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浅谈校园电气安全风险分析及预防措施

 发布时间:2022-12-28 点击量:38
吴海英
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定201801
 
 
摘要:校园属于人员密集场所,若安全风险排查、管控不到位,可能导致安全事故发生,造成严重事故后果。校园电气设备设施引起的电气火灾和触电等事故,是构成校园安全威胁之一,笔者通过对校园发生的电气安全事故案例原因分析,结合近期参加学校安全风险专项诊断技术服务发现的电气系统安全隐患,重点针对风险较大的学生宿舍、食堂和户外用电设施等场所电气安全风险成因进行分析,并提出预防措施建议。
关键词:校园;电气安全风险;预防措施
0校园电气安全事故案例
       2008年3月南京某大学动力实验楼突发大火,虽未造成人员伤亡,但10个实验室被烧毁。经调查分析,火灾是导线短路引发。
       2008年5月北京某民族大学学生公寓楼一宿舍发生火灾,上千学生被及时疏散未造成人员伤亡。火灾原因是宿舍内配电板安装不符合要求以及电器插头连接不规范,长时间接电造成电气线路短路引燃床头布帘所致。
       2008年11月上海某学院学生宿舍发生火灾,导致4名大学生死亡。火灾事故原因为宿舍学生使用“热得快"引发电器故障,引燃周围可燃物而酿成事故。
       2016年8月徐州市某学院3名大学生晚自习后返回宿舍途中,经过校区积水混凝土路面附近时发生触电事故,造成两人死亡一人受伤。事故原因是电子显示屏埋地敷设电缆保护不到位破损漏电,路面积水后周围带电造成触电事故。
1校园电气安全风险分析及预防措施
       校园属于人员密集场所,若安全风险排查、管控不到位,可能导致安全事故发生,造成严重事故后果。校园电气设备设施引起的电气火灾和触电等事故,是构成校园安全威胁之一,笔者通过对校园发生的电气安全事故案例原因分析,结合近期参加学校安全风险专项诊断技术服务发现的电气系统安全隐患,重点针对风险较大的学生宿舍、食堂和户外用电设施等场所电气安全风险成因进行分析,并提出预防措施建议。
(1)学生宿舍用电安全风险分析及预防措施
    1)学生宿舍用电安全风险分析
学校学生宿舍是学生在校学习生活的场所,也属于人员集中的场所,一旦发生火灾往往造成较为严重的后果,而宿舍引起火灾的重要原因之一就是电气火灾。学生宿舍用电存在的安全风险主要有以下几方面:
     A.宿舍房间配电线路与房间的用电负荷不匹配。随着社会发展学生对生活需求也提高了,现在宿舍都装设了空调、热水器等大功率用电器,如果宿舍的配电线路还按普通照明以及小功率用电线路设计,或早期学生宿舍的配电线路带载能力都比较小,未对配电线路进行改造后安装大功率电器,就有可能因过载发生电气火灾事故。如此次风险诊断学校的学生宿舍楼几个楼层电气间曾多次发生电气火灾,电表、线路等烧毁,初步判断向宿舍房间供电回路的电表、线路与用电负荷不匹配,长期过载造成电气火灾。
     B.违章使用大功率电器造成电气火灾。学生宿舍配置的电热水器、空调等大功率电器,配电线路采用专线供电,单机单开控制,而其他线路仅供照明、普通插座等小负荷配电。但学生往往缺乏安全意识,存在违章使用电炒锅、热得快、电吹风和电炉等大功率电器,而且学生作息时间较固定,用电时间较集中,容易造成线路过载,当保护开关失灵不能及时切断电源,就会引起电气线路或电表等发热而发生火灾。同时使用的电器若自身存在结构或保护装置缺陷(失),电器自身会发热或产生火花,会引燃周边可燃物而发生火灾。
