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據國家能源局前不久公布的2020年全國火災數據：全年因違反電氣安裝使用規定引發的火災共8.5萬起，占總數的33.6%，因目前還有1萬起火災原因尚未查明，預計后續該比重還將提高。近年來我國的社會用電量持續上升，電氣類原因已經連續多年強力影響我國火災走勢，對人民群眾的人身安全和社會經濟的發展構成了極大的威脅。 針對我國電氣火災頻發的現狀，中國建筑電氣行業泰斗王厚余曾一針見血地指出：“多年來 , 我國對電氣火災的防范工作大多只限于一般性的防火檢查 , 這與許多發達國家存在較明顯的差異。他們更側重依靠完善電氣系統的設計、安裝和管理來消除電氣起火的隱患 , 從根本上杜絕電氣起火事故的發生。正是由于側重點的差異 , 造成了當下我國電氣火災此起彼伏 , 防不勝防的嚴峻局面。” 原因及對策 要從根本上杜絕電氣起火事故，就必須從本質上探究電氣起火原因。簡單來說，電流通過導線是要產生熱量的，而且熱量隨電流增大呈幾何倍數增大：Q=0.24I2R，一旦發熱量過大導致線路或設備高溫，就會引起自燃或引燃導致火災發生。 由于電氣系統的復雜性，電氣火災原因也復雜多樣。構成電氣系統的各環節：電氣線路、用電設備、供配電設備等，只要是有電流通過，都有可能引發電氣火災。中國電氣防火專業委員會的統計數據表明：過載、短路、漏電、電弧導致溫度過熱等故障占電氣火災起火原因的近90%。單單是由短路引起的火災就占電氣火災總數的約50%，具體到起火位置，電氣線路引起的火災又占比超50%。 原因明晰后，防范措施就要從電氣系統的各環節：電氣線路、用電設備、供配電設備以及系統監控上，全面對過載、短路、漏電、電弧進行保護及消除。 首先，打鐵還需自身硬，電氣系統的線路與設備自身要經得起運行考驗。線纜要認準正規廠家以防假冒偽劣產品，避免線徑不足、線材摻假或絕緣耐火防護不合格。尤其是應急消防回路等重要線路，更應嚴格選用合規產品。配電箱柜內集成了線路和電氣元器件，對電能進行分配和控制，則要求質量合格、布置合理、防護元件到位以及耐火等級符合要求。用電設備多種多樣，重點在于防范因溫度升高或其他原因發生的故障。 其次，針對電氣系統在長期的運行中，不可避免會產生的過載、短路、漏電、電弧，要配置全面的保護元器件，做到防患于未然。 最后，通過電氣火災監控系統，對整個電氣系統安全運行狀態有一個全局的實時監控。電氣火災監控系統設計用于監控容易引發電氣火災的電氣故障，可以為防火工作帶來很好的時效性和目的性。我國在GB50016-2006《建筑設計防火規范》中明確了在諸如影劇院、館所、倉庫、住宅小區、醫院、商店、學校等場所需要設置的電氣火災監控系統。利用監控探測器、監控單元、監控主機這幾大功能模塊，組合出滿足不同電氣系統的火災監控體系，采集系統中各項被探測的數據，當高于報警設定值時發出報警或控制信號，實現全面實時的整體防護。 應用實例 那么，在實際工程應用中，一個較全面地防范電氣火災的系統配置是什么樣的？以建筑工程電氣系統中常用的施耐德電氣系列產品為例，針對引發電氣火災的不同原因和觸發位置，基于施耐德電氣的EcoStruxure 架構，構建一整套安全可靠、智能高效，且覆蓋中低壓配電的軟硬件產品組合，從電氣系統的各環節：電氣線路、用電設備、供配電設備以及系統監控上，全面防范了過載、短路、漏電、電弧等故障引起的火災。 環節一：電氣線路 • 耐火母線槽 隨著用電負荷的增長，原用于應急與消防回路的耐火電纜逐漸被耐火母線槽取代。耐火母線槽具備體積小，使用壽命長，安裝與維護方便等特點。施耐德電氣I-LINE Z 系列高電流耐火母線槽，采用工廠預制式設計，現場只需要進行簡單的拼裝即可，比起市面上常見的以澆注式樹脂母線為主的耐火母線槽，安裝簡便，并充分保證了施工質量。