限流式保護(hù)器在民用建筑電氣防火中的應(yīng)用

【摘要】隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的物質(zhì)生活水平有了明顯的提升，民用建筑的實(shí)際面積、結(jié)構(gòu)型式較之以前也有了很大的不同。再加上家用電器的增多，實(shí)際用電量的增大，民用建筑電氣火災(zāi)事故的發(fā)生幾率居高不下?；诖?，本文重點(diǎn)針對民用建筑電氣火災(zāi)的原因進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)査，并針對性的提出了防范策略，以供參考。

0前言

       近幾年來，民用建筑的火災(zāi)事故發(fā)生幾率之高，已經(jīng)受到社會各界人士的高度關(guān)注。相關(guān)部門在調(diào)查民用建筑火災(zāi)原因的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)主要與以下兩方面有關(guān)。一方面是絕大多數(shù)的居民并沒有較高的火災(zāi)防范意識，并沒有對火源進(jìn)行妥善的管理，經(jīng)常因?yàn)槭褂貌划?dāng)而引發(fā)火災(zāi)事故。另一方面則與電氣設(shè)備的使用有關(guān)，因?yàn)樵陔姎庠O(shè)備的使用過程中會產(chǎn)生一定的熱量，并伴隨有電火花或者電弧現(xiàn)象。而這些都會導(dǎo)致電氣火災(zāi)事故或者電氣爆炸事故的發(fā)生。

1民用建筑電氣火災(zāi)事故的發(fā)生特點(diǎn)

1.1隱蔽性

       在現(xiàn)代化的民用建筑施工過程中，為了提升建筑物的審美效果，都會將電氣線路設(shè)計(jì)到墻內(nèi)、頂棚內(nèi)以及底板內(nèi)很多燈具的安裝也以嵌入式安裝為主，很多家用電氣都聚集在散熱效果不好的角落。殊不知，這樣的設(shè)計(jì)卻會加劇電氣線路或者電氣絕緣層的老化，提升電氣火災(zāi)事故的發(fā)生幾率。

1.2突發(fā)性

       民用建筑電氣火災(zāi)事故的發(fā)生有著明顯的突發(fā)性特點(diǎn)。例如，冰箱、空調(diào)等家用電器都是處于長期通電狀態(tài)。但是，這些家用電器的長期通電，卻會產(chǎn)生一定的熱量聚集。如果這些熱量得不到及時(shí)的疏散，當(dāng)溫度升高到一定程度，將會在瞬間引起短路火災(zāi)事故。

1.3復(fù)雜性

       隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的提升，家家戶戶使用的家用電器種類逐漸增多，空調(diào)、電磁爐、電高壓鍋等大功率電器的應(yīng)用頻率越來越高。與此同時(shí)，涌現(xiàn)在市場中的接線板種類也越來越多。如果這些家用電器和接線板的質(zhì)量參差不齊，那么導(dǎo)致電氣火災(zāi)事故發(fā)生的原因也會越來越復(fù)雜。

2民用建筑電氣火災(zāi)的常見原因調(diào)查

2.1電氣線路過載

       在民用建筑中，電氣線路過載是引發(fā)電氣火災(zāi)事故的常見原因之一。首先，在民用建筑電氣施工過程中，如果設(shè)計(jì)人員沒有選擇正確的導(dǎo)線，或者施工人員沒有按照設(shè)計(jì)要求選擇導(dǎo)線，那么將會使電氣負(fù)載大于導(dǎo)線的安全載流量，進(jìn)而引發(fā)電氣火災(zāi)事故。其次，在民用建筑投入運(yùn)行之后，如果居民故意違規(guī)使用大負(fù)荷電器，那么也會增大電氣火災(zāi)事故的發(fā)生幾率。另外，在一些老舊的民用建筑中，很多電氣設(shè)備已經(jīng)岀現(xiàn)了嚴(yán)重的老化問題，如果不及時(shí)進(jìn)行更換，那么將會無法滿足當(dāng)前大功率家用電器的使用需求，進(jìn)而增加電氣火災(zāi)事故的發(fā)生幾率。最后，如果沒有規(guī)范的使用斷路器，也會增大電氣火災(zāi)事故的發(fā)生幾率。例如，部分民用建筑的斷路器產(chǎn)品本身就存在著嚴(yán)重的質(zhì)量問題，即便是出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行，也不能及時(shí)斷電。再例如，部分維修人員責(zé)任意識偏低，在發(fā)現(xiàn)斷路器出現(xiàn)頻繁斷電問題的時(shí)候，直接將保險(xiǎn)絲替換成銅線，或者直接繞過斷路器接入電器，使斷路器成為擺設(shè)。

