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建筑电气火灾原因分析及防范措施

 发布时间:2022-03-31 点击量:63

王兰

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

 

【摘要】随着经济和科技的快速发展,建筑业以及建筑电气得到了充分的发展。建筑中电气的应用极大地提高了人们的生活质量。但是,作为一种先进的自动化系统,建筑电气不可避免地容易产生一些火灾事故。针对这种情况,就如何进行防范是作了探讨。

【关键词】建筑电气;火灾原因;防范措施

 

1 建筑电气火灾原因分析

随着用电设备的增多,电气火灾隐患大量潜存。这些隐患具有一定的隐蔽性和潜伏期,一旦发生,极易造成恶性火灾。我国电气火灾专业委员会的统计数据表明:漏电、过载、短路、接触不良导致温度过热等故障占电气火灾起火原因的90%。

1)漏电火灾。顾名思义,漏电火灾主要是因为导线的绝缘性因机械损伤或者陈旧老化而出现绝缘性降低,从而产生漏电的问题。

2)短路火灾。短路的问题往往是由于交流电路的导线直接碰触连接,电流不经过任何用电设备和电阻而出现的火灾现象。这种情况容易造成电流的急剧增大,从而导致电流过大而产生较高的热量,甚至能够达到数千摄氏度。这种高温容易造成易燃物的燃烧,继而引发火灾。

3)过负荷火灾。电气线路的安装、施工存在违章操作及无证操作现象。大量的火灾事实表明,一些场所和单位在对电气线路安装和施工时,没有遵照操作规程和要求,随意增加用电设备,导致用电负荷超过设计容量。一定材料和一定大小横截面积的电线有一定的安全载流量。如果选用了不合规格的保险丝,电路的超负载不能及时发现,隐患就会变成灾患。

 

2 建筑电气火灾防范措施

在建筑电气火灾的防范中,我们首先需要认识到电气火灾的特点。电气火灾与其他的火灾不同的是,其往往具有隐蔽性。所以,这就需要我们从多方面综合处理,全面把握,实现建筑电气火灾的防范。

1设计和安装。首先,在设计中,应考虑依据用电设备的特性、特点及使用场所的不同来配置线路的管线和线路的保护装置。线路的管线及保护装置应根据用电设备的实际情况科学计算、合理配置。其次,在安装过程中,要充分注重安全问题。对于导线和电缆的绝缘设定必须依据电网的额定电压来设置,尤其是在建筑较为潮湿和不易发现的地点,应严格根据相关要求进行,避免出现导线的绝缘破坏,并且多尘等地点要做好套管和打扫工作。

2)正确使用。使用过程中必须根据相关使用规范来应用,科学选用电气线路。根据具体的生活需求选用电气线路,避免自行接线等问题。电线的选择不能过细,必须根据电流标准进行选择。安装过程中需要注意导线与导线之间,导线与建筑物构建以及电气设备之间必须符合一定的间距。

3)检查检查工作对于线路的安全尤为重要,因为线路在长期的使用过程中难免出现破坏问题,这就需要对线路问题进行定期检查。用户不得随意更换保险丝。在检查工作中,要对连接点的牢固问题重点检查,并且线路附近不可存放易燃物品。

4)监测。随着现代科技的发展,如何借助现代科技手段,有效预防监控电气火灾事故的发生,已成为近年消防行业研究的重大课题。为了预防和减少电气火灾,国家高度重视这个问题。在国家标准《高层民用建筑设计防火规范》和《建筑设计防火规范》里,明确要求在多种建筑物中安装电气火灾监控系统,并大力推广使用。电气火灾监控系统,特点在于漏电监控方面属于先期预报警,可以低御各种信号的电磁干扰。所以,系统对传输总线的定性和实时性具有较高的要求。与传统火灾自动报警系统不同的是,电气火灾监控系统早期报警是为了避免损失,而传统火灾自动报警系统是为了减少损失。这也是为什么不管是新建或是改建工程项目,尤其是已经安装了火灾自动报警系统的单位,仍需要安装电气火灾监控系统的根本原因所在。

 

3 安科瑞电气火灾监控云系统架构和硬件选型

安科瑞电气推出的电气火灾监控云系统采用研发的剩余电流互感器、温度传感器和电气火灾探测器、故障电弧探测器和电气防火限流式保护器,对引发电气火灾的主要因素(导线温度、电流、剩余电流、故障电弧等)进行不间断的数据与统计分析,并将发现的各种隐患信息及时推送给学校管理人员,指导学校实现时间的排查和治理,达到潜在电气火灾隐患,实现“防患于未然"的目的。

用户可以利用PC、手机、平板电脑等多种终端实现对平台的访问,查询包括系统信息、实时数据、报记录等在内的各种信息,使用方便。利用该系统为用户提供的低成本服务,能有提升企业的消防管理和电气设备水平,防范重大恶性火灾财产损失、尤其是重大恶性人员伤亡责任的发生。