     C.私自拉、接电源线而造成宿舍火灾事故。学生为了使用方便,在宿舍内拉、接电源线现象还是比较普遍,电线经常被拖动,会造成电源线绝缘层破损,连接处松动,引起线路短路或因接触不良发热而引发火灾。
每个学生基本都会使用多个用电设备,如电脑、台灯、充电器等,宿舍内安装的固定插座不够用,就会使用到插线板,没有正确使用插线板而引发电气火灾也是不可忽视。当插线板所插的电器功率过大,特别同时插入多个大功率电器,超过插线板允许功率,就可能烧毁电线和插板,严重时会引起火灾。即使使用大功率插线板,或采用多个插线板串接使用,但所连接线路允许负荷比较小,也会引起所连接线路过载而引发火灾。 
2)学生宿舍用电安全风险预防措施
      A.学生宿舍配电回路选用的电缆、导线的材质、绝缘性能、截面积等应符合设计和规范要求;电气线路应按规范要求敷设,保护措施完好,绝缘无破损、老化等现象;配电箱内设置的过载、短路、漏电等保护装置应完好,并定期测试其保护功能有效性;电气线路、设备设施等应选用具有3C证书或生产许可证的产品;新增或更换电气设备时,应根据使用负荷重新校核、布置电气线路并设置相应的保护措施。
      B.学生宿舍各房间的电热水器、空调等大功率电器,应按要求配电线路设计有专线供电,设单机单开控制,宿舍内严禁使用电炉、电取暖、热得快等大功率电器设备。为了满足学生使用微波炉、电热水壶、吹风机等大功率电器,此次风险诊断学校的做法是在每个宿舍楼层集中设置多个大功率电器使用点,由专线供电;同时每个房间配电回路设置功率限制器(限流器),当负荷电流超过限制的电流时自动断开回路。而且学校为实现对学生宿舍用电更安全可靠地管理,拟对线路进行改造,装设多功能负载控制器,实现对线路总功率、分回路功率以及分时段控制。这些做法很好地避免了因使用大功率电器而发生电气火灾事故。
     C.严禁私自更改、拆卸宿舍原有线路,擅 自拉接临时线路,避免由于操作或使用不当造成线 路短路、触电等意外事故。使用插线板取电时禁止 多个串接,要在允许负荷范围内使用电器,选用 的插线板允许负荷应与既有电气线路安全负荷相 匹配。 
     D.形成良好用电习惯,人离开宿舍时切断 所有用电器电源,特别是插座或插线板上的用电器 电源,充电器应及时拔掉;定期对宿舍内的电气线 路、电器进行检查,及时发现安全隐患,消除隐患 带来事故后果。 
(2)食堂用电安全风险分析及预防措施 
     1)食堂用电安全风险分析 
学校食堂内使用到冰箱、蒸饭柜、消毒柜、电 饭煲、开水器、保温桶、炒锅、电饼铛、烤箱等 较多的用电设备,其存在的电气安全风险常被忽 视,如笔者此次对学校食堂安全检查过程中就发现 了较多的安全隐患。存在的安全风险主要有以下几 方面: 
     A. 食堂设备种类多、功率差别大、用电时 间集中,而且电气线路分支多且复杂,食堂员工一 般不具电工知识,如果操作不当,就有可能发生触 电、火灾事故。 
    B. 电气设备、线路较集中的厨房,其环境 潮湿、油烟大,环境积灰附在电器和线路表面,会 腐蚀绝缘层、降低绝缘性能,容易发生漏电、短 路,而引发触电和火灾事故。 
    C. 员工安全意识不强,在非营业期间用电 设备没有及时切断电源,可能造成电器通电时间过 长而损坏线路或电器,引起电气火灾。 
    D. 学校食堂运营多采用外包形式,而承包方常常为了需要,自行由非专业电工对配电线路进行改造,随意改变原有配电线路或增加线路,导致安全风险变大。如此次对学校食堂安全检查过程中就发现以下安全隐患:
