建筑供配電系統(tǒng)火災(zāi)安全措施研究

吳凱

摘要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建筑供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與國(guó)民生命安全已經(jīng)緊密連接在一起。在建筑中，隨著種類繁多的各式各樣的電氣設(shè)備的應(yīng)用，由此產(chǎn)生的電器火災(zāi)安全隱患也越來(lái)越不容易會(huì)忽視，因此我們需要更加合理科學(xué)地設(shè)計(jì)建筑的供配電系統(tǒng)，提高供配電系統(tǒng)的可靠性和安全性。

關(guān)鍵詞：建筑;供配電系統(tǒng);火災(zāi)安全

一、引言

近年來(lái)，我國(guó)加入WTO世貿(mào)組織后，經(jīng)濟(jì)和科技水平均得到了質(zhì)的飛躍，尤其在建筑行業(yè)，我國(guó)的建造技術(shù)和專業(yè)技能都有突飛猛進(jìn)的進(jìn)步，但隨之而來(lái)的火災(zāi)安全隱患也不容小覷。然而伴隨高層民用建筑的火災(zāi)隱患不斷增加的走勢(shì)，造成的經(jīng)濟(jì)損失日益嚴(yán)重，因此，需要開始研究建筑供配電系統(tǒng)中的防火與安全疏散設(shè)計(jì)，盡可能地減少不必要的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，從而保障人民的生命安全和整體經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。

二、建筑電氣火災(zāi)的特性

2.1 高層建筑火災(zāi)撲救困難

由于建筑的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，尤其是高層建筑，因高度一般高于18層，建筑體內(nèi)人員密集，樓道狹窄，配電系統(tǒng)復(fù)雜，電氣設(shè)備安裝種類繁雜，不可控因素較多，這些外部條件的制約，會(huì)導(dǎo)致高層建筑中的火災(zāi)救援會(huì)十分困難。

2.2 人員援救困難

建筑尤其是多層或者高層建筑，一旦發(fā)生火災(zāi)，如何進(jìn)行快速的人員疏散和撤離則成為最大的難題，影響其救援的主要因素有：（1）安全通道人流擁擠嚴(yán)重：當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，受到濃煙或火勢(shì)的刺激，出于本能，逃生人員在恐懼和求生欲的控制下，會(huì)迅速涌進(jìn)疏散的安全通道，很容易造成踩踏事故等二次事故的發(fā)生，危險(xiǎn)加大。（2）疏散時(shí)間較長(zhǎng)：高層建筑由于其自身的特性，樓梯相對(duì)狹窄，發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)，人員選擇樓梯進(jìn)行逃生，那么樓層越高，逃生時(shí)長(zhǎng)必然加大。（3）有限的疏散手段和方法：目前，高層建筑主要采用垂直電梯進(jìn)行上下交通，但是垂直電梯作為客用電梯，一般不具備防煙、防水、防火的特性，因此，一旦發(fā)生火災(zāi)等危險(xiǎn)事故，居民大概率通過樓梯進(jìn)行逃生，可選擇面太過狹窄。

2.3 經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重

2020年，根據(jù)應(yīng)急管理部的消防救援局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，前三季度內(nèi)，我國(guó)火災(zāi)形勢(shì)總體趨于平穩(wěn)，我國(guó)共發(fā)生18萬(wàn)起火災(zāi)，經(jīng)濟(jì)損失已達(dá)25.5億元，其中死亡人數(shù)和受傷人數(shù)分別為792人和 516人。與往年相比，火災(zāi)起數(shù)下降9.1%，經(jīng)濟(jì)損失下降14%，死亡人數(shù)和受傷人數(shù)分別下降20.6%和22.4%，。同時(shí)，與去年同期火災(zāi)情況相比，火災(zāi)起數(shù)以及傷亡人數(shù)均有所下降，而且較大火災(zāi)數(shù)量遞減，重大或者特大型火災(zāi)并未發(fā)生。其中，究其原因，引起火災(zāi)的罪魁禍?zhǔn)诪殡姎庥秒姡瑥幕馂?zāi)調(diào)查的結(jié)果報(bào)告中不難看出，因電氣引發(fā)的火災(zāi)事故可占總起數(shù)約三分之一，而且較大火災(zāi)中一般以上均是由建筑電氣引發(fā)的。雖然居民生活中用電越來(lái)越便利，但用電量的增加必然導(dǎo)致電氣火災(zāi)隱患的增加，因此，在建筑電氣的配置和使用過程中，不管是高壓供配電系統(tǒng)還是低壓供配電系統(tǒng)，都必須加強(qiáng)對(duì)建筑供配電系統(tǒng)中各種防火安全的管理，并尋求相應(yīng)的解決措施。