本系统的整体结构如图所示:

image.png 

3.1硬件配置:

平台服务器:建议按照我方提供配置标准购买,或者客户自己租用阿里云资源。

推荐硬件配置:(如申请阿里云可忽略)

序号

名称

型号、规格

单位

数量

备注


平台部分





1

数据服务器

DellR730CPU:E5-2620内存:32G硬盘容量:4*1.2T(SAS1万转2.5英寸小盘)RAID5

1

甲供,供参考

2

WEB服务器

DellR730CPU:E5-2603内存:16G硬盘容量:3*300G(SAS1万转2.5英寸小盘)RAID5

1

甲供,供参考

3

打印机


1

甲供

4

工业网络交换机

华为(HUAWEI)S1728GWR-4P-AC,企业级24口千兆交换机

1

甲供,供参考

现场硬件配置

方案一:100A以下回路,开口式互感器

序号

名称

型号、规格

单位

数量

备注

1

用电管理云模块(2G/4G/NB)

ARCM300T-Z-2G/4G/NB,一路剩余电流,4路温度,三相电流、电压、谐波、功率、电能,四象限电能计量,4路开关量输入,1路继电器输出,事件记录,内置时钟,点阵式LCD显示,1路RS485/Modbus通讯2G无线通讯可选4G或NB无线通讯

1

安科瑞

2

开口测量型电流互感器

AKH-0.66/K-φ24(150A)

3

安科瑞

3

开口漏电流互感器

AKH-0.66/L45K(16-100A)

1

安科瑞

4

线缆温度传感器

ARCM-NTC

4

安科瑞

 

方案二:100A以下回路,普通互感器,会增加施工量

 

 

 

 

序号

名称

型号、规格

单位

数量

备注

1

用电管理云模块(2G/4G/NB)

ARCM300T-Z-2G/4G/NB,一路剩余电流,4路温度,三相电流、电压、谐波、功率、电能,四象限电能计量,4路开关量输入,1路继电器输出,事件记录,内置时钟,点阵式LCD显示,1路RS485/Modbus通讯2G无线通讯可选4G或NB无线通讯

1

安科瑞

2

测量型电流互感器

AKH-0.66/30I100/5

3

安科瑞

3

漏电流互感器

AKH-0.66/L45

1

安科瑞

4

线缆温度传感器

ARCM-NTC

4

安科瑞

方案三:100A以下回路,普通电流互感器,探测器和无线模块分开,可适用多回路

 配置针对1个回路,剩余电流互感器根据现场回路电流大小选择。

序号

名称

型号、规格

单位

数量

备注

1

用电管理云模块(2G/4G/NB)

ARCM200L-UIARCM200L-J4T12/J8T8等,可以测多回路漏电流和温度

1

安科瑞

2

漏电流互感器

AKH-0.66L-45

 

按需

安科瑞

3

线缆温度传感器

ARCM-NTC

按需

安科瑞

4

无线DTU

AF-GSM200需加SIM卡

1

安科瑞

5

故障电弧探测器

AAFD-40检测范围0-40A

1

安科瑞

6

电气防火限流式保护器

ASCP200-11路GPRS额定电流:无线通讯0-63A

1

安科瑞

 

3.2运行条件:

1)浏览器运行设备:

   台式电脑,手机、平板等移动端设备。

   2)浏览器端运行环境:

   Windows系统下使用火狐、360(速模式)等浏览器访问。

3.3主要技术指标: 

   数据上传频率:2分钟

   通信方式:RS485、2G/3G/4G

   并发访问量:>=10000

   历史数据存储:>=3年

 

4 安科瑞限流式保护器与智能安全配电装置介绍

4.1产品概述

4.1.1ASCP200-1型单相电气防火限流式保护器

image.png电气防火限流式保护器可有效克服传统断路器、空气开关和监控设备存在的短路电流大、切断短路电流时间长、短路时产生的电弧火花大,以及使用寿命短等弊端,发生短路故障时,能以微秒级速度快速限制短路电流以实现灭弧保护,从而能显著减少电气火灾事故,保障使用场所人员和财产的安全。

ASCP200-1型电气防火限流式保护器是单相限流式保护器,大额定电流为63A。可广泛应用于学校、医院、商场、宾馆、娱乐场所、寺庙、文物建筑、会展、住宅、仓库、幼儿园、老年人建筑、集体宿舍、电动车充电站及租赁式商场商铺、批发市场、集贸市场、甲乙丙类危险品库房等各种用电场所末端干、支路的线路保护。

4.1.2AISD智能安全配电装置

image.pngAISD系列智能安全配电装置是安科瑞电气有限公司专门为低压配电侧开发的一款智能安全用电产品,本产品主要针对低压配电侧人身触电安全事故、线路老化、漏电引起电气火灾等等常见隐患而设计。