2.2內(nèi)部裝修施工行為不規(guī)范

       在民用建筑的內(nèi)部裝修施工過程中，施工人員的不規(guī)范施工也是導(dǎo)致電氣火災(zāi)事故的主要原因。首先，部分施工人員在鉆孔施工過程中，并沒有嚴(yán)格控制內(nèi)埋線路的施工質(zhì)量，進(jìn)而使電氣線路的外皮出現(xiàn)了損傷。一旦電氣線路的外皮出現(xiàn)損傷，那么就會增大電氣線路漏電事故的發(fā)生幾率。其次，部分施工人員使用的接線板質(zhì)量不合格，且隨意的拉扯'扭折電氣線路，電線端子的鏈接接口也不緊固。這樣一來，很容易因?yàn)殡娮柽^大而引起嚴(yán)重的電氣火災(zāi)事故。

2.3絕緣層被破壞

       由于各種原因的影響，所有絕緣物質(zhì)的電氣性能都會在使用過程有所降低。而這就會增大電氣火災(zāi)事故的發(fā)生幾率。而造成絕緣物質(zhì)電氣性能降低的原因，主要包含以下幾點(diǎn)。1.絕緣物質(zhì)被雷電擊穿；2.絕緣物質(zhì)運(yùn)行時(shí)間過長而產(chǎn)生了一定的熱量聚集；3.絕緣物質(zhì)運(yùn)行時(shí)間過長而出現(xiàn)了嚴(yán)重的磨損；4.絕緣物質(zhì)受潮，或者被蟲子咬破；5.在電弧作用下，絕緣物質(zhì)表面發(fā)生碳化，進(jìn)而因?yàn)榛」舛搪范l(fā)電氣火災(zāi)事故；6.一些不可抗拒因素的存在使得絕緣層的部分或者全部遭受到破壞。如果是局部受損，那么可能會岀現(xiàn)局部漏電現(xiàn)象；而全部受損，則會因?yàn)槎搪范痣姎饣馂?zāi)事故。

2.4電氣線路的諧波電流

       隨著我國科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，電腦、電視、微波爐等電氣設(shè)備在民用住宅中的使用頻率越來越高。而這些電氣設(shè)備都屬于非線性負(fù)荷電氣設(shè)備，存在著多次諧波電流。而多次諧波電流的存在，將會使電氣線路岀現(xiàn)過載發(fā)熱的現(xiàn)象，進(jìn)而加劇絕緣層的老化，并引起嚴(yán)重的電氣火災(zāi)事故。

2.5電氣線路短路

       造成民用建筑電氣火災(zāi)事故的電氣線路短路問題主要包含兩種情況：一種是相間短路，另一種是線對地短路。但是，無論是哪一種情況，都會伴隨有很大的電流和瞬時(shí)高溫現(xiàn)象，可以將附近的可燃物質(zhì)直接烤燃，引起嚴(yán)重的火災(zāi)事故。另外，部分線路由聚氯乙烯、聚乙烯以及氯丁橡膠等有機(jī)絕緣材料構(gòu)成。而這些有機(jī)絕緣材料受熱就會釋放出可燃性氣體，當(dāng)溫度超過300°C的時(shí)候就會燃燒，進(jìn)而引起嚴(yán)重的電氣線路火災(zāi)事故。

