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淺談限流式保護器在預(yù)防建筑電氣火災(zāi)中的應(yīng)用

更新時間：2022-04-13點擊次數(shù)：499

淺談限流式保護器在預(yù)防建筑電氣火災(zāi)中的應(yīng)用

吳柯霓

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801

【摘要】在建筑建設(shè)過程中，電氣線路工作的穩(wěn)定性直接影響到整個建筑的安全性與可靠性。從電氣線路的功能性來看，其主要具有電能傳輸和信息傳遞的功能。但是在建筑的建設(shè)和使用過程中，電氣線路火災(zāi)是一個非常常見的問題，一旦出現(xiàn)電氣線路火災(zāi)問題，一方面會造成建筑內(nèi)設(shè)備無法正常工作，另一方面可能會讓更多的易燃物被引燃,進而造成嚴重的火災(zāi)。從原因來看，主要分為自身原因及外部原因兩個方面。自身原因一般是指電氣線路出現(xiàn)短路、過載和漏電等問題，外部原因則主要指環(huán)境因素和人為因素等造成的火災(zāi)。因此，本文針對建筑電氣防火進行探討，希望能夠為今后我國建筑電氣防火水平的提升提供參考。

【關(guān)鍵詞】建筑電氣；電線電纜；電氣火災(zāi)；阻燃電纜；阻燃耐火電纜

0前言

     近些年來，在我國經(jīng)濟發(fā)展的推動下，我國建筑行業(yè)實現(xiàn)了飛速的發(fā)展，高層建筑、綜合性建筑數(shù)量越來越多。在《火災(zāi)分類>(GB/T4968-2008)的規(guī)定中，把E類定義為帶電火災(zāi)，指的是由于帶電物體燃燒而引起的火災(zāi)。通常來講，引起電氣火災(zāi)最多的原因是電氣設(shè)備使用不合理或針對電氣線路沒有及時進行處理。因此，本文針對建筑電氣火災(zāi)的預(yù)防進行探討，這對于控制電氣火災(zāi)，避免經(jīng)濟損失有著非常重要的意義。


1實現(xiàn)電氣線路防火的基本要求

1.1線路材質(zhì)的要求

不同的電氣線路在不同的工作環(huán)境中往往在電壓、溫度、濕度等方面有不同的參數(shù)要求。因此在對電氣線路材質(zhì)進行選擇的過程中，須結(jié)合實際情況，綜合考量電壓、溫度、濕度、海拔和風(fēng)力等多方面因素，在節(jié)省經(jīng)濟成本的基礎(chǔ)上，合理確定電線電纜的材質(zhì)及其橫截面，既要確保電線線纜能夠滿足實際的工作需求，也要避免電氣線路在實際的工作過程中出現(xiàn)短路、漏電和過載等問題。在對導(dǎo)體橫截面積進行設(shè)計的過程中，要結(jié)合計算結(jié)果和實際的工作經(jīng)驗，預(yù)留出足夠的負荷余量。在對導(dǎo)體材料進行選擇的過程中，通常有鋁導(dǎo)體、銅導(dǎo)體和銀導(dǎo)體可供選擇，但是綜合經(jīng)濟因素和工作需求往往選擇鋁導(dǎo)體和銅導(dǎo)體。特別是在一些特定的工作環(huán)境中，如需要保障電源、一兩次回路和電動機的勵磁回路等長時間穩(wěn)定工作，需要在腐蝕性強、溫度較高等環(huán)境進行工作的，則需要選擇銅導(dǎo)線。對于經(jīng)常需要非專業(yè)人員進行接觸的線路，例如居民住宅和公共建筑中的線纜等，和導(dǎo)線截面面積小于6mm?的線纜，也不建議使用鋁芯導(dǎo)體的線纜。鋁芯導(dǎo)體的線纜通常應(yīng)用于對鋁材料腐蝕度較小的環(huán)境中。

