劉細鳳
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801
摘要:我古建筑多為磚木結構,當發(fā)生火災事故時具有蔓延快、撲救難的特點,而火災對古建筑的損害性,電氣火災事故在我火災事故中比重居高不下。本文通過對古建筑電氣火災成因進行分析,有針對性地提出了古建筑電氣火災防控對策,為古建筑用電管理和消防管理工作提出參考性建議,對古建筑保護工作有積意義。
關鍵詞:電氣火災;電氣防火;火災防控;火災;古建筑
0引言
隨著社會的不斷發(fā)展,電氣化程度不斷提高,人們對電的依賴越來越強,電氣使用的范圍日益擴大,但與此同時,電氣火災的發(fā)生也越來越頻繁。根據應急管理部統(tǒng)計,僅2018年,全共計接到火災23.7萬起,造成1407人死亡、798人受傷、直接財產損失達36.75億元,其中電氣火災占火災總數的比例高達34.6%。而近年古建筑火災事故也時有發(fā)生,如2013年云南省瀘沽湖景區(qū)小落水村火災,2017年浙江蘭溪市諸葛、長樂村望云樓火災,2017年四川遂寧高峰山古建筑群火災等,事后經調查發(fā)現,這些事故均為電氣火災事故。
我古建筑多為磚木結構,耐火等級低,稍有不慎易發(fā)生火災,且許多古建筑采取院落型建筑方式,房屋彼此相鄰,如火險控制不及時,會迅速蔓延至周圍建筑,造成嚴重破壞,因此火災成為影響古建筑的重要因素。另方面,在文化快速傳播、旅游業(yè)快速發(fā)展的當下,古建筑、文物保護單位的開放數量越來越多,逐漸成為公眾旅游、參觀、學習和研究的重要資源。為提供更好的游覽條件,許多古建筑內都引入了電源,應用了現代化電氣設備,如不尋求的防治對策,必然會增加電氣火災隱患,造成不可挽回的后果。
基于此,本文對電氣火災成因進行分析,并提出若干針對性的防控對策和管理措施。
1古建筑電氣火災成因分析
1.1過載引起的電氣設備老化
近年來由于科技不斷創(chuàng)新,用電設備種類不斷增多,且人們熱衷于現代化設備在古建筑中的創(chuàng)新性應用,使得古建筑用電需求逐年遞增。如果開關、電纜選擇不合適,使設備或導體長期處于過負荷狀態(tài)運行,就會出現電氣設備發(fā)熱的現象,加速電氣設備老化。特別是在舉辦大型活動時,如不加以控制,用電量常會超出原有電氣設施的承受能力,從而出現過電流現象。而大量的調光設備和LED燈的使用,常會造成相位偏移、線電流的情況。隨著設備使用時間的逐漸增加,電流會擊穿逐漸老化的絕緣層,從而引發(fā)短路,產生的熱量、火花,引起火災事故。因此,在用電設備應用過程中,考慮實際供電能力,及時對電氣設備進行檢修和更換。
1.2電氣設備疏于管理及使用不規(guī)范
目前,古建筑的用途主要有居住、參觀、教育、商業(yè)等。在居住型古建中,由于居民普遍缺乏意識和知識,往往疏于電氣設備維護和管理,易導致電氣火災事故發(fā)生。而旅游參觀、教育教學和經商的單位通常都有管理部門負責電氣設備維護和管理,消防防范意識較強,但也曾出現過電氣火災事故,電氣問題也不能忽視。另外,電氣設備的不規(guī)范使用也是導致電氣火災發(fā)生的因素之,如斷路器上下級保護參數不整定,喪失電氣保護能力;斷路器帶載分段操作,會增加斷路器拉弧滅弧的次數,減少設備壽命,增加設備故障率;用電設備過多時,采用移動插座串接方式,導致電線超負荷運行;用發(fā)熱電氣設備烘烤衣物等。綜上,為了減少電氣火險事故發(fā)生,無論古建筑作為何種用途使用,都應加強電氣設備的管理,強調電氣設備使用的規(guī)范性。
1.3雷電