三、建筑供配電系統(tǒng)防火設(shè)計(jì)要素

3.1電力負(fù)荷分級(jí)供電設(shè)計(jì)要素

目前，我國(guó)將電力負(fù)荷分為以下三個(gè)級(jí)別：

（1）對(duì)于建筑供配電系統(tǒng)中一級(jí)負(fù)荷設(shè)計(jì)要點(diǎn)：一級(jí)負(fù)荷中尤其是特別負(fù)荷的設(shè)計(jì)，必須在保證兩個(gè)必備電源的基礎(chǔ)上，額外增加應(yīng)急電源的設(shè)計(jì)。另外，隨著建筑供配電系統(tǒng)對(duì)一級(jí)負(fù)荷（含特別負(fù)荷）的供電可靠性能和連續(xù)性的要求越來(lái)越高，原有的從電力網(wǎng)引入兩回路電源進(jìn)線，并采用加倍自投的供電方式已經(jīng)無(wú)法滿足一級(jí)負(fù)荷的供電需要[1]。我國(guó)大部分地區(qū)的主網(wǎng)電壓都是采用并網(wǎng)設(shè)計(jì)，加上引起全網(wǎng)停電事故的原因往往是系統(tǒng)內(nèi)部故障或電力網(wǎng)發(fā)生故障，因此為了確保一級(jí)負(fù)荷供電的可靠性，我們應(yīng)該降低預(yù)備應(yīng)急電源的容量，并保證應(yīng)急電源系統(tǒng)中不能接入其他負(fù)荷。

（2）對(duì)于建筑供配電系統(tǒng)中二級(jí)負(fù)荷的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：要求如果發(fā)生變壓器故障或支路線路故障時(shí)，應(yīng)該不出現(xiàn)大面積停電和斷電的狀況，若地區(qū)供電條件困難或線路負(fù)荷較小時(shí)，二級(jí)負(fù)荷的一路供電線路可選擇6KV等級(jí)的架空線路。

（3）對(duì)于三級(jí)負(fù)荷的設(shè)計(jì)要求：無(wú)硬性要求。

3.2 配備變電所的設(shè)計(jì)要素

隨著建筑體系的供配電系統(tǒng)的大負(fù)荷用電量的增加，主要是居民用電中的大功率電器，如冰箱、空調(diào)、熱水器、水泵等，由于負(fù)荷較大，考慮同時(shí)啟動(dòng)時(shí)非耗電量和配電系統(tǒng)線路的帶載能力，需要單獨(dú)配置相應(yīng)的變電所。考慮到設(shè)備在使用中對(duì)通風(fēng)和散熱的要求，因此不要把設(shè)備設(shè)置在多層建筑的最底層，通常建議將設(shè)備機(jī)組放置到高層建筑的地下層或首層。另外如果是高壓配電系統(tǒng)，則最好避免安裝內(nèi)部含有可燃性油氣的一些電氣設(shè)備，另外高壓供配電系統(tǒng)中，一般建議選擇干式絕緣氣體材料的變壓器，同時(shí)可以選擇單母先或者雙母單分段接線方式的母線作為配變電所的母線的進(jìn)線方式，最后選擇斷路器或負(fù)荷開關(guān)作為電源進(jìn)線的控制開關(guān)，更加安全可靠。

3.3 低壓配電設(shè)備的設(shè)計(jì)要素

對(duì)于低壓配電設(shè)備的設(shè)計(jì)要求：供電系統(tǒng)中需要將動(dòng)力設(shè)施和照明設(shè)施單獨(dú)分開進(jìn)行設(shè)計(jì)，分別配備不同的電源，而其他設(shè)備則可共用一個(gè)供電電源，這是為了充分保證低壓配電系統(tǒng)供電的可靠性。另外，如果遇到TN系統(tǒng)發(fā)生較大接地故障，產(chǎn)生大電流故障時(shí)，則還要考慮線路高溫易引起火災(zāi)的隱患發(fā)生，因此需要特別關(guān)注PE和PEN發(fā)生故障引發(fā)的熱穩(wěn)定性問題[2]。

