防范電氣火災(zāi)的系統(tǒng)配置是什么樣的？以建筑工程電氣系統(tǒng)中常用的施耐德電氣系列產(chǎn)品為例，針對(duì)引發(fā)電氣火災(zāi)的不同原因和觸發(fā)位置，基于施耐德電氣的 EcoStruxure 架構(gòu)，構(gòu)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(chǎn)品組合，從電氣系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)：電氣線路、用電設(shè)備、供配電設(shè)備以及系統(tǒng)監(jiān)控上，全面防范了過載、短路、漏電、電弧等故障引起的火災(zāi)。
環(huán)節(jié)一：電氣線路
隨著用電負(fù)荷的增長，原用于應(yīng)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(hù)方便等特點(diǎn)。施耐德電氣 I-LINE Z 耐火母線槽，采用工廠預(yù)制式設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)只需要進(jìn)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(zhì)量。產(chǎn)品符合 GA/T 537-2005 和 GB/T 7251.6-2015 標(biāo)準(zhǔn)，耐火時(shí)間不少于180分鐘，由高品質(zhì)銅導(dǎo)體、高絕緣性和耐熱性的絕緣層、低導(dǎo)熱耐高溫的隔熱層，耐火溫度可達(dá)1600℃的耐火層構(gòu)成，達(dá)到耐火隔熱和散熱的最佳平衡，并覆蓋630A到4000A電流，為火災(zāi)情況下消防設(shè)備提供可靠的電力供應(yīng)。
斷路器兼顧過載、短路、漏電保護(hù)，即“過電流保護(hù)”和“剩余電流動(dòng)作保護(hù)”，其重要性不言而喻。施耐德電氣擁有業(yè)內(nèi)最高等級(jí)的斷路器產(chǎn)品，包括 Compact NSX 系列、Masterpact MT/MTZ 系列、Acti 9 微型斷路器等，產(chǎn)品均具備高分?jǐn)嗪蛻?yīng)對(duì)嚴(yán)酷環(huán)境的能力，可為高規(guī)格電力應(yīng)用提供出色的保護(hù)和服務(wù)連續(xù)性。此外，利用施耐德電氣在數(shù)字化方面的優(yōu)勢(shì)，助其產(chǎn)品可集成電能測(cè)量、警報(bào)、診斷和通信等功能，有助于有效提高能源效率和網(wǎng)絡(luò)可靠性，實(shí)現(xiàn)更進(jìn)一步地火災(zāi)預(yù)防。
施耐德電氣 iARC 系列電弧故障保護(hù)電器采用高質(zhì)量材料制造，可安裝在絕大多數(shù)配電箱的DIN導(dǎo)軌上，通過持續(xù)分析大量的電氣參數(shù)，可檢測(cè)出會(huì)引發(fā)電氣火災(zāi)的故障電弧，并可在火焰出現(xiàn)前自動(dòng)切斷被保護(hù)電路，有效降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)；此外，施耐德電氣萬高的 WAFD 故障電弧探測(cè)器同樣擁有卓越性能，符合GB14287.4-2014標(biāo)準(zhǔn)，可在-10攝氏度到40攝氏度的溫度下正常工作，精準(zhǔn)判別故障電弧和工作電弧，更安全靈活，全方位智能監(jiān)控，有效降低由故障電弧帶來的安全隱患。
環(huán)節(jié)二：用電設(shè)備
在電子、工業(yè)、商業(yè)建筑等建筑中，由于要保持高效生產(chǎn)或持續(xù)控溫，高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)無處不在，因此確保電機(jī)不因溫度升高或其他原因發(fā)生故障，引發(fā)火災(zāi)，成為很多企業(yè)在安全方面考慮的重點(diǎn)。施耐德電氣TeSys GV 系列電動(dòng)機(jī)斷路器兼顧可靠性與易用性，并擁有獨(dú)特的脫口機(jī)構(gòu)，在安全的基礎(chǔ)上，為客戶提供了高分?jǐn)?、長壽命、多功能的電動(dòng)機(jī)保護(hù)方案，并預(yù)留設(shè)計(jì)變更空間；而 2019 年全新發(fā)布的 TeSys island 是一款全新的數(shù)字化電機(jī)控制與保護(hù)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)80A以下負(fù)載的控制、保護(hù)與能耗監(jiān)測(cè)，幫助用戶節(jié)省設(shè)計(jì)、布線和調(diào)試時(shí)間。
環(huán)節(jié)三：供配電設(shè)備
各類中低壓元器件往往需要集成于開關(guān)柜之中，通過連接共同發(fā)揮作用，因此，為了防止電氣火災(zāi)因各類原因而發(fā)生，可靠的中低壓配電成套設(shè)備也是各類場(chǎng)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(zhì)量卓越的開關(guān)設(shè)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(jīng)驗(yàn)，以 Prisma E 系列為例，切合中國市場(chǎng)情況，額定電流升至630A，以模塊化零件為基礎(chǔ)，可完美集成各類元件，組成優(yōu)質(zhì)、高性價(jià)比的標(biāo)準(zhǔn)化分配電系統(tǒng)應(yīng)用方案。此外，結(jié)合施耐德電氣獨(dú)有的授權(quán)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(xí)慣的設(shè)置。
