電氣火災(zāi)短路故障點(diǎn)與起火點(diǎn)分析

王振宇

（吉林長春寬城區(qū)消防救援大隊(duì)，吉林 長春 130051）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷進(jìn)步和國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對電力和能源的需求越來越多，各種電氣設(shè)備的安裝要求已經(jīng)成為整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的一部分。然而，在電氣工程設(shè)備安裝和技術(shù)運(yùn)行的實(shí)際過程中，由于各種因素，往往會(huì)給整個(gè)電氣工程的生產(chǎn)質(zhì)量和安全發(fā)展帶來許多隱患。隨著現(xiàn)代電氣設(shè)備的廣泛使用，電氣設(shè)備火災(zāi)已經(jīng)演變?yōu)槠髽I(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)管理的重要組成部分。因此，應(yīng)高度重視電氣工程中可能發(fā)生的各種電氣工程火災(zāi)，并對其主要原因進(jìn)行調(diào)查分析，采取積極的預(yù)防措施，確保電氣企業(yè)正常生產(chǎn)、經(jīng)營和運(yùn)行的安全穩(wěn)定，對人民生命財(cái)產(chǎn)、國家和經(jīng)濟(jì)社會(huì)秩序的穩(wěn)定和安全具有十分重要的指導(dǎo)意義。

1 電氣火災(zāi)的分類

根據(jù)電氣火災(zāi)事故發(fā)生后的原因調(diào)查，電氣線路的火災(zāi)原因大致可分為電氣線路長期過載引起的火災(zāi)，短路、電弧、接觸不良引起的火災(zāi)和電氣保護(hù)裝置連接布置不合理引起的火災(zāi)。因次，電氣設(shè)計(jì)人員應(yīng)以發(fā)展的眼光，根據(jù)電氣火災(zāi)的不同原因，合理設(shè)計(jì)和選擇電氣防火裝置，并制定相應(yīng)的防范技術(shù)措施。

2 電氣火災(zāi)趨勢

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)文明建設(shè)的快速健康發(fā)展，生產(chǎn)過程和人們?nèi)粘Ｉ钪械碾娖鲾?shù)量和用電量也在逐年大幅增加，這就對一些很多地方的用電負(fù)荷壓力過重。微波爐、榨汁機(jī)等已經(jīng)作為一種新興電器產(chǎn)品悄然開始逐漸進(jìn)入現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)方面。電氣類火災(zāi)嚴(yán)重影響我國城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)繁榮，我國每年都會(huì)造成各種巨大損失，危及人民的生命財(cái)產(chǎn)安全和公共安全。近年來，各種大型電氣工程類火災(zāi)在我國也頻繁發(fā)生，并愈演愈烈。在一些重、特大規(guī)模的電氣火災(zāi)中，相當(dāng)多的火災(zāi)是由電氣技術(shù)使用不科學(xué)、不合理引起的。根據(jù)消防監(jiān)督管理相關(guān)部門的初步統(tǒng)計(jì)，自20世紀(jì)80年代以來，全國每年因電線路故障引發(fā)的火災(zāi)所造成的死亡人數(shù)占全部火災(zāi)發(fā)生后造成的死亡人數(shù)的比例一直在攀升。另根據(jù)國外的一些相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，輸電線路管道火災(zāi)的數(shù)量已經(jīng)在整個(gè)輸電線路火災(zāi)中占了相當(dāng)大的比例。在這些發(fā)生火災(zāi)的地區(qū)，城市中的電纜網(wǎng)絡(luò)和電力運(yùn)輸管道上的火災(zāi)比早期農(nóng)村地區(qū)的其他地區(qū)要少。但由于我國各大城市農(nóng)村居民普遍使用水電，人員和固定資產(chǎn)的流動(dòng)財(cái)富相對集中。

