王 晗 洪建軍

（連云港沃利帕森工程技術有限公司天津分公司）

0 引言

每年全國由雷電引發(fā)的火災事故均上百起，其中2004年竟多達上千起，雷電電壓高，電流大，雷電波大量能量入侵配電系統(tǒng)導致電氣和電纜絕緣強度不夠都是引發(fā)電氣火災的眾多原因。防雷措施應符合以下幾點：首先，應正確設置放直擊雷裝置，合理的設計接閃器，做好接閃器保護范圍的計算，充分利用建筑物的內(nèi)部可靠導電金屬裝置，并根據(jù)規(guī)范盡量設置獨立引下線。保證被保護裝置與建筑能避免直擊雷的大能量損害，一旦大能量直擊，電氣設備與線路的絕緣極易損壞，繼而發(fā)生電氣火災，尤其是在有爆炸危險性的工廠，防直擊雷閃擊是避免引發(fā)戶外電氣設備火災的要點之一。并且避雷引下線應盡量避免雷電反擊，雷電反擊能量也是造成電氣設備火災不可忽視的原因之一。其次，放雷電波入侵供配電系統(tǒng)也是關鍵點之一。防雷系統(tǒng)已經(jīng)從過去的二維空間防雷變?yōu)槿S空間放雷，由于大能量的雷電波入侵，會引發(fā)超高電壓，電壓甚至能達到幾萬或幾十萬伏，低壓用電設備絕緣無法抵抗，同時會引發(fā)過電流放電事故，繼而引發(fā)電氣火災。所以防感應雷與雷電波入侵都應成為放雷電流引發(fā)的電氣火災要點，一旦大能量雷電波入侵時，通過避雷器進行限制電壓，保證電氣設備絕緣在合理電壓值下，及時疏導雷電流導入大地。根據(jù)防雷區(qū)域劃分，合理分級設置避雷器 （浪涌保護器）是確保供電的安全性與穩(wěn)定性必不可少關鍵設計。

1 爆炸危險環(huán)境下電氣火災的防范

根據(jù)爆炸危險區(qū)域劃分，合理選擇電氣設備是防范爆炸危險環(huán)境下電氣火災的重點。電流流經(jīng)導體必然會引起發(fā)熱，根據(jù)公式W＝I2T，電阻越大，電流越大，時間越長都是熱量變大的原因一旦熱量聚集到危險溫度在一定條件會引發(fā)火災，在爆炸危險性環(huán)境下對導體溫升要求更為嚴格，因為即使溫度達不到火災危險，但是仍在爆炸危險范圍下，一旦爆炸，會繼而引發(fā)電氣火災。所以根據(jù)工藝介質(zhì)與流程，準確地劃分爆炸危險區(qū)域，合理地進行電氣設備選型是避免爆炸危險環(huán)境下電氣火災的重點。嚴格遵照爆炸危險區(qū)域的溫度組別 （GB50058爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范 表5.2.3－2 T1 450℃，T2 300℃，T3 200℃，T4 135℃T5 100℃T6 85℃）并盡量減少手持設備以及移動設備的使用也是減少電氣火災的措施之一。

同時在爆炸危險區(qū)，電纜線路選擇也尤為關鍵。在爆炸危險區(qū)域內(nèi)盡量不采用導線，因為其絕緣非常薄弱，很容易損壞，造成事故。爆炸危險區(qū)域的電纜截面應保證在正常工作電流的1.25倍以上，以減少導體的發(fā)熱量，爆炸危險區(qū)域內(nèi)應不使用電纜接頭等。

2 電力系統(tǒng)短路引發(fā)的電氣火災

短路是電氣設備最嚴重的一種故障狀態(tài)，電力網(wǎng)中的火災大都是由短路引起的，短路后，線路中的電流增大為正常時的數(shù)倍乃至數(shù)十倍，使溫度急劇上升，如果到達周圍可燃物的引燃溫度，即可引發(fā)火災。電線絕緣需具有一定耐受電壓的能力，如果電線電流超過載流量，電線發(fā)熱將加劇，其絕緣能力隨之迅速降低，絕緣加速老化，最后導致絕緣能力喪失，被電壓擊穿，使金屬線芯直接接觸或通過電弧而導通，這稱之為電弧短路。其中三相短路的危害最大，但是發(fā)生率也最低，最通常發(fā)生的是單相對地短路，但是這種短路一般在經(jīng)常使用的TN接地系統(tǒng)中，短路電流并不是特別大，一旦斷路器或者電纜配合不恰當，就會造成單相接地電流持續(xù)存在，電纜持續(xù)在大電流情況下，一旦熱量聚集，最終造成絕緣損壞，電弧短路起火，引發(fā)電氣火災。所以接地故障電弧性短路故障最常見且易造成火災危險，它是帶電導體對地短路，是以電弧為通路的電弧性短路。這是因為雖然一般在電路設計中線路首端會安裝有過流保護器的裝置防范火災危險，但是這種裝置是以電流過載為觸發(fā)點的，而接地故障電弧性短路發(fā)生的時候局部接觸點似斷非斷，阻抗較大，電流較小，故不足以觸發(fā)過流保護裝置，且電弧高溫將達到3000—4000℃，很容易點燃周圍介質(zhì)引起火災。所以，接地性電弧短路起火具有很大的隱患性和災難性。現(xiàn)在在建筑電氣設計中實際應用的兩種防護裝置分別是：獨立電氣火災防護和系統(tǒng)電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)。

