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简述古建筑电气火灾的起因及预防措施

更新时间:2023-10-12      浏览次数:148

摘要

       法国当地时间2019年4月15日下午,始建1163年的巴黎圣母院突发大火。巴西当地时间2018年9月2日晚,拉丁美洲历史悠久、藏品丰富的巴西国家博物馆惨遭火灾,200年历史的建筑只剩“空壳",2000多万件藏品中的92.5%被毁。文物古建筑防火安全,引起了的讨论。古建筑起火原因很多,而电气火灾,如电气设备的选型不当、设备乱用、用电不规范等,是引发火灾的原因之一。

关键词:古建筑;电气火灾;过载;短路;电弧;预防措施
1古建筑火灾危险的特殊性
(1)古建筑耐火等级低,火灾荷载大
       与西方古建筑普遍采用砖石作为建材不同,我国传统上普遍采用易燃的木材作为建筑材料,木质材料耐火等级低,火灾危险性很大,而且古建筑群里存有大量商业区域,用电设备较多。因此,我国面临的防火压力相比西方要更为巨大。
(2)古建筑群环境条件特殊,防火间距不足,火势蔓延迅速
        我国古建筑多在偏远的地区,以群落型式为主,各单体古建交织毗邻,缺少防火分隔。如果有一处引起火灾,容易引发相连或相邻的古建着火。等消防救援赶到,往往延误灭火时机。文物古建内工作人员或者所在地居民自行开展灭火自救,缺乏专业的扑救技能,没有有效的灭火设备,很难有效控制火势的发展与蔓延,而且木结构建筑在火灾中的倒塌危险性较大,对施救人员的安全构成威胁。
(3)缺少消防设施,消防通道不畅,灭火救援困难
        一般来讲,我国古建筑大多远离城镇,消防设施严重滞后,消防器材配备达不到规范要求,无消防水池,没有消防给水管网。古民居巷道窄,还多有台阶,消防车无法通行,消防车难以靠近或进入古民居内进行火源扑救。这都给消防灭火带来很大困难。
1古建筑引发电气火灾的原因
(1)过多使用电器设备威胁古建筑的安全
       很多古建筑在承租给他人作为旅游商品店、展览、餐饮、娱乐、住宿等同时还需满足工作人员的日常办公和生活所需,为此增加了很多用电设备。景观亮化、大功率照明设备、空调、计算机、电视机、电冰箱、电磁灶、电暖器、电水壶等电器在古建筑中大量使用,这些电气设备使用时间长而且多数单台设备功率较大,加重了配电线路的负担,使线路长期处在过载状态下使用,电气保护措施存在严重缺陷,很多古建筑的配电设施陈旧,保护功能减退等问题严重威胁着古建筑的安全。比如在文物建筑的木质构件上直接敷设电气线路,大功率的照明设备和射灯直接架在木梁上,在木板墙上安装电源插座或插线板,在文物单位内使用大功率采暖电器(比如红外电暖气,俗称小太阳),这些都是引发电气火灾的潜在原因。
        电气线路私乱搭建、线路老化、超负荷运行,未采取穿管敷设等防护措施等现象严重,日益凸显,由此引发的事故率逐年上升。
        供电系统未做保护接地,配电柜未设置在专门的配电房间而随意安装,如配电箱直接在室外挂墙安装,箱体没有采取相应的防护等级。
(2)过载、短路、故障电弧等
        过载,回路中接入许多大功率设备,超过了配电线路的负载能力,导致线路的温度超过其允许工作温度,加速线缆老化,甚至由于高温可导致线缆绝缘层燃烧。
         短路,指电路或电路中的一部分被短接。由于线路绝缘层损坏,导致短路产生强烈的火花,其温度可达3000℃以上,使短路点的金属熔化成熔珠,引起线路起火及周围可燃物燃烧。
        电弧,是一种气体游离放电现象。当电缆局部损坏或电器连接处松动时,有碳化和电阻性短路两种现象的电弧可引发火灾。当导体被损坏或连接处不紧固,会出现局部的热点,在导体附近的绝缘材料发生碳化。碳是导电材料,它能使各点的电流变大,由于碳以一种非均匀的方式沉淀,使得电流以更便捷的路径传输并产生电弧,久而久之,到达一定程度会引起电弧自燃。当两个带电导体之间的绝缘材料被损坏,两个导体之间将产生一个显著电流,由于不出现剩余电流,无法被监测装置保护,还不能被视为短路而被保护。当泄漏电流不断变大,会使绝缘材料变为碳,直到碳被电弧点燃产生火焰。
