電氣設計中產(chǎn)生的電氣火災原因和防范措施
關鍵詞：電氣設計,電氣火災原因,措施
隨著我國國民經(jīng)濟的增長，生產(chǎn)和生活水平的不斷提高，生產(chǎn)和生活用電正迅速增加，潛在的電氣火災危險性也在與日劇增。據(jù)有關數(shù)據(jù)顯示，在農(nóng)村火災原因中，電氣列第二位；在城市火災原因中，電氣則被排在了第一的位置。針對具體的原因如何采取相應的措施，在電氣設計中如何防范電氣火災的發(fā)生，本文做了詳細回答。
一、電氣火災發(fā)生的原因
1、設計故障引起的火災
1）接地故障引起的火災
接地故障指帶電導體與水管、鋼管、設備金屬外殼的接觸短路，接地故障比較隱蔽，不易發(fā)覺，也比較復雜，故接地故障起火的危險性較大。
2)故障電流起火
一旦發(fā)生接地故障，產(chǎn)生的故障電流除通過PE、PEN線外，還通過電氣設備金屬外殼，各種管道及接線端子。由于接地故障電阻較大，故障電流受到限制，因此電流保護器難以切斷故障電流，以短路電流形式存在，而僅0.15A的故障電流長期存在所產(chǎn)生的電弧溫度可達2000℃，這就難免會引燃周圍的可燃物造成火災，再則若PE、PEN導線截面選擇太小，通過較大接地故障電流時，線路溫升較高時，也會引起火災。
3)故障電壓起火
發(fā)生接地故障，使電氣設備外露金屬可導電部分帶對地故障電壓，接地故障電壓除了發(fā)生常見的電擊事故外，還會造成與帶地電位的各種金屬管道、金屬構件之間打火，拉弧或引起火源，從簡單的實驗就可看到僅有10幾伏的維持電壓就可使電弧連續(xù)不斷，周圍若有可燃物，就很容易引起火災。
4)接線端子連接不實起火
通常相線與中性線接線端連接不牢電氣設備工作不正常，可即時發(fā)現(xiàn)處理。而接地線接線端子連接不牢，設備照常工作故障不易發(fā)現(xiàn)，一旦發(fā)生故障，由于接觸電阻較大，故障電流受到限制，斷路器不能及時切斷電源，而接線端子處的接觸電阻會產(chǎn)生高溫或電弧，電弧產(chǎn)生的電火花則能引燃設備周圍可燃物而引起火災。
5)配電線路不當可產(chǎn)生的火災
低壓配電線路敷設到建筑物的每個部位，而由于設計或施工不當及業(yè)主用電管理不善等因素，造成低壓配電線路發(fā)生火災的隱患和危害性程度最大。近年來釀成電氣火災的危害案例最多的就是低壓配電線路，在國內(nèi)外由于電線、電纜、母線槽著火延燃成重大火災事故時有發(fā)生，損失慘重，已引起人們深切關注。
原因：①在施工過程，穿線套管無清理、管口無處理和無護套保護，在穿線過程造成電線、電纜絕緣層機械損傷，留下短路隱患。接頭、接線端子連接不牢造成打火、電弧均可引燃周圍可燃物發(fā)生火災。各種電氣線路管道穿墻，穿樓板、孔洞未作封堵，在高層建筑電氣豎井內(nèi)線線槽和電纜線槽穿樓層孔洞無采用耐火材料堵塞嚴實，一旦發(fā)生火災，則產(chǎn)生煙囪效應，火勢將迅速蔓延。②設計不當，沒有合理選用配電設備，斷路器與導線截面不配套，沒有按用途設計選用阻燃，難燃和不燃的電線、電纜、母線槽和電纜橋架、金屬線槽及其它防火材料，各專業(yè)之間沒有密切協(xié)調(diào)，沒有根據(jù)環(huán)境特征來確定電氣設備安裝位置、安裝方式和配電線路走向，使工程留下事故及火災隱患。
2、電氣線路中的諧波電流——新出現(xiàn)的電氣火災隱患由于電氣技術的發(fā)展，非線性負荷的電氣設備日益增多，如計算機、微波爐、變頻調(diào)速設備等。這類設備的負荷電流含有多次諧波電流，這些諧波電流進入公用電網(wǎng)可引起電源電壓畸變、波形失真、損耗增加，并可使電氣線路過載發(fā)熱，加速絕緣老化而存在火災隱患，一些發(fā)達國家為此充分放大了中性線截面，甚至取為相線截面的兩倍。
3、舊建筑的老化電氣線路——非常重要的電氣火災隱患舊建筑中大量使用鋁芯電線、電纜，電氣線路設計過于節(jié)約，線路容量偏低，線路老化嚴重，引發(fā)相當多的火災事故，是發(fā)生電氣火災的非常重要原因。我國從1999年起國家強制性標準《住宅設計規(guī)范》就明確要求住宅內(nèi)應使用銅導線。
4、10KV網(wǎng)絡小電阻接地系統(tǒng)——又一新的電氣火隱患在電網(wǎng)改造中，10KV電網(wǎng)線路大量采用高壓電纜供電，而且線路一般都較長，使線路的電容電流不斷增大，因此，城市10KV供電網(wǎng)越來越多地將過去的中性點不接地系統(tǒng)（或經(jīng)消弧線圈接地）改為經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)，這雖然有許多優(yōu)點，但同時也存在著隱患。原不接地系統(tǒng)接地故障電流為正常相的容性電流，接地故障電壓僅約百伏左右。改接小電阻接地系統(tǒng)后，一般接地小電阻選擇較小，流過接地點的電流為幾百安，接地故障暫態(tài)過電壓可達數(shù)百伏甚至1—2KV。如果在10/0.4KV變電所內(nèi)發(fā)生10KV接地故障，且變壓器低壓側的中性點與變壓器外殼、10KV高壓配電柜共同使用一個接地體時，該故障電壓會沿著PEN線或PE線傳到采用保的用戶，低壓用電設備外殼可能產(chǎn)生接觸電壓危及人身安全，低壓設備的絕緣，特別是老舊設備的絕緣將承受不了如此高的過電壓，極易被擊穿短路而導致起火危險，這也是電氣技術發(fā)展而帶來的負面影響之一。