3 電氣火災(zāi)的原因

（1）建筑設(shè)計(jì)無章，違章建筑、違章操作、違章安裝、違章建筑維修。一些大型建筑在一些建筑設(shè)計(jì)和裝修工程的施工管理中，在室內(nèi)裝修管理過程中違規(guī)操作，有些甚至在建筑設(shè)計(jì)工程施工中擅自改變一些建筑設(shè)計(jì)過程的技術(shù)要求，使用一些仿制品、劣質(zhì)產(chǎn)品、假冒偽劣產(chǎn)品等電路保護(hù)和線路防火設(shè)備，最終導(dǎo)致這些電路保護(hù)和防火設(shè)施的日常管理中存在許多先天的安全隱患。例如：在日常娛樂場所，在電氣線路防火設(shè)施的管理和電氣設(shè)備的防火維護(hù)過程中，由于這些大型娛樂場所施工人員復(fù)雜，質(zhì)量參差不齊，這些場所的電氣設(shè)備及其防火管理使用不當(dāng)。一旦這些娛樂場所出現(xiàn)一些電氣設(shè)備故障，設(shè)備維護(hù)不能匆忙進(jìn)行，尤其是因?yàn)橐恍╇姎獍踩b置已經(jīng)被熱熔自動(dòng)中斷。很多施工人員根本找不到失敗的原因。為了不完全保證每個(gè)焊工的壽命，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)、安全和社會(huì)效益，甚至簡單地用不銹鋼、銅線等連接材料制作焊接接頭來代替這種金屬保險(xiǎn)絲。久而久之，接頭一旦受熱氧化，就會(huì)發(fā)生材料損傷，電阻值的變化范圍增大，導(dǎo)線上的接頭也會(huì)因受熱氧化而老化，大大縮短了這些金屬電路消防電路的持續(xù)使用壽命，在很小程度上大大降低了它們的安全性和危險(xiǎn)性。

（2）據(jù)統(tǒng)計(jì)，電氣短路故障引起的電氣火災(zāi)約占電氣線路火災(zāi)的一半。當(dāng)絕緣線的內(nèi)絕緣材料層老化時(shí)，絕緣材料層的結(jié)構(gòu)因意外撞擊而損壞，或者當(dāng)絕緣線因手動(dòng)操作失誤而焊接時(shí)，會(huì)有幾個(gè)不同電壓的點(diǎn)相互接觸。由于絕緣導(dǎo)線上的電阻很小，導(dǎo)線過程中的短路電流和電壓會(huì)不斷增大，此時(shí)就可能發(fā)生導(dǎo)線的短路故障。短路裝置的故障一般分為兩種，一種是電弧介質(zhì)短路，另一種是金屬介質(zhì)短路。電弧性質(zhì)的短路由于與故障點(diǎn)接觸不良而沒有完全熔化，這產(chǎn)生強(qiáng)烈的電弧。同時(shí)，由于其在發(fā)生電弧短路時(shí)焊點(diǎn)的電阻抗較大，其電弧短路驅(qū)動(dòng)電流不大，斷路器很難正常工作，因此其電弧不能持續(xù)存在。抗短路火花被電弧阻擋時(shí)，短路電弧的過流阻抗很大，在一定程度上限制了通過流短路時(shí)的電流。因此，普通的流短路保護(hù)裝置往往不能起到保護(hù)作用，不能及時(shí)切斷電源。一旦短路，電弧阻擋抗短路，很有可能繼續(xù)燃燒，在短時(shí)間內(nèi)形成蔓延趨勢。具有金屬性質(zhì)的短路是指兩個(gè)或兩個(gè)以上不同的等電位絕緣導(dǎo)線相互接觸，導(dǎo)致金屬短路，相互焊接熔化或焊接在一起的現(xiàn)象。而且由于焊接接頭處的電流阻抗小，除了直接造成短路電流頻率增大外，還可能直接造成溫度變高，引燃絕緣導(dǎo)線，引發(fā)重大火災(zāi)。安裝電源線時(shí)，如果我們選擇的過載電流保護(hù)裝置的產(chǎn)品型號與電源線不完全匹配，或者整條電源線的連接點(diǎn)過多，可能會(huì)非常危險(xiǎn)，直接造成導(dǎo)線短路。

（3）設(shè)備過載運(yùn)行。一般情況下，日常生活中使用的電源線安全保護(hù)工作的最高負(fù)載溫度不能高于70，因此必須使用專用電機(jī)將負(fù)載溫度控制在所用電線的最高溫度范圍內(nèi)。當(dāng)電壓超過過載負(fù)荷時(shí)，導(dǎo)線的溫度和電壓會(huì)迅速升高，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線的絕緣層和皮層老化損壞，造成導(dǎo)線的安全隱患。當(dāng)壓力過載嚴(yán)重時(shí)，兩種嚴(yán)重受損的保溫材料很有可能同時(shí)著火，可能引發(fā)嚴(yán)重火災(zāi)。

