淺談限流式保護(hù)器在住宅電氣防火的應(yīng)用
李茫茫
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
【摘要】隨著人民生活水平的提高，家用大功率電器普遍被使用，導(dǎo)致用電量劇增，電氣火災(zāi)頻發(fā)。文章分析了電氣火災(zāi)發(fā)生的原因，并時(shí)電氣火災(zāi)的防范措施進(jìn)行了探討。
【關(guān)鍵詞】電氣火災(zāi)；原因；防范
1概況
火災(zāi)是在時(shí)間和空間上失去控制的燃燒所造成的災(zāi)害，是嚴(yán)重危害人民生命財(cái)產(chǎn)、直接影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定的常見的一種災(zāi)害。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增長，住宅中的空調(diào)、電冰箱、用電的炊具、電熱水器、電暖氣等大功率家用電器越來越多，火災(zāi)發(fā)生的概率也在升高，火災(zāi)已經(jīng)成為一個(gè)日趨嚴(yán)峻的社會(huì)問題。
據(jù)消防部門統(tǒng)計(jì)，在城市火災(zāi)中，電氣火災(zāi)幾乎占了全部火災(zāi)總數(shù)的一半，電氣火災(zāi)給人民的生命財(cái)產(chǎn)帶來了重大損失，因此減少電氣火災(zāi)意義重大。
2電氣火災(zāi)發(fā)生的原因
電線絕緣老化而發(fā)生短路造成火災(zāi)。電線絕緣老化是不可避免的，因此在線路中裝設(shè)保護(hù)線路短路的熔斷器或空氣開關(guān)：當(dāng)線路發(fā)生短路時(shí)，短路電流流過熔斷器或空氣開關(guān)，焰斷器熔斷或空氣開關(guān)跳閘，切斷電源，從而避免了火災(zāi)的發(fā)生。
電氣線路寬裕量過小，與用電發(fā)展不相適應(yīng)而導(dǎo)致短路起火。
電位差引起電氣火災(zāi)。國內(nèi)在建筑物電氣裝置設(shè)計(jì)中側(cè)重對(duì)電氣線路短路、過載、過電流的防護(hù)而忽視電位差的危害。
電器產(chǎn)品質(zhì)量差，維護(hù)使用不當(dāng)，用電不慎。
導(dǎo)體間的連接不良。開關(guān)和插座、插頭間的斷斷續(xù)續(xù)的連接為活動(dòng)連接，設(shè)備端子和線路之間以及線路和線路之間的連接為固定連接，這兩種連接都有可能因連接不良產(chǎn)生異常高溫和電火花而起火。
電氣設(shè)備熱效應(yīng)引起火災(zāi)。電氣設(shè)備布置不當(dāng)，其高溫或電火花可能引燃附近的可燃物。
3電氣火災(zāi)的防范
火災(zāi)的防范是一個(gè)系統(tǒng)工程，關(guān)鍵在于做好設(shè)計(jì)、施工.、管理和使用維護(hù)等方面的工作。
3.1從設(shè)計(jì)入手
根據(jù)電氣設(shè)備的環(huán)境(臥室、客廳、廚房、衛(wèi)生間等)來選用電氣設(shè)備。
在滿足使用環(huán)境、房間用途需要的情況下，應(yīng)選用效率高、維護(hù)檢修方便的燈具。在正常的環(huán)境中，宜選用開啟式燈具，例如客廳；在潮濕的環(huán)境中，宜選用具有防水燈頭的燈具，例如廁所、洗漱間；在煙氣較多的環(huán)境中，宜選用防塵密閉式燈具，例如廚房；樓梯照明應(yīng)釆用聲光定時(shí)開關(guān)控制的燈具。
每套住宅的空調(diào)電源插座、電源插座與照明應(yīng)分路設(shè)計(jì)；廚房電源插座和衛(wèi)生間電源插座宜設(shè)置獨(dú)立回路增加分支回路，可以分流住宅負(fù)荷電流，減少線路溫度升高和諧波危害，延長線路壽命，減少電氣火災(zāi)發(fā)生的可能性。由于衛(wèi)生間內(nèi)較潮濕，插座宜少設(shè)，單獨(dú)設(shè)置回路顯得浪費(fèi)，宜與廚房電源插座同一回路落地式柜式空調(diào)容量大，一般為2匹或2匹以上，宜與其他空調(diào)電源插座分回路供電。
插座的選擇與安裝插座的額定電流，已知使用設(shè)備者應(yīng)大于設(shè)備的額定電流的1.25倍；未知使用設(shè)備者不應(yīng)小于5A?？紤]到部分家電功率大，實(shí)際中通常應(yīng)選擇不小于10A的插座。