環(huán)節(jié)四：系統(tǒng)監(jiān)控
施耐德電氣的 WEFP 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB14287-2014，通過國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心認(rèn)證并獲得 CCCF 證書，可對(duì)剩余電流、異常溫升、故障電弧、過電流、過電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)；精度高，響應(yīng)快速，通訊距離長；主機(jī)具備主備電源自動(dòng)切換功能；可集成儀表監(jiān)測(cè)功能，降低多系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜性，同時(shí)節(jié)省項(xiàng)目整體成本，而且操作便捷；可充分考慮系統(tǒng)自然泄漏電流，具備固有漏電補(bǔ)償功能，同時(shí)考慮工業(yè)環(huán)境復(fù)雜性，設(shè)計(jì)為傳輸數(shù)字量信號(hào)，可有效降低系統(tǒng)誤報(bào)警。
連接故障同樣是引發(fā)電氣火災(zāi)的高發(fā)原因，因此，除要保障接頭按規(guī)定鉸接、導(dǎo)線用絕緣膠布包裹、電氣設(shè)備出線要用銅鋁過渡接頭等絕對(duì)的規(guī)范操作外，對(duì)于防范因此類問題引發(fā)的火災(zāi)，還要加強(qiáng)對(duì)線路等方面的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)進(jìn)行處理。施耐德電氣在此方面除具有體系化的培訓(xùn)，還可基于 EcoStruxure 架構(gòu)與平臺(tái)提供從互聯(lián)互通的產(chǎn)品，到邊緣控制，再到應(yīng)用、分析與服務(wù)層面的一系列更具數(shù)字化的軟硬件及專業(yè)化服務(wù)，更全面地防范火災(zāi)地發(fā)生。例如利用 PowerTag 終端配電系統(tǒng)對(duì)線路各項(xiàng)電氣參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量和收集，對(duì)系統(tǒng)的潛在火情和熱度進(jìn)行持續(xù)地監(jiān)測(cè)，并通過 Facility Expert 千里眼專家或 PME 電能監(jiān)測(cè)軟件對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)一集中和可視化，讓運(yùn)營者對(duì)電力系統(tǒng)狀態(tài)一目了然，并根據(jù)建議進(jìn)行快速、恰當(dāng)?shù)奶幚?，避免火?zāi)發(fā)生。
協(xié)作
除了上述分析，我們也必須明確，電氣工程是多單位多環(huán)節(jié)整合完成的活動(dòng)，電氣系統(tǒng)全面防火的實(shí)現(xiàn)，始終是需要整個(gè)行業(yè)參與方的共同協(xié)作，涉及到設(shè)計(jì)院、成套廠商、施工單位以及使用單位等，任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都有可能導(dǎo)致事故的發(fā)生。屢屢頻發(fā)的電氣火災(zāi)事故案例調(diào)查結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的不合理、產(chǎn)品的不合格、施工的不合規(guī)以及使用的不重視，始終是聯(lián)合導(dǎo)致災(zāi)難發(fā)生的根源。
很多電氣火災(zāi)的發(fā)生是保護(hù)電器與電線電纜的不匹配造成的，諸如短路保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、 接地故障保護(hù)不滿足國家設(shè)計(jì)規(guī)范，且布線系統(tǒng)載流量沒有根據(jù)載流量校正系數(shù)進(jìn)行導(dǎo)線載流量修正等等。一起典型的因設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致電氣火災(zāi)發(fā)生的案例調(diào)查表明：斷路器的過負(fù)荷保護(hù)不滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，過載長延時(shí)整定電流與電纜的載流量嚴(yán)重不匹配，電纜長時(shí)間工作于過負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，但斷路器卻拒動(dòng)，導(dǎo)致絕緣加速老化；斷路器的短路保護(hù)不滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，瞬動(dòng)脫扣整定電流與電纜的線芯截面、線路長度嚴(yán)重不匹配，發(fā)生短路事故時(shí)，斷路器拒動(dòng)；斷路器的接地故障保護(hù)不滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，利用過電流保護(hù)兼作接地故障保護(hù)的動(dòng)作靈敏度不滿足要求，又未設(shè)置剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置，當(dāng)發(fā)生接地故障事故時(shí)，斷路器同樣拒動(dòng)……這些教訓(xùn)都在警示設(shè)計(jì)院工作人員，要具有電氣防火設(shè)計(jì)的意識(shí)，加強(qiáng)對(duì)技術(shù)規(guī)范的學(xué)習(xí)以及與項(xiàng)目關(guān)聯(lián)方的溝通，也不要把電氣設(shè)計(jì)隱患的發(fā)現(xiàn)寄希望于審圖機(jī)構(gòu)，而是要從自身提高認(rèn)識(shí)，負(fù)起責(zé)任，加強(qiáng)設(shè)計(jì)的校審，方能把電氣火災(zāi)隱患從源頭掐斷。