（4）電氣元件接觸不良，接觸電阻過大。接觸滑動(dòng)電阻是指導(dǎo)向體與其他導(dǎo)體等電氣設(shè)備連接時(shí)，在導(dǎo)體的接觸面上滑動(dòng)形成的接觸電阻。電氣接觸不良可能只會(huì)引起電火花，不會(huì)導(dǎo)致電氣火災(zāi)的發(fā)生。一般來說，電氣主動(dòng)連接有兩種基本類型，即控制固定電氣連接和控制主動(dòng)電氣連接。固定端子連接多用于完成電源線芯與電源設(shè)備及連接器等端子之間的固定連接。這種接線引起的火災(zāi)原因可分為：一是接觸物體表面的氧化層會(huì)產(chǎn)生活性氧化層，這將增加接觸表面的電阻，增加接觸電流和通過時(shí)接觸產(chǎn)生的大量熱能。二是接觸面容易松動(dòng)，有一定間隙，電流直接通過時(shí)容易產(chǎn)生接觸火花。三是線芯與供電設(shè)備接觸端子接觸面過小，或者接觸壓力供給不足，導(dǎo)致端子接觸面電阻增大。第四是如果大量的水和鹽進(jìn)入銅鋁合金接頭部件，局部氧化會(huì)直接產(chǎn)生磷酸電池的氧化作用，生成硅酸鹽碳水化合物，增加插頭接觸面的電阻。活動(dòng)開關(guān)連接技術(shù)主要指開關(guān)插頭與電源插座、開關(guān)與觸頭等之間的活動(dòng)連接。其中火災(zāi)后的原因基本上可以等同于電纜連接不固定，主要是接觸面氧化、接觸面有雜質(zhì)附著、接觸壓力不足或接觸面不光滑等。

4 電氣火災(zāi)的主要對策

4.1 防止電氣短路

購買隨需電線時(shí)，注意提前詳細(xì)了解隨需電線的正常工作環(huán)境和所選隨需電線的性能。要使用的導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)規(guī)格和工作電壓與工作時(shí)導(dǎo)線的電流相適應(yīng)。另外，要特別注意不要大量使用任何假冒偽劣原料。安裝期間，電線必須與公共建筑和各類公共電線，保持一定距離，且該距離不應(yīng)小于安全線。此外，一些電氣設(shè)備，如漏電保護(hù)器，應(yīng)按規(guī)定定期安裝。并定期對相關(guān)線路部件進(jìn)行安全調(diào)查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)損壞或老化的線路部件，及時(shí)修復(fù)和更換相關(guān)電路，消除存在的安全隱患，避免線路發(fā)生重大火災(zāi)。

4.2 防止過載

過載及過載防火系統(tǒng)用于合理設(shè)置導(dǎo)線過載區(qū)段，提高導(dǎo)線過載防火的安全功能。當(dāng)設(shè)備采用直流斷路器或熔斷器電流保護(hù)接線不過載跳閘，且熔斷器或斷路器電流長期額定電流延長時(shí)，過載電流過載跳閘保護(hù)裝置的長期整定熔斷電流峰值不得超過熔斷線上導(dǎo)電體長期整定電流的80%。同時(shí)，還認(rèn)為應(yīng)綜合考慮不同環(huán)境天氣溫度和敷設(shè)工藝對保護(hù)電纜過載流量的直接影響，合理、正確地選擇電纜修正溫度系數(shù)，使電纜過載流量保護(hù)系統(tǒng)的效果更好。

4.3 雷電防火措施

雷擊火一般發(fā)生率不太高，但后果嚴(yán)重。建筑的建設(shè)者要有一套相應(yīng)的防雷設(shè)計(jì)。避雷器、避雷針、引線等防雷設(shè)備主要安裝在建筑物外，各種防雷裝置和傳感器可安裝在建筑物內(nèi)。弱磁大電流系統(tǒng)應(yīng)安裝過流過壓漏電保護(hù)器，有效防止雷擊造成供電線路過電壓，從而有效保證客戶用電安全。

5 結(jié)束語

火災(zāi)是無情的，尤其是電引起的火災(zāi)，比一般原因引起的火災(zāi)更危險(xiǎn)，更難控制。做好防御尤為重要，消除隱患比明火更有效。我們應(yīng)該從小到大采取各種預(yù)防措施。萬一發(fā)生電氣火災(zāi)，我們不應(yīng)該著急。我們必須運(yùn)用消防知識(shí)和技術(shù)來滅火。