①增加的线路从食堂电气间配电箱拉线,由于增加的线路较多塞满金属槽盒,甚至槽盒盖板出现鼓胀晴况,这样不利于盒内导线散热,也不利于敷设线路的管理,而且当一路出现过载短路引起电气火灾将影响盒内所有线路并漫延。
②从原有线路扩展接线,未引接PE线,造成多个用电设备未接地保护,而且多级扩展,没考虑前级线路、开关能否承受增加的负载,存在触电和因过载而发生电气火灾的风险。
③增加的线路未装设剩余电流动作保护装置,仅靠食堂电气间安装的总剩余电流动作保护装置进行保护(即未采取分级保护方式)。当一处线路用电设备出现漏电就可能出现整个食堂停电,而且进入建筑物电源总进线配电箱处剩余电流动作保护装置动作电流、动作时间与末级保护是不一样的,一般前者动作电流100mA~300mA、动作时间0.3s,主要用于预防电气火灾,后者动作电流不大于30mA、动作时间不大于0.1s,主要用于防止电击伤害。因此用电设备端线路不装设剩余电流动作保护器,就可能造成触电事故。
    E. 学校食堂有丰富的食物来源和隐蔽栖息场所,鼠害较严重,而老鼠对电气设施的破坏,易引起电气火灾、触电事故。此次对学校食堂检查时就发现多个未穿管保护敷设的线路、配电箱内线路被鼠啃咬,绝缘层已破坏,金属导线外露,甚至一个配电箱老鼠在箱内做窝产崽,这也说明日常缺少对食堂内配电线路的检查。
2)食堂用电安全风险预防措施
    A.  明敷塑料导线应穿阻燃的线管或线槽保护,导线不得裸露;在使用或产生水、蒸气的加工区、洗消间等潮湿场所安装的电气设备外壳、灯具、插座等防护等级不低于IP54,操作按钮防护等级不低于IP55。
    B.  厨房各类加工区的电源进线配电箱应留有一定数量的备用回路,各分支配电回路应设置动作电流≤30mA、动作时间≤0.1s的剩余电流保护开关。
    C.  厨房各场所内的大功率电器要有专用线路供电,电源控制开关应单机单设,禁止与其他线路连接,设备外壳应接地保护。
    D.  加强日常管理,定期对厨房电气线路、设备检查检测,发现问题及时由专业人员进行维修;不得随意拉、接线路,擅自增加大功率用电器;非营业时间切断非必要电器电源,在各分支线电源配电箱处切断。
    E.  规范承包方管理,禁止私自改变线路和增加用电负荷(特别增加大功率电器),当需要对配电线路进行改造(或增加线路)时,应经校方审批同意,由专业电工来完成,并保留相关配电图等相关资料,方便日后的维护管理。
    F.  消除鼠害对电气线路破坏:配电线路中电线槽盖板应完整,不应有较大缝隙;线路穿暗管的进出管口处应封堵;电线尽量敷设在线槽、管线、电缆桥架内,减少老鼠直接接触电线的机会;配电箱门在不进行电气操作时应及时关闭;加强Et常线路检查,发现线路有鼠咬情况及时修复;加大日常灭鼠工作。
(3)户外用电设施安全风险分析及预防措施
1)户外用电设施安全风险分析
    校园在道路边设置的路灯、杆上监控摄像头或户外广告灯箱(或电子显示屏)等用电设施,其供电电压为380/20V,一旦发生漏电就可能导致行人触电,特别是在夏季暴雨、雷电天气,道路积水路段发生触电的可能性更高。发生的主要原因有以下几方面:
    A.电缆接线端处理不到位造成漏电。户外用电设施接线多采用剥皮缠绕方式,接头处电阻大易发热,加之绝缘胶带包扎不到位或时间久后出现松弛,当遇潮气或水分侵入就会引发接头与金属杆之间放电。
    B.线路老化造成漏电。灯杆内电缆长期受潮气和高温的影响,加速其老化降低了绝缘性能,当杆内的电缆靠在杆壁上,造成电线与金属杆搭火。