古建筑結構類型、使用性質及地理環(huán)境與般建筑物不同,廟宇、道觀等建筑選址往往位于地勢較高的地區(qū),如山頂、山坡等,而huang家宮殿、公園等建筑雖然位于平原地帶,但建筑本體造型高聳,所以古建筑往往易遭雷擊。雷電作為種正常而普遍的自然現象,在放電過程中具有高電壓、大電流以及放電時間短等特點,破壞力強。直擊雷和感應雷會對供電線路、電氣設備造成損壞,提升設備的故障率,進而引發(fā)電氣火災,在雷擊比較嚴重的情況下,還會直接威脅到人類的生命。為了防止雷電引發(fā)的事故,古建筑電氣防雷保護工作就顯得尤為重要。
2防控對策與管理措施
2.1電氣檢查
人工檢查電氣設備運行情況、電氣故障隱患,是種直接的電氣火災防控對策,檢查工作如下。
2.1.1電氣設備的使用和運行
(1)檢查設備的外觀和工況。如電纜絕緣層狀況;設備表面溫度、電氣接觸位置溫度和壓接狀況;電流、電壓、三相電流平衡狀況等。如有異常情況,應逐項檢查用電設備情況,分析問題原因,采取改造線路、調整三相負荷、更換設備等方法,解決電氣問題和故障。
(2)檢查電氣設備安裝情況。電氣設備、線路不應直接安裝在木制可燃構件上,應采取防火、隔離措施,如電線敷設應套金屬管;插座、開關等設備安裝應做防火隔熱處理;照明燈具安裝位置與要保持定距離等。
(3)檢查電氣設備使用情況。如果存在移動插座串接使用導致線路過載情況,可采取調整、增加供電回路的方式解決;由于開關插座面板安裝位置不合理導致斷電操作困難情況,可合理調整開關插座面板位置;電氣設備周圍堆積,應及時清理;室外使用的電氣設備應具備相應等級防水能力等。
2.1.2電氣消防檢測
根據《中華人民共和消防法》相關規(guī)定,電器產品的安裝、使用和線路、管路的設計、敷設符合家有關消防技術規(guī)定。電氣消防檢測是檢測電氣安裝、使用是否符合標準的方法之,也是電氣火災防控對策的重要手段,采用高新技術儀器,從、科學的角度對電氣設施的安裝、使用、運行進行全方面的檢查,可準確反映電氣火災隱患的危險程度和位置,并提出整改指導意見,從而隱患,避免電氣火災事故的發(fā)生。古建筑單位每年應至少進行次電氣消防檢測。其中,古建筑作為展室、展廳,由于經常會調整展陳,因此當涉及修改電氣線路、更換電氣設備時,也應做次檢測,對于發(fā)現的隱患要及時整改,直至檢測合格。
2.2電氣設備更新
電氣壽命指的是電氣設備保持或基本保37智能建筑電氣技術2020年持原有性能的時間。般建筑內電氣設備壽命主要考慮以下四點。
(1)經濟壽命:指從經濟角度判斷的設備的使用年限,是設備年平均費用較低的使用年限,總費用包括初始購置費用和使用過程中的年運營費用。
(2)技術壽命:是指設備在開始使用后持續(xù)地能夠滿足使用者需要功能的時間,其時間長短主要取決于使用者需求和技術進步速度,需求越高,技術進步速度越快,設備的技術壽命就越短。
(3)折舊壽命:把設備總值扣除殘值后的余額,折舊到接近于時所經歷的時間。
(4)物理壽命(自然壽命):指設備從全新狀態(tài)下開始使用,老化損壞直到報廢的全部時間過程,主要取決于設備的磨損速度和老化程度。從角度考慮,設備老化、損壞是引發(fā)電氣故障、電氣火災的直接原因之,另外,由于科技的不斷發(fā)展,電氣設備也在不斷更新?lián)Q代,相比老舊設備,新型設備故障率在降低,系數在提升。在古建筑電氣管理措施中,古建筑排在,所以物理壽命和技術壽命應作為先考慮,基于此,應按照行業(yè)要求及產品說明定時更新電氣設備,此外,還需結合使用環(huán)境綜合考慮,如環(huán)境較差,應加強巡檢,適當縮減使用年限,提前更換,避免出現電氣事故。
2.3電氣設備防雷
目前,古建筑基本都安裝了建筑防雷設施(如接閃器、接閃帶、接地引下線等),大大減少了直擊雷帶來的危險。需要注意的是,有時雷云雖然接近但卻沒有直接擊中建筑物,但建筑物周圍的金屬設備已經產生感應電流的情況,這種感應雷對電氣設備的干擾和危害非常大,嚴重時還會產生高熱量引發(fā)火災。另外,直擊雷和感應雷的高電位還會沿著線路侵入古建筑或變電站內,造成更大危害。
