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浅谈古建筑电气火灾成因及防控对策

 发布时间:2022-12-22 点击量:301

 

摘要:
我国古建筑多为砖木结构,当发生火灾事故时具有蔓延快、扑救难的特点,而火灾对古建筑的损害性很大,电气火灾事故在我国火灾事故中比重居高不下。本文通过对古建筑电气火灾成因进行分析,有针对性地提出了古建筑电气火灾防控对策,为古建筑用电管理和消防管理工作提出参考性建议,对古建筑保护工作有积极意义。

关键词:电气火灾;电气防火;火灾防控;火灾;古建筑;安科瑞安跃强

0引言
随着社会的不断发展,电气化程度不断提高,人们对电的依赖越来越强,电气使用的范围日益扩大,但与此同时,电气火灾的发生也越来越频繁。根据应急管理部统计,仅2018年,全国共计接到火灾报警13.7万起,造成1407人死亡、798人受伤、直接财产损失达36.75亿元,其中电气火灾占火灾总数的比例高达34.6%。而近年古建筑火灾事故也时有发生,如2013年云南省泸沽湖景区小落水村火灾,2017年浙江兰溪市诸葛、长乐村望云楼火灾,2017年四川遂宁高峰山古建筑群火灾等,事后经调查发现,这些事故均为电气火灾事故。

我国古建筑多为砖木结构,耐火等级低,稍有慎容易发生火灾,且许多古建筑采取院落型建筑方式,房屋彼此相邻,如火险控制不及时,会迅速蔓延至周围建筑,造成严重破坏,因此火灾成为影响古建筑安全的重要因素。另一方面,在文化快速传播、旅游业快速发展的当下,古建筑、文物保护单位的开放数量越来越多,逐渐成为公众旅游、参观、学习和研究的重要资源。为提供更好的游览条件,许多古建筑内都引入了电源,应用了现代化电气设备,如不寻求有效的防治对策,必然会增加电气火灾隐患,造成不可挽回的后果。

基于此,本文对电气火灾成因进行分析,并提出若干针对性的防控对策和管理措施。

1古建筑电气火灾成因分析
(1)过载引起的电气设备老化
近年来由于科技不断创新,用电设备种类不断增多,且人们热衷于现代化设备在古建筑中的创新性应用,使得古建筑用电需求逐年递增。如果开关、电缆选择不合适,使设备或导体长期处于过负荷状态运行,就会出现电气设备发热的现象,加速电气设备老化。

特别是在举办大型活动时,如不加以控制,用电量常会超出原有电气设施的承受能力,从而出现过电流现象。而大量的调光设备和LED灯的使用,常会造成相位偏移、零线电流变大的情况。随着设备使用时间的逐渐增加,电流会击穿逐渐老化的绝缘层,从而引发短路,产生很大的热量、火花,引起火灾事故。

因此,在用电设备应用过程中,考虑实际供电能力,及时对电气设备进行检修和更换。

(2)电气设备疏于管理及使用不规范
目前,古建筑的用途主要有居住、参观、教育、商业等。在居住型古建中,由于居民普遍缺乏安全意识和专业知识,往往疏于电气设备维护和管理,易导致电气火灾事故发生。而旅游参观、教育教学和经商的单位通常都有管理部门负责电气设备维护和管理,消防防范意识较强,但也曾出现过电气火灾事故,电气安全问题也不能忽视。

另外,电气设备的不规范使用也是导致电气火灾发生的因素之一,如断路器上下级保护参数不整定,丧失电气保护能力;断路器带载分段操作,会增加断路器拉弧灭弧的次数,减少设备寿命,增加设备故障率;用电设备过多时,采用移动插座串接方式,导致电线超负荷运行;用发热电气设备烘烤衣物等。

综上,为了减少电气火险事故发生,无论古建筑作为何种用途使用,都应加强电气设备的管理,强调电气设备使用的规范性。

(3)雷击
古建筑结构类型、使用性质及地理环境与一般建筑物不同,庙宇、道观等建筑选址往往位于地势较高的地区,如山顶、山坡等,而宫殿、公园等建筑虽然位于平原地带,但建筑本体造型高耸,所以古建筑往往易遭雷击。