    C.人为破坏引起电缆漏电。供电电缆沿路边埋地或穿路敷设,道路施工过程中可能遭到破坏出现破口,没有及时发现处理造成长时间漏电。
    D.恶劣天气造成路面带电。暴雨、雷电天气,在低洼路段形成道路积水,甚至漫过灯杆检修孔,当漫过故障点积水带电,就可能造成行人触电事故。
    E.未装设剩余电流动作保护装置。大多路灯或户外广告灯箱等配电系统中只装过载和短路保护装置,用电设施发生漏电时,漏电电流一般只几十到一百多毫安,这些保护装置基本不会动作,造成故障用电设施长时问带电危及行人安全。
    F.电气设备未按使用场所要求选型且安装不规范。此次风险诊断学校的户外监控杆上电气设备箱,箱体未选用防水型,且低处安装在灌木丛中,雨水、地面潮气就可能侵人箱体,造成箱体带电,加之线路中没有装设剩余电流动作保护器,漏电时无法断开电源,一旦人员触及就有可能发生触电事故。
2)户外用电设施安全风险预防措施
    A. 规范电缆接线。电缆接线时接头进行两次绝缘处理,先用防水PVC胶带缠绕后再用自粘带或收缩管等材料密封,接头处要朝上,这样水汽就不易在接头处积聚,建议采用专用的绝缘密封防水连接器。灯杆检修孔内的接头应位于孔内上方,一般距地面300mm以上,若有些路段易积水或有过积水的情况,接头应抬高至可能达到水位的上方。
    B. 加强线路的维护管理,定期进行户外电气设施检查。定期(特别每年在雨季来临前)应组织对户外电气设施检查,检查电气设施是否被破坏、线路接头绝缘是否完好,线路的电气保护开关是否有效,对电气设施的接地、线路绝缘进行检测等。
    C. 校园路面进行开挖作业时应进行审批。施工方应了解开挖范围地下电缆等隐蔽设施分布状况,当存在地下电缆时,应进行审批,落实措施后方可开展开挖作业。埋地敷设的电力线路应加设地面标识标志,防止盲目开挖而伤及或挖断地下研究线缆。
    D. 供电系统设置剩余电流动作保护装置,当线路发生接地故障(漏电)时保护开关及时切断故障回路,消除发生触电风险。
    E. 对于类似杆上电气设备箱装设时可以考虑以下措施:①设备箱应选用防水型,箱体的防护等级不低于IP66,具备防潮、防尘、防雷、防鼠虫、隔热等功能;②设备箱安装高度可参考无遮拦裸带电部分至地面净距要求,其底部距地面不小于2.5m,一般不超过3m,既可防止行人触及设备箱也方便维护;③金属杆和设备箱均要有效接地,接地电阻不应大于4Ω;④装设剩余电流动作保护装置。
(4)校园其他场所可能存在的电气安全风险分析及预防措施
     校园内除了在学生宿舍、食堂和户外用电设施存在较大电气安全风险外,其他场所的电气系统同样也存在电气安全风险,以笔者参加此次学校变配电系统检查中发现的安全隐患为例,对校园其他场所可能存在的电气安全风险进行分析,希望对校园开展电气安全隐患排查有借鉴作用。
1)变配电室为全校的供电核心,但在设计时将其设在综合楼地下一层,大楼外地面积水很有可能通过电缆进出线桥洞进入       变配电室,给安全供电带来隐患。检查时就发现变配电室高压电缆进线处有渗水痕迹,低压出线墙外侧电缆井积水严重,电缆长期泡水,内侧电缆桥洞有渗水。在设计变配电室位置时,特别在雨水和地下水丰富地区,建议设置在地上一层,同时电缆穿墙处、电缆沟等注意做好防渗水及积水措施。
2)消防供电可靠性是建筑消防设施可靠运行的基本保证,学校的消防控制系统、消防水泵等用电为二级负荷,但检查时发        现其供电仅由变配电室应急母线段引一路供电线路,未按规范要求引两路供电线路至消防设施末端开关箱或控制柜进行切换。因此在消防供电线路应按规范要求设计施工。