電氣成套設(shè)備是由成套廠商采購組裝完成的，電氣系統(tǒng)產(chǎn)品質(zhì)量的好壞很大程度上是由成套廠商決定的，而當(dāng)前電氣產(chǎn)品行業(yè)可謂是魚龍混雜，充斥著家庭作坊式的加工企業(yè)，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，這種現(xiàn)狀從屢屢曝光的“問題電纜”事件中便可見一斑。性能不合標(biāo)準(zhǔn)的電線電纜及設(shè)備，嚴(yán)重降低了電氣系統(tǒng)本該有的防火性能。成套廠商在面臨魚龍混雜的市場(chǎng)選擇時(shí)，經(jīng)常難以辨別原廠設(shè)備差別和等級(jí)，在柜體設(shè)計(jì)改造中難以保證規(guī)范性，從而留下電氣火災(zāi)隱患。因此，成套廠商不應(yīng)把自己只是定位于簡單的組裝廠，而應(yīng)從電氣事故防范主體的高度來服務(wù)客戶，重視電氣系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)，整合行業(yè)優(yōu)秀的電氣產(chǎn)品資源。
施工單位往往由于整體理論水平的不足，對(duì)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)等敏感度低，不能從原理上認(rèn)識(shí)到施工不當(dāng)對(duì)電氣火災(zāi)隱患的影響，現(xiàn)場(chǎng)違規(guī)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(shù)指導(dǎo)、工程驗(yàn)收敷衍了事。比如，在很多電氣火災(zāi)事故的背后，都存在電纜敷設(shè)不規(guī)范的影子，為追求空間利用率，電纜成束敷設(shè)導(dǎo)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(fā)生接地故障或短路，進(jìn)而引發(fā)電氣火災(zāi)；電線電纜敷設(shè)不注意防護(hù)措施，導(dǎo)致絕緣損壞；無證電工隨意上崗，且無電氣專業(yè)人員監(jiān)管以及驗(yàn)收，根本不顧國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求……目前國家已出臺(tái)多項(xiàng)政策，越來越重視施工人員技能培訓(xùn)及上崗資格要求，這也是解決當(dāng)前建筑工程施工不規(guī)范通病的根本辦法。
電氣系統(tǒng)是長期運(yùn)行的系統(tǒng)，問題的發(fā)生往往也是長期積累的結(jié)果，線路在使用過程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)絕緣老化或受損、以及接頭松動(dòng)等情況，過程維護(hù)對(duì)于防火安全至關(guān)重要。然而現(xiàn)狀是，使用單位往往不具備基本的電氣安全常識(shí)，電氣設(shè)備私接亂拉、電線電纜亂接亂放，使得電氣系統(tǒng)長時(shí)間在極端不利的狀態(tài)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(fā)生。在電氣安全使用方面，物業(yè)管理服務(wù)企業(yè)應(yīng)擔(dān)負(fù)其電氣安全隱患排查及教育責(zé)任，及時(shí)整改不符合安全標(biāo)準(zhǔn)的電線及電器設(shè)施設(shè)備，全面加強(qiáng)電氣安全使用意識(shí)。
豐富可靠的產(chǎn)品是實(shí)現(xiàn)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(chǎn)品檢測(cè)中心副主任丁宏軍曾指出：“電氣防火的發(fā)展趨勢(shì)，應(yīng)該是電氣防火與電氣設(shè)計(jì)、施工、選材，以及產(chǎn)品制造行業(yè)相互結(jié)合，互相促進(jìn)?！?/p>
在整合全行業(yè)參與方全面防范電氣火災(zāi)方面，有責(zé)任有遠(yuǎn)見的企業(yè)也正在為此深耕和實(shí)踐。施耐德電氣在使用完整可靠的電氣防火產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，正在聯(lián)動(dòng)整個(gè)行業(yè)生態(tài)圈，加強(qiáng)從事設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)維等工作人員的技能，提供支持，強(qiáng)化各環(huán)節(jié)的規(guī)范性：
電氣火災(zāi)的危害之大有目共睹，但電氣火災(zāi)絕不是不可避免的“頑疾”。在防范電氣火災(zāi)的未來之路上，全行業(yè)不同參與方應(yīng)攜起手來，不斷挖掘場(chǎng)景之需，提升產(chǎn)品性能，以高質(zhì)量創(chuàng)新，形成更加完善的智能配電解決方案，共同將火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)化于無形。
原文鏈接 《如何正確防范電氣火災(zāi)？我太難了！ -- “電”安全之防火篇》：http://www.sohu.com/a/336848476_304959?spm=smpc.author.fd-d.2.1566966101568uIjvgHT