產品符合 GA/T 537-2005 和 GB/T 7251.6-2015 標準，耐火時間不少于 180 分鐘，由高品質銅導體、高絕緣性和耐熱性的絕緣層、低導熱耐高溫的隔熱層，耐火溫度可達 1600℃ 的耐火層構成，達到耐火隔熱和散熱的最佳平衡，并覆蓋 630A 到 4000A 電流，為火災情況下消防設備提供可靠的電力供應。 • 多系列斷路器 斷路器兼顧過載、短路、漏電保護，即“過電流保護”和“剩余電流動作保護”，其重要性不言而喻。施耐德電氣擁有業內最高等級的斷路器產品，包括 Masterpact MTZ系列斷路器、ComPacT NSX/NSXm系列斷路器、iC65N Vigi+斷路器等，均具備高分斷和應對嚴酷環境的能力，可為高規格電力應用提供出色的保護和服務連續性。此外，以施耐德電氣的Vigi系列為代表的漏電保護器（RCD）家族，能夠根據用戶需求與各種斷路器產品進行模塊化整合，給用戶帶來預智化的安全守護體驗。 • 電弧故障檢測裝置 施耐德電氣AFDD- iARC電弧故障保護裝置采用高質量材料制造，可安裝在絕大多數配電箱的 DIN 導軌上，通過持續分析大量的電氣參數，可檢測出會引發電氣火災的故障電弧，并可在火焰出現前自動切斷被保護電路，有效降低火災風險；此外，施耐德電氣萬高的 WAFD 故障電弧探測器同樣擁有卓越性能，符合 GB14287.4-2014 標準，可在 -10°C 到 40°C 的溫度下正常工作，精準判別故障電弧和工作電弧，更安全靈活，全方位智能監控，有效降低由故障電弧帶來的安全隱患。 環節二：用電設備 • 電機控制與保護系統 在電子、工業、商業建筑等建筑中，由于要保持高效生產或持續控溫，高負荷運轉的電機無處不在，因此確保電機不因溫度升高或其他原因發生故障，引發火災，成為很多企業在安全方面考慮的重點。施耐德電氣TeSys GV系列電動機斷路器和TeSys D系列電動機繼電器兼顧可靠性與易用性，并擁有獨特的脫口機構，在安全的基礎上，為客戶提供了高分斷、長壽命、多功能的電動機保護方案，并預留設計變更空間。值得一提的是，施耐德電氣還將在今年發布全新一代 TeSys Giga系列和TeSys Deca系列數字化電機控制與保護系統，兩個產品系列均采用升級外殼材質，具備更加優異的耐火性能表現。 環節三：供配電設備 • 中低壓成套開關設備 各類中低壓元器件往往需要集成于開關柜之中，通過連接共同發揮作用，因此，為了防止電氣火災因各類原因而發生，可靠的中低壓配電成套設備也是各類場所中所必需的。 在低壓領域，施耐德電氣全新一代BlokSeT、Okken、PrismaSeT系列預智低壓成套設備，可實現包括持續熱監測在內的多種功能預制化搭載，集安全細節設計于一身，給用戶帶來全方位的數字化監測和安全守護。 在中壓領域，施耐德電氣打造了PremSet中壓開關柜，能夠通過搭載包括Easergy TH110 自供電無線傳感器、Easergy MiCOM P3 繼電保護裝置、Vamp系列電弧光保護裝置等在內的多款模塊化配件產品，實現柜體內部的電纜連接熱數據監測和弧光防護，全方位杜絕電氣火災事故的發生。值得一提的是，該產品還是全球為數不多采用屏蔽式固體絕緣技術的開關設備。運用此創新技術的開關設備，在工作時表面不會產生電場分布，因此不會因環境影響導致固體絕緣表面老化，大大降低了內部燃弧風險，給運維人員帶來了更加環保且安全的操作體驗。 環節四：系統監控 • 持續熱監測 施耐德電氣PowerLogic Thermal Tag系列無線溫度傳感器，適用于對各種關鍵現場連接進行持續熱監測，例如電纜和匯流排連接。