5、設計考慮不周和施工質(zhì)量差——也是一重要火災隱患近年來，由于夏季大量使用空調(diào)，一些樓房的電氣線路截面偏小，設計容量偏低不堪重負，頻頻跳閘，更嚴重的是電氣線路長期過載，導致絕緣下降，成為一個難以處理的火災隱患。除設計線路截面偏小以外，我國至今沒有制定電線、電纜載流量的國家標準，如IEC標準2.5mm銅芯塑料線載流量為26A，而我國的一些資料取30~32A，比IEC標準高出20%多。在工程的施工過程中，電氣線路安裝不規(guī)范，施工工藝不良，導線連接不實，接觸不良，絕緣刮破等也是發(fā)生電氣火災的一個重要原因。
二、電氣設計中采取的相應的電氣火災預防措施
1、加強電氣火災預防性檢測對象
電氣火災預防性檢測重點對象是供配電裝置、低壓配電和控制電器、配電線路和用電設備
（1）供配電裝置
供配電裝置的防火檢測范圍包括：①標志，合格證、生產(chǎn)許可證或安全認證標志和設銘牌等。②配電變壓器③高壓電器。高壓斷路器、高壓負荷開關、高壓阻過大時高壓互感器、高壓電容器。
�。�2）低壓配電和控制電器造
低壓配電和控制電器的防火檢測范圍包括：低壓開關電器、轉(zhuǎn)換電器、控制電器、插座與照明開、剩余電流動作保護器。
�。�3）配電線路
配電線路的防火檢測包括以下內(nèi)容：配電線路的選擇、配電線路的敷設、配電線路的運行。
�。�4））用電設備
用電設備的防火檢測范圍包括：照明器具、電動機、穩(wěn)壓整流設備。
2、加強電氣火災預防性檢測標準
電氣火災發(fā)生前電氣設備或線路一般會出現(xiàn)物理參數(shù)變化和異�，F(xiàn)象的征兆，通過檢測這些物理參數(shù)手段和觀察是否出現(xiàn)異�，F(xiàn)象是可以判斷電氣設備或線路是否處于安全狀態(tài)的。這些物理參數(shù)包括電壓、電流、絕緣電阻、超聲波和溫度，異�，F(xiàn)象包括電火花和電弧。如果通過檢測和觀察發(fā)現(xiàn)一些物理參數(shù)和現(xiàn)象異常，對比規(guī)范可以確認為火災隱患，那應該立即采取措施排除火災隱患。在進行電氣火災預防性檢測前應依據(jù)規(guī)范和廠家文件建立電氣設備和線路安全判斷標準，標準應覆蓋所有檢測對象。
通過使用各種電氣火災預防性檢測儀器，采用外測溫技術、超聲波探測技術和電工測量技術進行電氣火災預防性檢測，除較簡單的電壓和電流檢測以外，主要有過熱性電氣火災隱患檢測、放電型電氣火災隱患檢測、諧波檢測、絕緣電阻的檢測和接地電阻檢測五種檢測方法，下面對這五種檢測方法進行分別進行闡述。
3、改造老舊線路，消除電氣火災隱患
對于年代久遠的建筑物其老化線路應使用銅芯電線進行更新，徹底消除火災隱患。鋁接線端和銅端子連接時鋁接線端應搪錫，銅線和鋁線連接應采用銅鋁過渡接頭。新的建筑工程應該嚴格按照《住宅設計規(guī)范》GB50096-1999的要求進行設計。
4、適當提高設計標準，確保施工質(zhì)量
電氣設計應以發(fā)展的眼光選擇導線截面，適應未來的需要。同時還應充分考慮到導線載流量偏大問題，嚴格控制線路的長度不超過允許范圍，杜絕隱患。在施工中應嚴格按規(guī)范操作，做好線路連接、大功率燈具防火、保護線路絕緣、防止中性線斷裂等工作，消除不必要的隱患。另外，我國國家標準的建筑防火設計規(guī)范、電氣施工驗收規(guī)范等與IEC相關標準有一定的差距，一些電氣火災隱患的防范在這些規(guī)范中未作具體規(guī)定，因此應提高國家標準及規(guī)范的電氣安全水平，并制定導線載流量的國家標準，以利于防止電氣火災措施的落實。
三、結束語
隨著規(guī)范和制度的日益完善，電氣設計中預防性措施將在發(fā)現(xiàn)和消除電氣火災隱患還有火災發(fā)生中起到越來越大作用。但是電氣火災的預防是一門多學科的工程技術，有待相關專業(yè)更密切的合作。
參考文獻
[1]李宏文，沈金波．電氣火災預防性檢測技術與應用[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010．
[2]楊在塘．建筑電氣消防安全培訓讀本[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007．
[3]邸曼，張明．電氣火災成因分析[J]．北京：電氣工程應用，2006．