雷电作为一种正常而普遍的自然现象,在放电过程中具有高电压、大电流以及放电时间极短等特点。直击雷和感应雷会对供电线路、电气设备造成损坏,提升设备的故障率,进而引发电气火灾,在雷击比较严重的情况下,还会直接威胁到人类的生命安全。为了防止雷电引发的事故,古建筑电气防雷保护工作就显得尤为重要。

2防控对策与管理措施
(1)电气检查
人工检查电气设备运行情况、电气故障隐患,是一种直接有效的电气火灾防控对策,检查工作如下。

1)电气设备的使用和运行

A.检查设备的外观和工况。如电缆绝缘层状况;设备表面温度、电气接触位置温度和压接状况;电流、电压、三相电流平衡状况等。如有异常情况,应逐项检查用电设备情况,分析问题原因,采取改造线路、调整三相负荷、更换设备等方法,解决电气问题和故障。

B.检查电气设备安装情况。电气设备、线路不应直接安装在木制可燃构件上,应采取防火、隔离措施,如电线敷设应套金属管;插座、开关等设备安装应做防火隔热处理;照明灯具安装位置与可燃物要保持一定安全距离等。

C.检查电气设备使用情况。如果存在移动插座串接使用导致线路过载情况,可采取调整、增加供电回路的方式解决;由于开关插座面板安装位置不合理导致断电操作困难情况,可合理调整开关插座面板位置;电气设备周围堆积可燃物,应及时清理;室外使用的电气设备应具备相应等级防水能力等。

电气消防安全检测根据《中华人民共和国消防法》相关规定,电器产品的安装、使用和线路、管路的设计、敷设符合国家有关消防安全技术规定。电气消防安全检测是检测电气安装、使用是否符合标准的方法之一,也是电气火灾防控对策的重要手段,采用高新技术仪器,从专业、科学的角度对电气设施的安装、使用、运行进行全方面的检查,可准确反映电气火灾隐患的危险程度和位置,并提出整改指导意见,从而消除隐患,避免电气火灾事故的发生。古建筑单位每年应至少进行一次全面的电气消防安全检测。其中,古建筑作为展室、展厅,由于经常会调整展陈,因此当涉及修改电气线路、更换电气设备时,也应做一次检测,对于发现的隐患要及时整改,直至检测合格。

(2)电气设备更新
电气安全寿命指的是电气设备保持或基本保持原有性能的时间。一般建筑内电气设备安全寿命主要考虑以下四点。

1)经济寿命:指从经济角度判断的设备合理的使用年限,是设备年平均费用使用年限,总费用包括初始购置费用和使用过程中的年运营费用。

2)技术寿命:是指设备在开始使用后持续地能够满足使用者需要功能的时间,其时间长短主要取决于使用者需求和技术进步速度,需求越高,技术进步速度越快,设备的技术寿命就越短。

3)折旧寿命:把设备总值扣除残值后的余额,折旧到接近于零时所经历的时间。

4)物理寿命(自然寿命):指设备从全新状态下开始使用,老化损坏直到报废的全部时间过程,主要取决于设备的磨损速度和老化程度。

从安全角度考虑,设备老化、损坏是引发电气故障、电气火灾的直接原因之一,另外,由于科技的不断发展,电气设备也在不断更新换代,相比老旧设备,新型设备故障率在降低,安全系数在提升。

在古建筑电气安全管理措施中,古建筑安全排在前位,所以物理寿命和技术寿命应作为优先考虑,基于此,应按照行业要求及产品说明定时更新电气设备,此外,还需结合使用环境综合考虑,如环境较差,应加强巡检,适当缩减使用年限,提前更换,避免出现电气事故。