通過搭配EcoStruxure電能管理專家和EcoStruxure配電SCADA運營系統等邊緣控制軟件，可開展集中式監測系統進行持續數據記錄和可視化，實現實時數據監測、預警及事件報警、提醒操作員、趨勢可視化和歷史報告，全面規避因溫升帶來的火災風險。 • 剩余電流檢測系統 在潮濕和粉塵污染的環境中，相線和地線之間的絕緣失效可能會導致電弧故障，盡管此電弧故障的密度較低，但仍然足以引起火災。一些測試表明，即便是300mA的微小電流亦有引發火災的風險。施耐德電氣的絕緣監測裝置（IMD）能夠實現對系統絕緣電阻和泄漏電容的永久測量，以及當系統的絕緣電阻下降至低于設定閾值時發出預防性報警。利用施耐德電氣解決方案Vigilohm和EcoStruxure架構與平臺軟件，當絕緣故障定位指示器（IFL）與絕緣監測裝置相結合時，診斷速度會得到加快，因為它能夠實現：對每條獨立支路/饋線的絕緣電阻和泄漏電容進行永久測量；當某條支路的絕緣電阻降低至設定閾值以下時發出報警，以便采取糾偏措施；利用系統軟件在圖表、趨勢分析和報告中對漏電電流或電阻可視化，從而實現持續的絕緣監測。 • 電氣火災監控系統 施耐德電氣的 WEFP 電氣火災監控系統符合國家標準 GB14287-2014，通過國家消防電子產品質量監督檢驗中心認證并獲得 CCCF 證書，可對剩余電流、異常溫升、故障電弧、過電流、過電壓進行監測；精度高，響應快速，通訊距離長；主機具備主備電源自動切換功能；可集成儀表監測功能，降低多系統設計復雜性，同時節省項目整體成本，而且操作便捷；可充分考慮系統自然泄漏電流，具備固有漏電補償功能，同時考慮工業環境復雜性，設計為傳輸數字量信號，可有效降低系統誤報警。 • 集成數字化軟件 連接故障同樣是引發電氣火災的高發原因，因此，除要保障接頭按規定鉸接、導線用絕緣膠布包裹、電氣設備出線要用銅鋁過渡接頭等絕對的規范操作外，對于防范因此類問題引發的火災，還要加強對線路等方面的實時監測，一旦發現異常，及時進行處理。施耐德電氣在此方面除具有體系化的培訓，還可基于 EcoStruxure 架構與平臺提供從互聯互通的產品，到邊緣控制，再到應用、分析與服務層面的一系列更具數字化的軟硬件及專業化服務，更全面地防范火災地發生。比如施耐德千里眼運維專家（EcoStruxure Facility Expert），可以實時查看配電設備運行狀態，并進行預防性維護和故障報警；千里眼資產顧問（EcoStruxure Asset Advisor），能夠基于云架構及大數據分析能力，充分發掘數據價值，從診斷項目部署到服務關系對接，從專業縝密的推送方案到細致完整的設備設施健康報告。又還有PME電能質量管理軟件可以實現絕緣監測狀態實時數據顯示，針對絕緣故障、故障位置（各饋線）和互感器電氣故障等事件進行報警。 此外，施耐德電氣還推出了EcoStruxure Power Device中低壓應用程序，這款專為運維人員近場作業打造的應用程序，可通過NFC連接的方式幫助運維人員在設備現場收集由Masterpact MTZ斷路器反饋的數據。即使是在無電源或脫扣情況下，它仍能從測量或保護設置中獲取關鍵數據實現本地監控，也可以在設備發生斷電時，快速恢復供電，減少設備停機時間，實現全天候高效設備管理服務。 結語 電氣火災的預防是一個系統工程，我們不僅要高度重視電氣火災預防工作，制定積極措施，還要確保電氣設備的安全、電能的有序供應，從而保障人們的生命與財產安全。施耐德電氣從選型設計到安裝再到工藝，考慮到產品的每一個細節，嚴格按照標準和流程執行，致力于為客戶提供可信的產品、可控的操作，打造更加安全的電氣環境。無危則是安，無損則為全。希望大家都可以增強電氣火災防范意識，為自己，為他人，為美好社會的明天而努力！ |