2.6電阻過大

       在電氣線路火線連接或者火線對地搭接的過程中，如果其接點(diǎn)處存在著接觸不緊固的現(xiàn)象，那么接點(diǎn)間的電壓將會直接擊穿間隙空氣，形成空氣導(dǎo)線。此時(shí)，如果接點(diǎn)間空隙比較大，且遇到電壓波動峰值，那么就會在空氣間拉起電弧。也就是說，電接觸區(qū)域中，廣泛存在著接觸電阻。如果接頭間隙不大，在電壓的作用下，端點(diǎn)也會擊穿空氣迸火。這樣一來，無論是迸擊的火花，還是拉起的電弧，都會使其附近的可燃物被點(diǎn)燃，進(jìn)而引起嚴(yán)重的火災(zāi)事故。如果接觸電阻過大，那么引發(fā)的火災(zāi)還會具有較強(qiáng)的隱蔽性，并產(chǎn)生非常嚴(yán)重的危害。

3民用建筑電氣火災(zāi)事故的防范策略

3.1提升人們的防火防災(zāi)意識

       分析近幾年來的很多民用建筑電氣火災(zāi)事故，與人們的防火防災(zāi)意識偏低，用電行為不安全有著直接的關(guān)系。在這種情況下，要想加強(qiáng)民用建筑電氣火災(zāi)事故的防范，必須要提升人們的防火防災(zāi)意識。首先，加強(qiáng)人們的用電安全教育，并向他們普及安全用電常識，搜集一些各類民用建筑電氣火災(zāi)視頻和圖片，讓人們意識到電氣火災(zāi)的嚴(yán)重性，提升人們的火災(zāi)防范意識。其次，提升人們科學(xué)用電、安全用電的意識，確保人們可以安全、規(guī)范的使用電氣設(shè)備，不會因?yàn)槌?fù)荷用電而影響電氣設(shè)備和導(dǎo)線運(yùn)行的安全性，也不會因?yàn)閬y拉亂接電源行為而對電氣設(shè)備和電氣線路產(chǎn)生機(jī)械性損傷。再次，相關(guān)部門要加強(qiáng)民用建筑電氣系統(tǒng)的管理，通過科學(xué)合理的電氣設(shè)備與電氣導(dǎo)線日常檢查與管理，來及時(shí)消除民用建筑電氣系統(tǒng)運(yùn)行過程中存在的安全隱患，做到防患于未然。最后，加強(qiáng)消防部門的執(zhí)法力度，落實(shí)各種與民用建筑電氣火災(zāi)防范的相關(guān)條例和制度，加強(qiáng)民用建筑電氣工程施工質(zhì)量控制。

3.2嚴(yán)格控制民用建筑電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)質(zhì)量

       為了加強(qiáng)民用建筑電氣火災(zāi)的防范，必須要嚴(yán)格控制民用建筑電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)質(zhì)量，提升民用建筑電氣設(shè)備和電氣線路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)要求。首先，針對電源線路的設(shè)計(jì)，必須要保證其不會岀現(xiàn)漏電現(xiàn)象，其動作電流數(shù)值也應(yīng)當(dāng)控制在500mA以下。其次，針對PE和PEN線的傳導(dǎo)與傳入，要有效避免電壓相關(guān)故障的發(fā)生。再次，針對電氣設(shè)備的鏈接，為了避免電位差、電弧以及電火花等現(xiàn)象的出現(xiàn)，必須要優(yōu)先使用總等點(diǎn)位連接。最后，在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要正確的選擇電氣設(shè)備，嚴(yán)格分析電氣線路的走向，并結(jié)合實(shí)際情況選擇最合適的電纜等材料。

3.3加強(qiáng)控制民用建筑電氣工程的施工質(zhì)量

       為了加強(qiáng)民用建筑電氣火災(zāi)的防范，必須要加強(qiáng)控制民用建筑電氣工程的施工質(zhì)量。首先，在正式施工之前，施工人員應(yīng)當(dāng)對相應(yīng)的施工設(shè)計(jì)與施工要求有所了解，施工單位應(yīng)當(dāng)對施工人員的施工技能進(jìn)行嚴(yán)格的培訓(xùn)與考核，確保其可以嚴(yán)格按照相關(guān)施工規(guī)范展開施工操作。其次，在民用建筑電氣工程竣工之后，質(zhì)量驗(yàn)收人員要嚴(yán)格把關(guān)施工質(zhì)量，通過拉網(wǎng)式驗(yàn)收來對每一個(gè)環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的檢查。一旦發(fā)現(xiàn)任何問題，就要采取相應(yīng)的整改措施。