電線電纜主要包括普通電線電纜、阻燃電線線纜和阻燃耐火電線電纜。其中，普通電線電纜有包括聚氯乙烯電線電纜、交聯(lián)聚乙烯電線電纜(如圖1)和橡膠電線電纜(如圖2)。特別是橡膠電纜，其優(yōu)點在于能夠承受住極嚴寒環(huán)境的考驗，而且具有非常好的彎曲性，能夠滿足高差較大甚至是垂直敷設(shè)要求。同時，橡膠電纜還大多應(yīng)用于移動電氣設(shè)備的電器線路中。交聯(lián)聚乙烯電線電纜的特點是在實際工作過程中，即使發(fā)生燃燒也不會產(chǎn)生有毒氣體，缺點是并不具有阻燃性。因此，交聯(lián)聚乙烯電線電纜大多應(yīng)用于對環(huán)境清潔度有較高要求的工業(yè)環(huán)境中；麋氯乙烯電線電纜是現(xiàn)階段應(yīng)用較為廣泛的一種電線電纜，但其缺陷在于一旦發(fā)生燃燒會產(chǎn)生大量有毒氣休，因此不適用于人口密集的場所。

圖1阻燃交聯(lián)聚乙烯電線電纜

圖2阻燃橡膠電線電纜

在對阻燃電纜的性能進行評價的過程中，主要從兩個方面進行評價，即發(fā)煙性和氧指數(shù)。根據(jù)阻燃電纜的發(fā)煙性進行劃分，可以將阻燃電纜劃分為普通型阻燃電纜、無鹵阻燃電纜和低煙低鹵阻燃電纜三種。在電線電纜鋪設(shè)的過程中，如果有將電線電纜成束敷設(shè)的需求，則一般采用阻燃電纜。除此之外，在電線電纜鋪設(shè)的過程中，阻燃型電纜與非阻燃型電纜通常不在同一通道內(nèi)使用，而且同一通道內(nèi)的阻燃線纜必須確保是同一等級。

根據(jù)阻燃線纜的絕緣材質(zhì)進行劃分，可以將阻燃耐火電纜劃分為有機型阻燃耐火電纜與無機型阻燃耐火電纜兩種。與阻燃電纜相比，阻燃耐火電纜的特點是在出現(xiàn)線路火災(zāi)的情況下，電氣線路仍然可以正常運行。


1.2提升電氣防火水平的保護措施

首先要確保電線線纜選擇的合理性，其次要結(jié)合實際的敷設(shè)環(huán)境和電線電纜的工作要求，選取合理的線纜類型，最后則是要加強對線纜敷設(shè)施工的監(jiān)督和管理，提升線纜敷設(shè)的質(zhì)量，加強對電線電纜的保護，做好電氣火災(zāi)的預(yù)防工作。


2用電設(shè)備的防火要求分析

2.1照明器具的使用要求

針對照明器具的使用，在防火方面可以從器具的選擇方面入手。在燈具選擇方面，可以選擇閉合型、封閉型和密閉型等燈具，在特殊使用場景中，例如爆炸風(fēng)險較高的區(qū)域，可以選擇防爆型燈具，在具有腐蝕性風(fēng)險的環(huán)境中，可以使用密閉型燈具。


2.2電氣裝置的使用要求

針對電氣裝置的防火，主要從開關(guān)、熔斷器、繼電器和接觸器等方面進行入手。結(jié)合實際的使用場景和使用需求，選取符合防火條件的電氣裝置部件，從而實現(xiàn)電氣裝置防火性能的提升。


3限流式保護器在電氣防火的應(yīng)用

3.1限流式保護器的功能及應(yīng)用方案

3.1.1限流式保護器的設(shè)計

電氣防火限流式保護器可有效克服傳統(tǒng)斷路器、空氣開關(guān)和監(jiān)控設(shè)備存在的短路電流大、切斷短路電流時間長、短路時產(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，能以微秒級速度快速限制短路電流以實現(xiàn)滅弧保護，從而能顯著減少電氣火災(zāi)事故，保障使用場所人員和財產(chǎn)的安全。

安科瑞ASCP200-1電氣防火限流式保護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)的斷開是一種機械運動過程，分斷時間需要幾十毫秒(一般30～50ms)，帶負載斷開時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)部的載流子運動實現(xiàn)，分斷時間微秒級，速度快，無電弧產(chǎn)生。

