據(jù)國家能源局不久前公布的2020年全國火災(zāi)數(shù)據(jù)：全年因違反電氣安裝使用規(guī)定引發(fā)的火災(zāi)共8.5萬起，占總數(shù)的33.6%。
近年來我國的社會用電量持續(xù)上升，電氣類原因已經(jīng)連續(xù)多年強力影響我國火災(zāi)走勢，對人民群眾的人身安全和社會經(jīng)濟的發(fā)展構(gòu)成了極大的威脅。
“多年來 , 我國對電氣火災(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、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)重點的差異 , 造成了當下我國電氣火災(zāi)此起彼伏 , 防不勝防的嚴峻局面。——王厚余 中國建筑電氣行業(yè)泰斗”
原因分析
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，就會引起自燃或引燃導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生。
具體來說，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)委員會的統(tǒng)計數(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%。
防范措施
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)得起運行考驗。線纜要認準正規(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不合格。尤其是應(yīng)急消防回路等重要線路，更應(yīng)嚴格選用合規(guī)產(chǎn)品。配電箱柜內(nèi)集成了線路和電氣元器件，對電能進行分配和控制，則要求質(zhì)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(shè)備多種多樣，重點在于防范因溫度升高或其他原因發(fā)生的故障。
其次
針對電氣系統(tǒng)在長期的運行中，不可避免會產(chǎn)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(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，對整個電氣系統(tǒng)安全運行狀態(tài)有一個全局的實時監(jiān)控。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計用于監(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效性和目的性。我國在GB50016-2006《建筑設(shè)計防火規(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)校等場所需要設(shè)置的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。利用監(jiān)控探測器、監(jiān)控單元、監(jiān)控主機這幾大功能模塊，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)中各項被探測的數(shù)據(jù)，當高于報警設(shè)定值時發(fā)出報警或控制信號，實現(xiàn)全面實時的整體防護。
應(yīng)用實例
一個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
耐火母線槽
隨著用電負荷的增長，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，安裝與維護方便等特點。
施耐德電氣I-LINE Z 系列高電流耐火母線槽，采用工廠預(yù)制式設(shè)計，現(xiàn)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(zhì)量。產(chǎn)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(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1600℃ 的耐火層構(gòu)成，達到耐火隔熱和散熱的有效平衡，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)。
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(yè)內(nèi)最高等級的斷路器產(chǎn)品，包括 MasterPact MTZ系列斷路器、ComPacT NSX/NSXm系列斷路器、iC65N Vigi+斷路器等，均具備高分斷和應(yīng)對嚴酷環(huán)境的能力，可為高規(guī)格電力應(yīng)用提供出色的保護和服務(wù)連續(xù)性。此外，以施耐德電氣的Vigi系列為代表的漏電保護器(RCD)家族，能夠根據(jù)用戶需求與各種斷路器產(chǎn)品進行模塊化整合，給用戶帶來預(yù)智化的安全守護體驗。
電弧故障檢測裝置
施耐德電氣AFDD- iARC電弧故障保護裝置采用高質(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)，可檢測出會引發(fā)電氣火災(zāi)的故障電弧，并可在火焰出現(xiàn)前自動切斷被保護電路，有效降低火災(zāi)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(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
電機控制與保護系統(tǒng)
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，高負荷運轉(zhuǎn)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(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。
施耐德電氣TeSys GV系列電動機斷路器和TeSys D系列電動機繼電器兼顧可靠性與易用性，并擁有獨特的脫口機構(gòu)，在安全的基礎(chǔ)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(yù)留設(shè)計變更空間。值得一提的是，施耐德電氣還將在今年發(fā)布全新一代TeSys Giga系列和TeSys Deca系列數(shù)字化電機控制與保護系統(tǒng)，兩個產(chǎn)品系列均采用升級外殼材質(zhì)，具備更加優(yōu)異的耐火性能表現(xiàn)。
環(huán)節(jié)三：供配電設(shè)備
中低壓成套開關(guān)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)備也是各類場所中所必需的。