(3)电器设备防雷
目前,古建筑基本都安装了建筑防雷设施(如接闪器、接闪带、接地引下线等),大大减少了直击雷带来的危险。需要注意的是,有时雷云虽然接近但却没有直接击中建筑物,但建筑物周围的金属设备已经产生感应电流的情况,这种感应雷对电气设备的干扰和危害非常大,严重时还会产生高热量引发火灾。另外,直击雷和感应雷的高电位还会沿着线路侵入古建筑或变电站内,造成更大危害。为了消除因雷电引发的电气火灾,安装电气防雷设施显得十分有必要。配电箱应分级安装SPD(浪涌保护器),并在每年雷雨季前对SPD设备进行一次全面的检查、维修,查看有无因雷电引起破损,以确保SPD设备完好有效。另外,室内电气设备还应配备防雷插座(防浪涌插座),以预防感应雷侵入建筑内时对末端用电设备和人员造成危害。

(4)电气火灾监控系统
由于使用、维护不当引发的漏电、短路,电气接触不良或过负荷引发的温升、突发性设备故障等电气火险隐患,在常规检查中较难发现,针对此类问题,电气火灾监控成为发现问题、减少事故的新型手段。该系统主要用于监测与控制配电线路的日常工作状况,在电气系统发生故障或出现火灾隐患后可以立刻报警,从而更加准确、及时地消除电气安全隐患。

中国的古建筑在平面布局方面存在一种规律,即住宅、宫殿、寺庙等建筑,都是由若干单座建筑和一些围廊、围墙之类环绕成一个个庭院组成,即庭院式组群布局。因此结合供电管理角度考虑,在低压配电系统接线方式的选择上宜采取放射式布局,即每个庭院的供电单独控制,每个供电回路均安装电气火灾监控系统,并在WEB端、手机端制作与古建筑平面、地理配套的功能界面,实现电气火灾隐患的正确报警。

3安科瑞电气火灾监控系统
(1)概述
Acre1-6000电气火灾监控系统,是根据国家现行规范标准由安科瑞电气股份有限公司研发的全数字化独立运行的系统,已通过国家消防电子产品质量监督检验中心的消防电子产品试验认证,并且均通过严格的EMC电磁兼容试验,保证了该系列产品在低压配电系统中的安全正常运行,现均已批量生产并在全国得到广泛地应用。该系统通过对剩余电流、过电流、过电压、温度和故障电弧等信号的采集与监视,实现对电气火灾的早期预防和报警,当必要时还能联动切除被检测到剩余电流、温度和故障电弧等超标的配电回路;并根据用户的需求,还可以满足与AcreIEMS企业微电网管理云平台或火灾自动报警系统等进行数据交换和共享。

(2)应用场合
适用于智能楼宇、高层公寓、宾馆、饭店、商厦、工矿企业、国家重点消防单位以及石油化工、文教卫生、金融、电信等领域。

(3)系统结构


(4)系统功能
监控设备能接收多台探测器的剩余电流、温度信息,报警时发出声、光报警信号,同时设备上红色“报警"指示灯亮,显示屏指示报警部位及报警类型,记录报警时间,声光报警一直保持,直至按设备的“复位"按钮或触摸屏的“复位"按键远程对探测器实现复位。对于声音报警信号也可以使用触摸屏“消声"按键手动消除。


当被监测回路报警时,控制输出继电器闭合,用于控制被保护电路或其他设备,当报警消除后,控制输出继电器释放。

通讯故障报警:当监控设备与所接的任一台探测器之间发生通讯故障或探测器本身发生故障时,监控画面中相应的探测器显示故障提示,同时设备上的黄色“故障"指示灯亮,并发出故障报警声音。电源故障报警:当主电源或备用电源发生故障时,监控设备也发出声光报警信号并显示故障信息,可进入相应的界面查看详细信息并可解除报警声响。


当发生剩余电流、超温报警或通讯、电源故障时,将报警部位、故障信息、报警时间等信息存储在数据库中,当报警解除、排除故障时,同样予以记录。历史数据提供多种便捷、快速的查询方法。


4结束语
通过分析古建筑结构特点,结合近年电气火灾事故多发的现状,明确了电气火灾防控的重要性,并分析了古建筑电气火灾的成因,提出了相应的防控对策和管理措施,为古建筑火灾的预防、控制以及管理工作提供参考性建议。
作者介绍:
安跃强,男,现任职于安科瑞电气股份有限公司,主要研究方向为为智能电网供配电。

 

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