家庭中不可避免有兒童活動(dòng).建議所有插座釆用安全型插座。在潮濕場所，應(yīng)釆用密閉式或保護(hù)式插座，安裝高度距地面不應(yīng)低于1.5m,如洗衣機(jī)插座、電熱水器插座、廚房小家電插座；衛(wèi)生間插座應(yīng)位于潮濕場所等級(jí)分類中III區(qū)外；電熱水器專用插座安裝高度不宜低于1.8m；分體空調(diào)器專用插座安裝高度建議為1.8~2.0m；為方便使用起居室(廳)、電視、音響插座，安裝高度以高于電視柜的高度為佳，為0.8-1.0m；其他普通電源插座安裝高度通常為0.3m。
在住宅中，已知使用設(shè)備者應(yīng)按設(shè)備要求配置插座，需要連接帶接地線的家用電器的插座，帶接地孔，普通插座使用戶應(yīng)能任意使用I類或II類家用電器。I類電器為基本絕緣加接地保護(hù)，II類電器為雙重絕緣不要求接地保護(hù)。為滿足I類或II類家用電器的使用，普通插座宜選用單相二線和單相三線組合插座。
對(duì)于插拔插頭時(shí)觸電危險(xiǎn)性大的日用電器.宜釆用帶開關(guān)能切斷電源的插座。這樣做的目的是盡量減少插拔切斷來斷電，而利用插座所帶開關(guān)斷電，安全性較強(qiáng)。因此，洗衣機(jī)插座、廚房小家電插座和電熱水器插座應(yīng)帶開關(guān)和電源指示。另外，經(jīng)常開關(guān)的固定用電設(shè)備插座，如起居室、電視、音響、空調(diào)插座，建議也帶開關(guān)和電源指示。
選擇和負(fù)荷電流相匹配的熔絲；合理選擇導(dǎo)線截面面積(注意留足寬裕量)；導(dǎo)線和電纜的絕緣強(qiáng)度不應(yīng)低于網(wǎng)路的額定電壓；絕緣子要根據(jù)電源的不同電壓進(jìn)行選配。
接地與防雷。①接地。低壓配電接地系統(tǒng)的接地形式應(yīng)釆用TN-S、TN-C-S系統(tǒng)，且應(yīng)進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)(MEB)和局部等電位聯(lián)結(jié)(LEB),這樣可以清除沿PEN線或PE線竄入的危險(xiǎn)故障電壓，減少保護(hù)電器動(dòng)作不可靠帶來的危險(xiǎn).消除外界電磁場引起的干擾，保護(hù)人身的安全。保護(hù)線如果采用電力電纜，截面可以不受限制；如果采用絕緣導(dǎo)線或裸導(dǎo)線有機(jī)械保護(hù)，如敷設(shè)在套管、線槽等外保護(hù)物內(nèi)時(shí)，截面不應(yīng)小于2.5 mm²如果采用無機(jī)械保護(hù)，如敷設(shè)在絕緣子、瓷夾上時(shí)，其截面不應(yīng)小于4 mm²防雷。住宅防雷保護(hù)應(yīng)釆用避雷帶做接閃器，引下線暗敷于墻內(nèi)，在1.8m處引出至接地裝置或利用建筑構(gòu)造柱的鋼筋作接地裝置，并且與重復(fù)接地共用。
3.2施工方面的技術(shù)要求
室內(nèi)配線除要求安全可靠、布線整齊合理、安裝牢固外，在技術(shù)上還作如下要求。
配線時(shí)應(yīng)盡量避免導(dǎo)線有接頭，若有中間接頭釆用壓接或焊接；穿在管內(nèi)的導(dǎo)線，不允許有接頭；接頭應(yīng)放在接線盒或燈頭盒內(nèi)；導(dǎo)線的連接或分支處不應(yīng)受到機(jī)械力的作用。
明配線路要保持橫平豎直，水平敷設(shè)時(shí)導(dǎo)線距離地面2.5 m以上，垂直敷設(shè)時(shí)導(dǎo)線距離地面2 m以上，否則應(yīng)將導(dǎo)線穿在鋼管內(nèi)予以保護(hù)。
當(dāng)導(dǎo)線穿過樓板、墻壁時(shí)，要加裝保護(hù)套管。
當(dāng)導(dǎo)線相互交叉時(shí)，應(yīng)在每根導(dǎo)線上套以絕緣管并固定。
為保護(hù)用電安全，室內(nèi)配電管線與其他管道、設(shè)備之間的距離應(yīng)有一定的要求。
配線的管子通常為鋼管或硬塑料管.管子的內(nèi)徑不得小于管內(nèi)導(dǎo)線束直徑的1.5倍。管內(nèi)導(dǎo)線不得超過8根，且都不能有接頭，配線時(shí)應(yīng)盡量避免導(dǎo)線有接頭，若有中間接頭采用壓接或焊接；穿在管內(nèi)的導(dǎo)線，不允許有接頭；接頭應(yīng)放在接線盒或燈頭盒內(nèi)；導(dǎo)線的連接或分支處不應(yīng)受到機(jī)械力的作用。
3.3管理及使用維護(hù)
在住宅交付使用后，物業(yè)公司應(yīng)建立有效的防火安全機(jī)制，做到責(zé)任到人、定期維護(hù)、定期檢査。
電工應(yīng)定期對(duì)導(dǎo)線、電纜載流量進(jìn)行實(shí)地測量，經(jīng)常檢查觸摸導(dǎo)線、開關(guān)、接頭等處溫度，超出正常值時(shí)及時(shí)調(diào)整；定期測量實(shí)際電流，保證后續(xù)改造和維修質(zhì)量。