第一種獨立電氣火災防護是將剩余電流監(jiān)測器與斷路器兩種設備組合到一起的一種裝置。工作原理為由剩余電流監(jiān)測器負責監(jiān)測漏電流并記錄大小，達到監(jiān)測器設定值則發(fā)出信號使斷路器跳閘或使蜂鳴器響進行報警；這種方式容易誤報警，警報電流一般設置在100mA到500mA，設置在分配電盤的進線斷路器處，起到保護后續(xù)所有出線的作用。這種剩余電流監(jiān)測防護器對線路的正確接線要求較高，要求線段的PE線和N線接在正確的位置，才能起到防范功用而不會有誤動作的產(chǎn)生。通過建立含有電弧模型的供電系統(tǒng)，采集大量的實際數(shù)據(jù)和實驗數(shù)據(jù)進行仿真分析電弧型接地故障電弧的特征，采用剩余電流監(jiān)測防護器可以有效地測量剩余電流的大小，對電路進行準確地監(jiān)控比較方便實現(xiàn)和安裝。普遍用于民用建筑和小型化工廠。這種防護系統(tǒng)缺點是不夠智能化，基本不能實現(xiàn)通訊功能。

后一種是采用智能化的電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)。這種智能保護裝置，在消防控制室設置電氣火災監(jiān)控主機，內(nèi)置通訊器以及處理器、控制器，并帶有獨立的電弧探測器，該電氣火災監(jiān)控主機可以通過總線與火災自動報警主機相連接，從而達到任意一個位置發(fā)生電氣火災情況均可實現(xiàn)定位報警，及時干預并且在火災自動報警主機的顯示屏上進行顯示，同時也可在消防控制室進行控制。通過總線與每一個獨立配電柜進行通訊連接，獨立配電柜內(nèi)置電壓互感器、電流互感器，并且互感器都帶智能通訊模塊，通過CAN總線進行通訊。該方式的優(yōu)點為早期即可發(fā)現(xiàn)電氣火災隱患，提早識別，第一時間進行措施防護，并且保護范圍大，可以保護整個配電系統(tǒng)。特別適合應用于大型工廠與大型民用建筑。具體選型見下方國標圖集指導同時對于住宅電氣火災防護系統(tǒng)又分為A、B、C、D四個等級。A類適用于有物業(yè)進行監(jiān)管有消防設施聯(lián)動的場所；B類為有有物業(yè)監(jiān)管的場所；C類適用于無物業(yè)監(jiān)管的建筑；D類適用于別墅。由于本文主要分析工廠的電氣火災防護系統(tǒng)，所以不在此多論。

圖1 電氣火災探測器選型

故障電弧探測器選型表

圖1 電氣火災探測器選型 （續(xù)）

3 火災自動報警系統(tǒng)對于電氣火災防護的要點

對于工廠電力系統(tǒng)中，甲類、乙類、丙類生產(chǎn)廠房，甲類、乙類物品庫房均應設置火災自動報警系統(tǒng)。配電室內(nèi)設置感煙火災探測器，隱蔽敷設的電纜橋架內(nèi)需要設置線性感溫電纜 （配合線性感溫控制器使用）。線性感溫電纜可以在火災未發(fā)生時，電纜溫升達到設定值及時發(fā)出報警。以上探測器均作為電氣火災防護系統(tǒng)的一部分，都可以在電氣火災初期進行探測，并實現(xiàn)報警以及聯(lián)動功能。使電氣火災得到早期干預，并將危害性降低到最低。

4 結(jié)束語

由于社會經(jīng)濟發(fā)展的快速性和現(xiàn)代工廠的多變性，研究更為先進的防護器和防護機理來預防和杜絕電氣火災也有更高的要求，以上的四項措施僅為工廠設計常用的電氣火災防護措施，由于個人見解不全面，仍需要時刻跟隨技術變化，在工廠設計中嚴格遵守規(guī)范，技術上更全面地提高才能為國民基礎建設增磚添瓦。