四、建筑供配電系統(tǒng)中電氣防火安全措施

4.1建筑消防安全設(shè)計(jì)措施

現(xiàn)代建筑中，隨著氣體能源、揮發(fā)性物質(zhì)的電氣設(shè)備的使用頻率的增加，整體建筑供電系統(tǒng)的用電負(fù)荷量呈翻倍式增加，而由電氣安全引發(fā)的火災(zāi)事故隱患的危險(xiǎn)系數(shù)也在不斷增加。因此，建筑消防安全的設(shè)計(jì)成為了建筑體系設(shè)計(jì)需要考慮的首位要素。目前，建筑消防安全設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包含建筑體系內(nèi)外組成部分的消防部署、火災(zāi)應(yīng)急照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及消防電源部署部署及配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等，因此需要根據(jù)建筑中實(shí)際情況設(shè)計(jì)相應(yīng)的消防安全設(shè)施和供配電系統(tǒng)[3]。

4.2 低壓供配電系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)

低壓供配電系統(tǒng)中的漏電保護(hù)裝置，是一種可以檢測(cè)供電設(shè)備是否漏電并發(fā)生報(bào)警的裝置，可實(shí)時(shí)反應(yīng)系統(tǒng)中的故障情況。為了實(shí)現(xiàn)低壓供配電系統(tǒng)的可靠保護(hù)，若發(fā)供電設(shè)備的絕緣水平不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，那我們可用三級(jí)漏電的方式來(lái)加強(qiáng)系統(tǒng)的漏電保護(hù)。另外，我們還要科學(xué)合理地配置整個(gè)配電系統(tǒng)，如果自動(dòng)開關(guān)的類型是混合熔斷器或者是完全熔斷器的類型時(shí)，那么在選擇自動(dòng)開關(guān)時(shí)，應(yīng)確保上級(jí)開關(guān)是短延時(shí)型的，下級(jí)熔斷器的選擇保護(hù)則應(yīng)保證保護(hù)動(dòng)作的絕對(duì)選擇性。其主要解決措施如下：

（1）選擇電氣設(shè)備時(shí)，需要檢查電氣設(shè)備的絕緣水平是否符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（2）需要確保控制電源的可靠性能。

（3）發(fā)生大電流故障時(shí)，保證短路保護(hù)設(shè)備和過負(fù)荷保護(hù)設(shè)備可快速動(dòng)作。

（4）應(yīng)采用剩余電流保護(hù)器來(lái)防止供配電系統(tǒng)引起火災(zāi)。

4.3加強(qiáng)對(duì)低壓供配電系統(tǒng)管理

除了以上供配電系統(tǒng)的電氣安全設(shè)計(jì)需要考慮外，我們還要加強(qiáng)對(duì)低壓供配電系統(tǒng)的管理，規(guī)范各種工作流程和管理制度，具體措施如下：

（1）建立和加強(qiáng)用電監(jiān)督制度，明確我國(guó)及各地的抄表制度，預(yù)防各地違規(guī)用電，如違接、私拉電線等各種偷電漏電的行為。

（2）更換配電系統(tǒng)中的老化的儀器設(shè)備，如舊式電量采集器，老化的電線電纜等。需要根據(jù)各地供配電系統(tǒng)的實(shí)際設(shè)施情況進(jìn)行更新?lián)Q代，尤其是將老式點(diǎn)表更新為實(shí)時(shí)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字采集器，可有效確保電表的穩(wěn)定性能，降低誤差，實(shí)現(xiàn)各地區(qū)的自動(dòng)化發(fā)展步伐。

（3）加強(qiáng)供配電系統(tǒng)管理人員和工作人員的整體技術(shù)水。我們需要進(jìn)一步增加管理人員的管理意識(shí)和管理水平，確保管理人員的帶頭領(lǐng)導(dǎo)作用，同時(shí)其他工作人員，也要加強(qiáng)崗位培訓(xùn)，引進(jìn)先進(jìn)的電網(wǎng)專業(yè)技能，保證其良好的職業(yè)素養(yǎng)和技術(shù)水平。

（4）需要將低壓配電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化改造。目前低壓配電網(wǎng)系統(tǒng)各地采用的標(biāo)準(zhǔn)不同，各種設(shè)備私有協(xié)議還是較多，需要加大各地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化的改進(jìn)步伐，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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