3)楼宇电气竖井内线缆凌乱,强、弱电扎堆拉接,胶质线未经保护长距离敷设,容易造成电气火灾事故并沿电缆井漫延。因此强、弱电应分开敷设,线路应沿线槽或穿管敷设,穿越处应进行防火封堵。
4)电脑室、航空仓等多个实验室的配电线路未设装设剩余电流动作保护装置,有发生触电事故危险。因此在各实验室配电系统均应装设剩余电流动作保护装置。
5)大楼楼顶装设的室外照明设施,末端胶质线未穿管保护,连接处仅用绝缘胶带缠绕,灯具铁架与避雷带焊接。该位置风吹日晒雨淋,极易造成线路老化绝缘层受损,以致发生漏电、短路等,当发生漏电时将造成屋顶避雷带带电。露天敷设线路应穿管敷设,连接处应采用专用接线盒且有防水功能,配电线路装设剩余电流保护电器。
6)学校所在地受雷电影响较为显著,检查发现综合楼顶通信基站的电气线路系挂于楼顶避雷带,食堂楼顶铺设金属排烟管道时切断原有屋面避雷带未恢复,且金属排烟管道未采取防雷保护措施,建构筑物的防雷装置未定期进行检测。当建筑遭受雷击时就可能起不到有效的防雷效果,因此建筑避雷网(带)严禁系挂缆线,严禁破坏防雷装置,突出屋面物体也应采取防雷保护措施,防雷装置应定期检测其有效性。
3安科瑞电气火灾监控系统
(1)概述
       Acre1-6000电气火灾监控系统,是根据国家现行规范标准由安科瑞电气股份有限公司研发的全数字化独立运行的系统,已通过国家消防电子产品质量监督检验中心的消防电子产品试验认证,并且均通过严格的EMC电磁兼容试验,保证了该系列产品在低压配电系统中的安全正常运行,现均已批量生产并在全国得到广泛地应用。该系统通过对剩余电流、过电流、过电压、温度和故障电弧等信号的采集与监视,实现对电气火灾的早期预防和报警,当必要时还能联动切除被检测到剩余电流、温度和故障电弧等超标的配电回路;并根据用户的需求,还可以满足与AcreIEMS企业微电网管理云平台或火灾自动报警系统等进行数据交换和共享。
(2)应用场合
适用于智能楼宇、高层公寓、宾馆、饭店、商厦、工矿企业、国家重点消防单位以及石油化工、文教卫生、金融、电信等领域。
(3)系统结构
(4)系统功能
       监控设备能接收多台探测器的剩余电流、温度信息,报警时发出声、光报警信号,同时设备上红色“报警"指示灯亮,显示屏指示报警部位及报警类型,记录报警时间,声光报警一直保持,直至按设备的“复位"按钮或触摸屏的“复位"按键远程对探测器实现复位。对于声音报警信号也可以使用触摸屏“消声"按键手动消除。
       当被监测回路报警时,控制输出继电器闭合,用于控制被保护电路或其他设备,当报警消除后,控制输出继电器释放。
通讯故障报警:当监控设备与所接的任一台探测器之间发生通讯故障或探测器本身发生故障时,监控画面中相应的探测器显示故障提示,同时设备上的黄色“故障"指示灯亮,并发出故障报警声音。电源故障报警:当主电源或备用电源发生故障时,监控设备也发出声光报警信号并显示故障信息,可进入相应的界面查看详细信息并可解除报警声响。
       当发生剩余电流、超温报警或通讯、电源故障时,将报警部位、故障信息、报警时间等信息存储在数据库中,当报警解除、排除故障时,同样予以记录。历史数据提供多种便捷、快速的查询方法。
(5)配置方案
4结束语
       电气事故是构成校园安全威胁之一,只要学校管理者足够重视,对校园电气系统加强安全风险辨识,采取相应的管控措施,建立完善的隐患排查治 理制度,加强日常安全隐患排查治理工作,就能减 少或避免电气事故的发生。
参考文献
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