在低壓領(lǐng)域，施耐德電氣全新一代BlokSeT、Okken、PrismaSeT系列預(yù)智低壓成套設(shè)備，可實現(xiàn)包括持續(xù)熱監(jiān)測在內(nèi)的多種功能預(yù)制化搭載，集安全細節(jié)設(shè)計于一身，給用戶帶來全方位的數(shù)字化監(jiān)測和安全守護。
在中壓領(lǐng)域，施耐德電氣打造了PremSet中壓開關(guān)柜，能夠通過搭載包括Easergy TH110 自供電無線傳感器、Easergy MiCOM P3 繼電保護裝置、Vamp系列電弧光保護裝置等在內(nèi)的多款模塊化配件產(chǎn)品，實現(xiàn)柜體內(nèi)部的電纜連接熱數(shù)據(jù)監(jiān)測和弧光防護，全方位杜絕電氣火災(zāi)事故的發(fā)生。值得一提的是，該產(chǎn)品還是全球為數(shù)不多采用屏蔽式固體絕緣技術(shù)的開關(guān)設(shè)備。運用此創(chuàng)新技術(shù)的開關(guān)設(shè)備，在工作時表面不會產(chǎn)生電場分布，因此不會因環(huán)境影響導(dǎo)致固體絕緣表面老化，大大降低了內(nèi)部燃弧風險，給運維人員帶來了更加環(huán)保且安全的操作體驗。
環(huán)節(jié)四：系統(tǒng)監(jiān)控
持續(xù)熱監(jiān)測
施耐德電氣PowerLogic Thermal Tag系列無線溫度傳感器，適用于對各種關(guān)鍵現(xiàn)場連接進行持續(xù)熱監(jiān)測，例如電纜和匯流排連接。通過搭配EcoStruxure電能管理專家和EcoStruxure配電SCADA運營系統(tǒng)等邊緣控制軟件，可開展集中式監(jiān)測系統(tǒng)進行持續(xù)數(shù)據(jù)記錄和可視化，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)監(jiān)測、預(yù)警及事件報警、提醒操作員、趨勢可視化和歷史報告，全面規(guī)避因溫升帶來的火災(zāi)風險。
剩余電流檢測系統(tǒng)
在潮濕和粉塵污染的環(huán)境中，相線和地線之間的絕緣失效可能會導(dǎo)致電弧故障，盡管此電弧故障的密度較低，但仍然足以引起火災(zāi)。一些測試表明，即便是300mA的微小電流亦有引發(fā)火災(zāi)的風險。
施耐德電氣的絕緣監(jiān)測裝置(IMD)能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)絕緣電阻和泄漏電容的永久測量，以及當系統(tǒng)的絕緣電阻下降至低于設(shè)定閾值時發(fā)出預(yù)防性報警。利用施耐德電氣解決方案Vigilohm和EcoStruxure架構(gòu)與平臺軟件，當絕緣故障定位指示器(IFL)與絕緣監(jiān)測裝置相結(jié)合時，診斷速度會得到加快，因為它能夠?qū)崿F(xiàn)：對每條獨立支路/饋線的絕緣電阻和泄漏電容進行永久測量;當某條支路的絕緣電阻降低至設(shè)定閾值以下時發(fā)出報警，以便采取糾偏措施;利用系統(tǒng)軟件在圖表、趨勢分析和報告中對漏電電流或電阻可視化，從而實現(xiàn)持續(xù)的絕緣監(jiān)測。
電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)
施耐德電氣的 WEFP 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)符合國家標準 GB14287-2014，通過國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)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(jiān)測;精度高，響應(yīng)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(jiān)測功能，降低多系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜性，同時節(jié)省項目整體成本，而且操作便捷;可充分考慮系統(tǒng)自然泄漏電流，具備固有漏電補償功能，同時考慮工業(yè)環(huán)境復(fù)雜性，設(shè)計為傳輸數(shù)字量信號，可有效降低系統(tǒng)誤報警。
集成數(shù)字化軟件
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的規(guī)范操作外，對于防范因此類問題引發(fā)的火災(zāi)，還要加強對線路等方面的實時監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)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(xùn)，還可基于 EcoStruxure 架構(gòu)與平臺提供從互聯(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。比如施耐德千里眼運維專家(EcoStruxure Facility Expert)，可以實時查看配電設(shè)備運行狀態(tài)，并進行預(yù)防性維護和故障報警;千里眼資產(chǎn)顧問(EcoStruxure Asset Advisor)，能夠基于云架構(gòu)及大數(shù)據(jù)分析能力，充分發(fā)掘數(shù)據(jù)價值，從診斷項目部署到服務(wù)關(guān)系對接，從專業(yè)縝密的推送方案到細致完整的設(shè)備設(shè)施健康報告。又還有PME電能質(zhì)量管理軟件可以實現(xiàn)絕緣監(jiān)測狀態(tài)實時數(shù)據(jù)顯示，針對絕緣故障、故障位置(各饋線)和互感器電氣故障等事件進行報警。
此外，施耐德電氣還推出了EcoStruxure Power Device 中低壓應(yīng)用程序，這款專為運維人員近場作業(yè)打造的應(yīng)用程序，可通過NFC連接的方式幫助運維人員在設(shè)備現(xiàn)場收集由 Masterpact MTZ 斷路器反饋的數(shù)據(jù)。即使是在無電源或脫扣情況下，它仍能從測量或保護設(shè)置中獲取關(guān)鍵數(shù)據(jù)實現(xiàn)本地監(jiān)控，也可以在設(shè)備發(fā)生斷電時，快速恢復(fù)供電，減少設(shè)備停機時間，實現(xiàn)全天候高效設(shè)備管理服務(wù)。
電氣火災(zāi)的預(yù)防是一個系統(tǒng)工程，我們不僅要高度重視電氣火災(zāi)預(yù)防工作，制定積極措施，還要確保電氣設(shè)備的安全、電能的有序供應(yīng)，從而保障人們的生命與財產(chǎn)安全。施耐德電氣從選型設(shè)計到安裝再到工藝，考慮到產(chǎn)品的每一個細節(jié)，嚴格按照標準和流程執(zhí)行，致力于為客戶提供可信的產(chǎn)品、可控的操作，打造更加安全的電氣環(huán)境。無危則是安，無損則為全。希望大家都可以增強電氣火災(zāi)防范意識，為自己，為他人，為美好社會的明天而努力!
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