為了因雷電引發(fā)的電氣火災,安裝電氣防雷設施顯得十分有必要。配電箱應分級安裝SPD(浪涌保護器),并在每年雷雨季前對SPD設備進行次檢查、維修,查看有無因雷電引起破損,以確保SPD設備完好。另外,室內電氣設備還應配備防雷插座(防浪涌插座),以預防感應雷侵入建筑內時對末端用電設備和人員造成危害。
2.4電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)
由于使用、維護不當引發(fā)的漏電、短路,電氣接觸或過負荷引發(fā)的溫升、突發(fā)性設備故障等電氣火險隱患,在常規(guī)檢查中較難發(fā)現,針對此類問題,電氣火災監(jiān)控成為發(fā)現問題、減少事故的新型手段。該系統(tǒng)主要用于監(jiān)測與控制配電線路的日常工作狀況,在電氣系統(tǒng)發(fā)生故障或出現火災隱患后可以立刻,從而更加準確、及時地電氣隱患。中的古建筑在平面布局方面存在種規(guī)律,即住宅、宮殿、寺廟等建筑,都是由若干單座建筑和些圍廊、圍墻之類環(huán)繞成個個庭院組成,即庭院式組群布局。因此結合供電管理角度考慮,在低壓配電系統(tǒng)接線方式的選擇上宜采取放射式布局,即每個庭院的供電單獨控制,每個供電回路均安裝電氣火災監(jiān)控系統(tǒng),并在WEB端、手機端制作與古建筑平面、地理配套的功能界面,實現電氣火災隱患的。
安科瑞電氣推出的用電管理系統(tǒng)采用研發(fā)的剩余電流互感器、溫度傳感器和電氣、故障電弧探測器和電氣防火限流式保護器,對引發(fā)電氣火災的主要因素(導線溫度、電流、剩余電流、故障電弧等)進行不間斷的數據與統(tǒng)計分析,并將發(fā)現的各種隱患信息及時推送給企業(yè)管理人員,指導企業(yè)實現時間的排查和治理,達到潛在電氣火災隱患,實現“防患于未然”的目的。
用戶可以利用PC、手機、平板電腦等多種終端實現對平臺的訪問,查詢包括系統(tǒng)信息、實時數據、報記錄等在內的各種信息,使用方便。利用該系統(tǒng)為用戶提供的低成本服務,能有提升企業(yè)的消防管理和電氣設備水平,防范重大惡性火災財產損失、尤其是重大惡性人員傷亡責任事故的發(fā)生。
本系統(tǒng)的整體結構如圖所示:
平臺服務器:建議按照我方提供配置標準購買,或者客戶自己租用阿里云資源。
硬件配置:(如申請阿里云可忽略)
序號 | 名稱 | 型號、規(guī)格 | 單位 | 數量 | 備注 |
| 平臺部分 |
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1 | 數據服務器 | DellR730CPU:E5-2620內存:32G硬盤容量:4*1.2T(SAS1萬轉2.5英寸小盤)RAID5 | 臺 | 1 | 甲供,供參考 |
2 | WEB服務器 | DellR730CPU:E5-2603內存:16G硬盤容量:3*300G(SAS1萬轉2.5英寸小盤)RAID5 | 臺 | 1 | 甲供,供參考 |
3 | 打印機 |
| 臺 | 1 | 甲供 |
4 | 工業(yè)網絡交換機 | 華為(HUAWEI)S1728GWR-4P-AC,企業(yè)級網管24口千兆交換機 | 臺 | 1 | 甲供,供參考 |
現場硬件配置
方案:100A以下回路,開口式互感器
序號 | 名稱 | 型號、規(guī)格 | 單位 | 數量 | 備注 |