如圖2所示，當(dāng)發(fā)生短路故障時，傳統(tǒng)空氣開關(guān)在電流升至C點時才能動作，且無法瞬時切斷電流，而固態(tài)開關(guān)則可以在電流升至B點時即瞬間切斷短路電流。

圖3短路故障前后電流與時間關(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)在短路時所釋放的能量差別可以達到數(shù)千倍之多。因此當(dāng)裝配限流式保護器的回路發(fā)生短路故障時，就可以避免電弧的產(chǎn)生，從而有效降低了電氣火災(zāi)。


3.1.2 ASCP200-1功能特點

ASCP200-1型電氣防火限流式保護器是單相限流式保護器，較大額定電流為63A。主要功能如下:

A）短路保護功能，線路發(fā)生短路故障時，能在150微秒內(nèi)實現(xiàn)快速限流保護；

B）過載保護功能，線路持續(xù)過載時，保護器限流保護；

C）表內(nèi)超溫保護功能，保護器內(nèi)部器件工作溫度過高時，

保護器限流保護；

D）過/欠壓保護功能，線路欠壓或過壓時，保護器告警或限流保護（可設(shè)）；

E）電纜溫度監(jiān)測功能，被測線纜溫度超過報警設(shè)定值時，保護器告警或限流保護（可設(shè)）；

F）漏電流監(jiān)測功能，線路漏電超過報警設(shè)定值時，保護器告警或限流保護（可設(shè)）；

G）通訊功能，保護器配置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，或第三方監(jiān)控軟件或平臺，從而實現(xiàn)遠程監(jiān)控。


3.1.3 ASCP200-1技術(shù)參數(shù)


3.1.4應(yīng)用方案圖示

     ASCP200-1型電氣防火限流式保護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)格進行設(shè)置，典型應(yīng)用示意圖如圖3所示：

圖4 ASCP200-1家用防火解決方案安裝示意圖


3.1.5使用注意事項

在選用限流式保護器時，限流式保護器的設(shè)定的額定電流應(yīng)該與其前一級的斷路器的額定電流保持一致。例如，當(dāng)限流式保護器輸入端斷路器的額定電流為32A時，應(yīng)將限流式保護器的額定電流設(shè)置為32A。為保障限流式保護器的正常使用，嚴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，接線時應(yīng)按接線圖進行，同時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，再插入保護器相應(yīng)端子上并將螺釘擰緊壓實。

保護器內(nèi)部帶有交流電，嚴禁非專業(yè)人士擅自打開產(chǎn)品外殼。保護器在使用期間，若被保護線路發(fā)生短路或過載故障而被限流保護時，保護器仍處于帶電狀態(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，長按保護器的復(fù)位按鍵約2秒鐘，使保護器恢復(fù)正常運行時。

當(dāng)保護器因超溫而發(fā)生限流保護時，則可能是因為負載電流過大，環(huán)境溫度過高或通風(fēng)散熱不良等原因?qū)е，可通過加強通風(fēng)等措施，等保護器溫度降下來后，再長按復(fù)位鍵，使保護器復(fù)位，恢復(fù)正常運行。


4結(jié)語

總的來講，電氣火災(zāi)現(xiàn)階段在我國每年火災(zāi)事件中占非常大的比例，一旦出現(xiàn)建筑電氣火災(zāi)事件，不但會造成巨大的經(jīng)濟損失，甚至威脅到住戶的生命安全。從電氣火災(zāi)產(chǎn)生的原因來看，其主要是線路短路、過載和漏電等問題造成的。因此，想要從根本上提升建筑電氣防火水平，一方面要針對電線電纜的特點、工作環(huán)境和工作需求，合理選擇電線電纜，另一方面在電氣設(shè)備使用的過程中，必須采取正確的使用方案，加強對電氣設(shè)備的維護和檢修，提升電氣設(shè)備運行的安全性和穩(wěn)定性。


參考文獻

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[4]馬瑞.預(yù)防建筑電氣火災(zāi)的探討.

[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.06版.


作者簡介：

陸曉君，女，本科  安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電。