加強(qiáng)防火安全教育，定期在小區(qū)內(nèi)進(jìn)行防火安全知識(shí)宣傳，定期對(duì)電工及相關(guān)人員進(jìn)行培訓(xùn)教育。
對(duì)于住戶來說，應(yīng)正確使用家用電器-盡量避免頻繁開關(guān)電器，防止電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流驟增，溫度快速上升引起電動(dòng)機(jī)等元件過熱燒毀起火；家用電器使用后，不但要關(guān)閉開關(guān)，還應(yīng)拔掉電源插頭；使用電熱器具要遠(yuǎn)離可燃、易燃物；注意避免同時(shí)使用多個(gè)大功率電器，造成線路過負(fù)荷；注意電冰箱、電視機(jī)、電腦等電器的通風(fēng)、防潮、防塵，并經(jīng)常檢查電源線是否老化、破皮，防止因積熱、漏電等引起火災(zāi)；避免使用質(zhì)量低劣的家用電器，盡量在信譽(yù)好的超市、商場購買信譽(yù)好的品牌家電。
4火災(zāi)原因認(rèn)定和技術(shù)鑒定
火災(zāi)原因認(rèn)定和技術(shù)鑒定是查清事實(shí)、找出原因、處理責(zé)任事故、防止類似事件發(fā)生的關(guān)鍵。電氣火災(zāi)原因技術(shù)鑒定方法主要有宏觀分析法、金相分析法、成分分析法、剩磁分析法、綜合分析法、模擬試驗(yàn)法等。在我國，火災(zāi)原因認(rèn)定屬于消防監(jiān)督機(jī)關(guān)的業(yè)務(wù)范疇，火災(zāi)原因技術(shù)鑒定大都是科研單位或鑒定中心從事的技術(shù)服務(wù)范疇，鑒定單位在絕大多數(shù)情況下，不參與火災(zāi)現(xiàn)場的調(diào)查工作，只對(duì)消防監(jiān)督機(jī)關(guān)送檢的痕跡物證形成的性質(zhì)進(jìn)行分析。只有將火災(zāi)原因技術(shù)鑒定和現(xiàn)場勘查有機(jī)結(jié)合起來，才能使火災(zāi)原因認(rèn)定更科學(xué)、更準(zhǔn)確、更有可信度。
5限流式保護(hù)器在住宅電氣防火的應(yīng)用
5.1限流式保護(hù)器的功能及應(yīng)用方案
5.1.1 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(jí)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(dòng)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(dòng)實(shí)現(xiàn)，分?jǐn)鄷r(shí)間微秒級(jí)，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(dòng)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)。
5.1.2 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(tái)，或第三方監(jiān)控軟件或平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
5.1.3 ASCP200-1技術(shù)參數(shù)
5.1.4 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家用防火解決方案安裝示意圖
5.1.5 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(jí)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?，可通過加強(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。
6結(jié)語
任何事情都是有規(guī)律可循的，電氣火災(zāi)也一樣，只要我們掌握電氣火災(zāi)的特點(diǎn)和規(guī)律，釆取合理的防范措施，動(dòng)員一切可以動(dòng)員的力量，就可以有效抑制、減少、避免電氣火災(zāi)的發(fā)生，減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。
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