3.4做好常規(guī)的電氣設(shè)備檢測工作

       為了加強(qiáng)民用建筑電氣火災(zāi)的防范，必須要做好以下五方面的常規(guī)的電氣設(shè)備檢測工作。第一認(rèn)真檢查電氣線路是否出現(xiàn)了老化現(xiàn)象；第二認(rèn)真檢查電氣設(shè)備是否存在漏電現(xiàn)象，是否存在短路火災(zāi)的隱患；第三認(rèn)真檢查斷路器的性能質(zhì)量，確認(rèn)其是否處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)下；第四認(rèn)真檢查電氣線路的改裝情況，一旦發(fā)現(xiàn)個(gè)別住戶存在著私自改裝線路的現(xiàn)象，就要加強(qiáng)其安全隱患的排查力度；第五加強(qiáng)自動報(bào)警系統(tǒng)的使用，通過紅外線探測以及超聲波檢測等技術(shù)手段及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備與電氣線路運(yùn)行過程中存在的安全隱患，并及時(shí)采取有效的措施進(jìn)行處理。

4限流式保護(hù)器在電氣防火的應(yīng)用

4.1限流式保護(hù)器的功能及應(yīng)用方案

4.1.1限流式保護(hù)器的設(shè)計(jì)

       電氣防火限流式保護(hù)器可有效克服傳統(tǒng)斷路器、空氣開關(guān)和監(jiān)控設(shè)備存在的短路電流大、切斷短路電流時(shí)間長、短路時(shí)產(chǎn)生的電弧火花大，以及使用壽命短等當(dāng)弊端，發(fā)生短路故障時(shí)，能以微秒級速度快速限制短路電流以實(shí)現(xiàn)滅弧保護(hù)，從而能顯著減少電氣火災(zāi)事故，保障使用場所人員和財(cái)產(chǎn)的安全。

安科瑞ASCP200-1電氣防火限流式保護(hù)器的主要元件是固態(tài)開關(guān)，不同于傳統(tǒng)家用的空氣開關(guān)（微斷）。我們知道，傳統(tǒng)空氣開關(guān)的斷開是一種機(jī)械運(yùn)動過程，分?jǐn)鄷r(shí)間需要幾十毫秒(一般30～50ms)，帶負(fù)載斷開時(shí)通常伴隨有電弧的產(chǎn)生。而固態(tài)開關(guān)的斷開則是依靠半導(dǎo)體內(nèi)部的載流子運(yùn)動實(shí)現(xiàn)，分?jǐn)鄷r(shí)間微秒級，速度快，無電弧產(chǎn)生。

如圖1所示，當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，傳統(tǒng)空氣開關(guān)在電流升至C點(diǎn)時(shí)才能動作，且無法瞬時(shí)切斷電流，而固態(tài)開關(guān)則可以在電流升至B點(diǎn)時(shí)即瞬間切斷短路電流。

圖1短路故障前后電流與時(shí)間關(guān)系圖

       從流過電阻的電流熱量公式Q=I2Rt，可以很容易看出，傳統(tǒng)空氣開關(guān)與固態(tài)開關(guān)在短路時(shí)所釋放的能量差別可以達(dá)到數(shù)千倍之多。因此當(dāng)裝配限流式保護(hù)器的回路發(fā)生短路故障時(shí)，就可以避免電弧的產(chǎn)生，從而有效降低了電氣火災(zāi)。

4.1.2 ASCP200-1功能特點(diǎn)

      ASCP200-1型電氣防火限流式保護(hù)器是單相限流式保護(hù)器，較大額定電流為63A。主要功能如下:

      A）短路保護(hù)功能，線路發(fā)生短路故障時(shí)，能在150微秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速限流保護(hù)；

      B）過載保護(hù)功能，線路持續(xù)過載時(shí)，保護(hù)器限流保護(hù)；

      C）表內(nèi)超溫保護(hù)功能，保護(hù)器內(nèi)部器件工作溫度過高時(shí)，保護(hù)器限流保護(hù)；

      D）過/欠壓保護(hù)功能，線路欠壓或過壓時(shí)，保護(hù)器告警或限流保護(hù)（可設(shè)）；

      E）電纜溫度監(jiān)測功能，被測線纜溫度超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，保護(hù)器告警或限流保護(hù)（可設(shè)）；