1 | 用電管理云模塊(2G/4G/NB) | ARCM300T-Z-2G/4G/NB,路剩余電流,4路溫度,三相電流、電壓、諧波、功率、電能,四象限電能計量,4路開關量輸入,1路繼電器輸出,事件記錄,內置時鐘,點陣式LCD顯示,1路RS485/Modbus通訊2G無線通訊可選4G或NB無線通訊 | 只 | 1 | 安科瑞 |
2 | 開口測量型電流互感器 | AKH-0.66/K-φ24(150A)
| 只 | 3 | 安科瑞 |
3 | 開口漏電流互感器 | AKH-0.66/L45K(16-100A) | 只 | 1 | 安科瑞
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4 | 線纜溫度傳感器 | ARCM-NTC | 只 | 4 | 安科瑞 |
方案二:100A以下回路,普通互感器,會增加施工量 | |||||
序號 | 名稱 | 型號、規(guī)格 | 單位 | 數量 | 備注 |
1 | 用電管理云模塊(2G/4G/NB) | ARCM300T-Z-2G/4G/NB,路剩余電流,4路溫度,三相電流、電壓、諧波、功率、電能,四象限電能計量,4路開關量輸入,1路繼電器輸出,事件記錄,內置時鐘,點陣式LCD顯示,1路RS485/Modbus通訊2G無線通訊可選4G或NB無線通訊 | 只 | 1 | 安科瑞 |
2 | 測量型電流互感器 | AKH-0.66/30I100/5
| 只 | 3 | 安科瑞 |
3 | 漏電流互感器 | AKH-0.66/L45 | 只 | 1 | 安科瑞 |
4 | 線纜溫度傳感器 | ARCM-NTC | 只 | 4 | 安科瑞 |
方案三:100A以下回路,普通電流互感器,探測器和無線模塊分開,可適用多回路
序號 | 名稱 | 型號、規(guī)格 | 單位 | 數量 | 備注 |
1 | 用電管理云模塊(2G/4G/NB) | ARCM200L-UI、ARCM200L-J4T12/J8T8等,可以測多回路漏電流和溫度 | 只 | 1 | 安科瑞 |
2 | 漏電流互感器 | AKH-0.66L-45
| 只 | 按需 | 安科瑞 |
3 | 線纜溫度傳感器 | ARCM-NTC | 只 | 按需 | 安科瑞
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4 | 無線DTU | AF-GSM200需加SIM卡 | 只 | 1 | 安科瑞 |
5 | 故障電弧探測器 | AAFD-40檢測范圍0-40A | 只 | 1 | 安科瑞 |
6 | 電氣防火限流式保護器 | ASCP200-11路GPRS額定電流:無線通訊0-63A | 只 | 1 | 安科瑞 |
臺式電腦(WindowsXP以上),安卓系統(tǒng)或IOS系統(tǒng)手機(android或IOS4.0及以上版本)。
Windows系統(tǒng)下使用gu歌、火狐、360(速模式)等瀏覽器訪問。
數據上傳頻率:2分鐘
通信方式:RS485、2G/3G/4G
并發(fā)訪問量:>=10000
歷史數據存儲:>=3年
4結束語
通過分析古建筑結構特點,結合近年電氣火災事故多發(fā)的現狀,明確了電氣火災防控的重要性,并分析了古建筑電氣火災的成因,提出了相應的防控對策和管理措施,為古建筑火災的預防、控制以及管理工作提供參考性建議。
參考文獻:
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[4]安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊.2020.06版.
作者簡介:
劉細鳳,女,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為電氣火災的現狀問題和防控對策。