产品主要应用于学校、教育机构、医院、疗养院、康复中心、敬老院、酒店娱乐、商场商铺、企事业单位、家庭电器等各类低压用电的场合。

4.2产品功能特点

4.2.1ASCP200-1型电气防火限流式保护器主要功能如下

■短路保护功能。保护器实时监测用电线路电流,当线路发生短路故障时,能在150微秒内实现快速限流保护,并发出声光报警信号。

■过载保护功能。当被保护线路的电流过载且过载持续时间超过动作时间(3~60秒可设)时,保护器启动限流保护,并发出声光报警信号。

■表内超温保护功能。当保护器内部器件工作温度过高时,保护器实施超温限流保护,并发出声光报警信号。

■过欠压保护功能。当保护器检测到线路电压欠压或过压时,保护器发出声光报警信号,可预先设置是否启动限流保护。

■配电线缆温度监测功能。当被监测线缆温度超过报警设定值时,保护器发出声光报警信号,可预先设置是否启动限流保护。

■漏电流监测功能。当被监测的线路漏电超过报警设定值时,保护器发出声光报警信号,可预先设置是否启动限流保护。

■保护器具有1RS485接口,12G无线通讯,可以将数据发送到后台监控系统,实现远程监控。监控后台可以是安科瑞Acrel-6000/B电气火灾监控主机,也可以是安科瑞Acrel-6000安全用电管理云平台,或三方监控软件或平台。

4.2.2AISD智能安全配电装置主要功能如下

■供电稳定性。负载端发生单相接地故障,装置报警,系统可持续供电,不会切断电源。

■供电安全性。装置可以把系统的漏电流限制在很小的级别,人体无意触碰到供电线路,不会造成触电事故。

■限流灭弧。系统发生短路故障,装置能快速切断电源,不会出现电弧火花。

■过载保护。装置监测到系统过载,可以及时切断电源,避免因过载引起线路故障。

■电压监测。装置实时监测系统电压,发生过、欠压时,发出报警信号,可以设置是否切断电源。

■报警功能。在系统发生短路、过载、欠压等异常时,装置发出声光报警信号,提醒相关人员。

■事件记录。装置存储30条事件记录,可供用户查询。

■通讯功能。装置配置RS485通讯接口,Modbus-RTU协议,可以远程读取相关数据。可选配无线通讯模块,无线方式将数据发送到云平台。

4.3产品技术参数

1ASCP200-1型电气防火限流式保护器

项目

指标

输入电压

AC85~265V45~65HZ

功耗

功耗≤5VA(无负载情况下)

额定电流

0~63A可设置

短路保护时间

<150μs

过载保护

动作范围:110%~140%;动作延时:3~60s

过压保护

动作范围:100%~120%;动作延时:0~60s

欠压保护

动作范围:60%~100%;动作延时:0~60s

线缆温度监测

监测范围

-20~120℃(精度±2℃)

报警设置

动作范围:45~110℃;动作延时:0~60s

漏电流监测

监测范围

20~1000mA(精度:±2%或±5mA

报警设置

动作范围:30~1000mA;动作延时:0~60s

故障记录

20条记录(故障类型、故障值、故障时间)

报警方式

声光报警(其中声音可以通过消音按键消除)

通讯

1RS485接口,Modbus-RTU协议;12G无线通讯

安装使

用环境

工作场所

无雨雪直接侵袭、无腐蚀性气体、粉尘,无剧烈震动的场所

工作环境温度

-10~+55

相对湿度

空气的相对湿度不超过95%

海拔高度

2000m

2AISD智能安全配电装置主要功能如下

项目

指标

输入电压

AC220V50Hz

功耗

功耗≤10VA(无负载情况下)

单机容量

1kVA/3kVA/6kVA/8kVA/12kVA…

短路保护时间

<150μs

过载保护

动作范围:100%~130%;动作延时:0~60s

欠压保护

动作范围:80%~100%;动作延时:0~60s

绝缘监测

监测范围

1~5000kΩ(精度:±10%或±10k

报警设置

1~5000kΩ

响应时间

3s

故障记录

30条记录(故障类型、故障值、故障时间)

报警方式

声光报警(其中声音可以通过消音按钮消除)

通讯

标配1RS485接口,Modbus-RTU协议

安装使

用环境

工作场所

无雨雪直接侵袭、无腐蚀性气体、粉尘,无剧烈震动的场所

工作环境温度

-10~+55

相对湿度

空气的相对湿度不超过95%

海拔高度

2000m

4.4产品使用注意事项

4.4.1ASCP200-1型单相电气防火限流式保护器

在选用限流式保护器时,限流式保护器的设定的额定电流应该与其前上级的断路器的额定电流保持一致。例如,当限流式保护器输入端断路器的额定电流为32A时,应将限流式保护器的额定电流设置为32A。为保障限流式保护器的正常使用,严禁将其使用于与其前端断路器的额定电流不匹配的配电线路中。