(3)雷击
        雷电,一种伴有闪电和雷鸣的放电现象。雷电放电过程时间短,但是放电电流大,可达数十万安培,闪电的温度,从摄氏一万七千度至二万八千度不等。雷电对空旷区孤立的古建筑(如古塔)和古建筑群中高耸的建筑危害很大,可直接导致古建筑物起火,使古建筑遭受大面积损毁。
2古建筑电气火灾的预防措施
(1)规范电气线路敷设方式
       由于大多古建筑存在照明插座电线私拉乱接、线缆直接明敷设在木质材料上、电气线路老化等隐患,故对古建筑内安装照明电器设备,要经有关部门批准,并严格执行电气安全技术规程。
       古建筑内的电气线路,均采用铜芯绝缘线缆,严禁乱拉乱接电线,全部采用阻燃型聚氯乙烯硬质管或金属管敷设,不得直接将线缆敷设在梁、柱、枋等可燃构件上。
(2)合理配电,选用保护电器
       古建筑内严禁使用卤钨灯、高压钠灯等高温照明灯具和大功率电加热器具,不准使用大于60W的白炽灯直接安装在可燃物物体上。如果需安装照明灯具和电气设备,要严格执行有关电气安装使用的技术规范和规程。灯饰材料的燃烧性能不应低于B1级,不得靠近可燃物。
        建议一座古建筑单体设置一个配电箱,安装断路器和漏电保护器,做好各配电回路的过载保护、短路保护、接地故障保护及故障电弧防护。保护、控制电器均应安装在专用的配电箱内。定期检查绝缘性能、电器元件功能及设备状况,特别是短路保护和过载保护的可靠性。
       设置电气火灾监控系统,对主要的分支干线采取泄漏电流监测,在电缆接头、端子、重点发热部件等部位设置测温式探测器,并对照明、插座回路设置故障电弧保护器,降低火灾事故发生的可能,变减少损失为避免损失。
(3)制定安全用电管理制度
        文物古建筑内配电设备、电气线路、电器选型、设备安装等应符合相关产品标准、施工规范要求和防火要求,配备适用的保护电器作为防护装置。开关、插座和照明灯具靠近可燃物时,采取隔热、散热等防火措施。文物建筑内一般不得使用电热器具和大功率用电器具,确需使用的,要采取安全防护措施,制定并严格落实使用管理制度。严禁私拉乱接电气线路,室内外电气线路应采取穿管保护。对电气线路和电器要定期检查检测,确保使用安全。
(4)设置防雷设施
       古建筑防直击雷可在建筑高处加装接闪短杆,在建筑的屋脊、屋檐、女儿墙安装接闪带,并做好引下线安全接地。古建筑内部有电气设施时,所有进出建筑物的金属导体需要接地,并加装电涌保护器,防止感应电压和操作过电压,电涌保护器根据电压和使用范围不同可分为电源浪涌保护器、信号浪涌保护器、音频浪涌保护器、视频浪涌保护器等,具体可根据不同要求分级加装。
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。
(5)配置方案
4结束语
       文物古建筑是的宝贵财富,保护古建筑、保护人类的共同文化遗产,是我们每一个人的责任。据悉,今年国家文物局将开展多方面工作,其中就考虑到文物建筑类型复杂,将出台《文物建筑电气火灾防护标准》。以新的理念和先进的现代科学技术来积极面对当前古建筑物防火安全问题,采取有效措施,确保古建筑物的电气消防安全。
参考文献
[1]GB∕T31143—2014.电弧故障保护电器(AFDD)的一般要求[S].
[2]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.5版
[3]GB50116—2013.火灾自动报警系统设计规范[S].
[4]GB50016—2014.建筑设计防火规范(2018年版)[S].
[5](法)SchneiderElectric.电气装置应用(设计)指南(中文版).北京:中国电力出版社,2017.
[6]浅析古建筑电气火灾的预防,李新野,2019.

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作者介绍:徐行德,男,本科,江苏安科瑞电器制造有限公司,主要从事光储充等研发与应用;



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