      F）漏電流監(jiān)測功能，線路漏電超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，保護(hù)器告警或限流保護(hù)（可設(shè)）；

      G）通訊功能，保護(hù)器配置1路RS485接口，1路2G無線通訊，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到安科瑞Acrel-6000安全云平臺，或第三方監(jiān)控軟件或平臺，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

4.1.3 ASCP200-1技術(shù)參數(shù)

4.1.4應(yīng)用方案圖示

       ASCP200-1型電氣防火限流式保護(hù)器建議安裝在入戶開關(guān)下端，額定電流值根據(jù)入戶開關(guān)的具體規(guī)格進(jìn)行設(shè)置，典型應(yīng)用示意圖如圖2所示：

圖2 ASCP200-1家用防火解決方案示意圖

4.1.5使用注意事項(xiàng)

       在選用限流式保護(hù)器時(shí)，限流式保護(hù)器的設(shè)定的額定電流應(yīng)該與其前一級的斷路器的額定電流保持一致。例如，當(dāng)限流式保護(hù)器輸入端斷路器的額定電流為32A時(shí)，應(yīng)將限流式保護(hù)器的額定電流設(shè)置為32A。為保障限流式保護(hù)器的正常使用，嚴(yán)禁將其使用于與其前端斷路器的額定電流不匹配的配電線路中。

ASCP200系列采用限流式保護(hù)器采用壁掛式安裝，可以掛墻安裝，也可以安裝在箱體內(nèi)，應(yīng)確保安裝場所無滴水、腐蝕性化學(xué)氣體和沉淀物質(zhì)，并注意環(huán)境溫度和通風(fēng)散熱。

為確?？煽窟B接，接線時(shí)應(yīng)按接線圖進(jìn)行，同時(shí)為了防止接頭處接觸電阻過大而導(dǎo)致局部過熱，也避免因接觸不良而導(dǎo)致保護(hù)器工作不正常，線頭應(yīng)采用合適大小的U形冷壓頭壓接后，再插入保護(hù)器相應(yīng)端子上并將螺釘擰緊壓實(shí)。

保護(hù)器內(nèi)部帶有交流電，嚴(yán)禁非專業(yè)人士擅自打開產(chǎn)品外殼。保護(hù)器在使用期間，若被保護(hù)線路發(fā)生短路或過載故障而被限流保護(hù)時(shí)，保護(hù)器仍處于帶電狀態(tài)，不允許隨意碰觸用電線路的金屬部分。待檢查線路，并排除故障后，長按保護(hù)器的復(fù)位按鍵約2秒鐘，使保護(hù)器恢復(fù)正常運(yùn)行時(shí)。

當(dāng)保護(hù)器因超溫而發(fā)生限流保護(hù)時(shí)，則可能是因?yàn)樨?fù)載電流過大，環(huán)境溫度過高或通風(fēng)散熱不良等原因?qū)е拢赏ㄟ^加強(qiáng)通風(fēng)等措施，等保護(hù)器溫度降下來后，再長按復(fù)位鍵，使保護(hù)器復(fù)位，恢復(fù)正常運(yùn)行。

5結(jié)語

       綜上所述，民用建筑電氣火災(zāi)事故的發(fā)生具有隱蔽性、突發(fā)性以及復(fù)雜性，且造成的危害十分嚴(yán)重，所以必須要明確民用建筑電氣火災(zāi)事故的發(fā)生原因。而根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)電氣線路過載、內(nèi)部裝修施工行為不規(guī)范、絕緣層被破壞、電氣線路的諧波電流、電氣線路短路、電阻過大是導(dǎo)致民用建筑電氣火災(zāi)事故發(fā)生的主要原因。對此，為了加強(qiáng)民用建筑電氣火災(zāi)的防范，必須要提升人們的防火防災(zāi)意識、嚴(yán)格控制民用建筑電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)質(zhì)量、加強(qiáng)控制民用建筑電氣工程的施工質(zhì)量'做好常規(guī)的電氣設(shè)備檢測工作。

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