ASCP200系列采用限流式保护器采用壁挂式安装,可以挂墙安装,也可以安装在箱体内,应确保安装场所无滴水、腐蚀性化学气体和沉淀物质,并注意环境温度和通风散热。

为确保可靠连接,接线时应按接线图进行,同时为了防止接头处接触电阻过大而导致局部过热,也避免因接触不良而导致保护器工作不正常,线头应采用合适大小的U形冷压头压接后,再插入保护器相应端子上并将螺钉拧紧压实。

保护器内部带有交流电,严禁非专业人士擅自打开产品外壳。保护器在使用期间,若被保护线路发生短路或过载故障而被限流保护时,保护器仍处于带电状态,不允许随意碰触用电线路的金属部分。待检查线路,并排除故障后,长按保护器的复位按键约2秒钟,使保护器恢复正常运行时。

当保护器因超温而发生限流保护时,则可能是因为负载电流过大,环境温度过高或通风散热不良等原因导致,可通过加强通风等措施,等保护器温度降下来后,再长按复位键,使保护器复位,恢复正常运行。

4.4.2AISD智能安全配电装置

在选用智能安全配电装置时,装置的额定容量应该与后方用电设备的额定容量保持一致。例如,当智能安全配电装置的额定容量为3kVA时,后方用电设备的额定容量应不超过3kVA,严禁将其使用于额定容量不匹配的配电线路中。

智能安全配电装置器采用壁挂式安装,可以裸机挂墙安装,也可以落地安装,应确保安装场所无滴水、腐蚀性化学气体和沉淀物质,并注意环境温度和通风散热。

接线时应按接线图操作,同时为了防止接头处接触电阻过大而导致局部过热,也避免因接触不良而导致装置工作不正常,应确保装置相应端子接线拧紧压实。

严禁非专业人士擅自打开产品外壳。

 

5 安科瑞中线安防保护器产品介绍及选型

5.1中性线定义及危害

中性线的定义:三相电的星形接法是把每一相电源或负载的一端都接在中性点上,将中性点

引出的这条线叫中性线,这样就形成三相四线制或者五线制。也可不引出,形成三相三线制。现在的低压配电线路,采用多的是三相四线制,其中的三条线路分别用A、B、C代表三相,另一条中性线用N代表。

在三相四线制或五线制供电系统运行过程中,中性线引发火灾事故主要通过三种途径:

A.中性线长期过载导致中性线绝缘层老化,使得绝缘层燃烧引发火灾;

B.中性线故障使中性线开路,导致三相电严重不平衡,烧毁电气设备引发火灾。

C.中性线老化使线路局部过热,导致中性线绝缘层老化,使得绝缘层燃烧引发火灾。

image.png 

5.2产品型号及尺寸

5.2.1产品型号

image.png 

 

 

5.2.2模块接口示意

image.png 

5.2.3产品尺寸

image.png 

 

 

规格型号

中性线输出电流(A)

外形尺寸(mm)

定位孔间距(mm)

ANSNP70-0.4/B

 

0-200

深度(W)

宽度(D)

高度(H)

纵向

横向

450

222

612

579

190*2

5.3技术参数

额定电压

380V±15%

额定频率

50Hz±2%

响应时间

全响应时间≤5ms

补偿方式

线性补偿

自身损耗

≤2.5%

效率

≥97.5%

工作温度

-10℃~+45℃

存储温度

-25℃~+60℃

海拔高度

≤1000m

相对湿度

5%-95%,无凝露

过载保护

自动限制到额定电流输出

工作模式

自动或手动

通讯接口

RS485、以太网、通讯功能可选

N线输出电流

0-200A

噪音

≤65dB(额定工况下1m距离)

防护等级

IP20

平均开关频率

10-20kHz

冷却方式

强制风冷

功能

可治理中性线电流过大、三相不平衡

保护类型

谐振保护、温度保护、过流保护、过压保护、欠压保护等

附加功能

电能质量数据上传、中性线过流自动断路、后台数据监测

 

 

6 结语

综上所述,在建筑电气的应用中,火灾事故往往具有隐蔽性和突发性,这就需要综合建筑电气火灾的原因,采取有针对性的措施,进行科学防范,尽可能地减少事故发生,从而保障人们的生命和财产安全。

参考文献

[1]和凯龙.北京全路通信信号研究设计院集团有限公司.北京100070,1002-1388(2016)03-0008-01

[2]刘岩.典型建筑电气火灾故障分析及其模式识别[D].沈阳:沈阳工业大学,2009.

[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册,2020.06.