簡(jiǎn)婷 

　　安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801 

　　【摘要】法國當(dāng)?shù)貢r(shí)間2019年4月15日下午，始建1163年的巴黎圣母院突發(fā)大火。巴西當(dāng)?shù)貢r(shí)間2018年9月2日晚，拉丁美洲歷史悠久、藏品豐富的巴西國家博物館慘遭火災(zāi)，200年歷史的建筑只剩“空殼”，2000多萬件藏品中的92.5%被毀。文物古建筑防火安全，引起了的討論。古建筑起火原因很多，而電氣火災(zāi)，如電氣設(shè)備的選型不當(dāng)、設(shè)備亂用、用電不規(guī)范等，是引發(fā)火災(zāi)的原因之一。 

　　【關(guān)鍵詞】古建筑；電氣火災(zāi)；過載；短路；電弧；預(yù)防措施 

1 古建筑火災(zāi)危險(xiǎn)的特殊性 

　　1.1 古建筑耐火等級(jí)低，火災(zāi)荷載大 

　　與西方古建筑普遍采用磚石作為建材不同，我國傳統(tǒng)上普遍采用易燃的木材作為建筑材料，木質(zhì)材料耐火等級(jí)低，火災(zāi)危險(xiǎn)性大，而且古建筑群里存有大量商業(yè)區(qū)域，用電設(shè)備較多。因此，我國面臨的防火壓力相比西方要更為巨大。 

　　1.2古建筑群環(huán)境條件特殊，防火間距不足，火勢(shì)蔓延迅速 

　　我國古建筑多在偏遠(yuǎn)的地區(qū)，以群落型式為主，各單體古建交織毗鄰，缺少防火分隔。如果有一處引起火災(zāi)，易引發(fā)相連或相鄰的古建著火。等消防救援趕到，往往延誤滅火的佳時(shí)機(jī)。文物古建內(nèi)工作人員或者所在地居民自行開展滅火自救，缺乏專業(yè)的撲救技能，沒有有效的滅火設(shè)備，很難有效控制火勢(shì)的發(fā)展與蔓延，而且木結(jié)構(gòu)建筑在火災(zāi)中的倒塌危險(xiǎn)性較大，對(duì)施救人員的安全構(gòu)成威脅。 

　　1.3 缺少消防設(shè)施，消防通道不暢，滅火救援困難 

　　一般來講，我國古建筑大多遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)，消防設(shè)施嚴(yán)重滯后，消防器材配備達(dá)不到規(guī)范要求，無消防水池，沒有消防給水管網(wǎng)。古民居巷道窄，還多有臺(tái)階，消防車無法通行，消防車難以靠近或進(jìn)入古民居內(nèi)進(jìn)行火源撲救。這都給消防滅火帶來很大困難。 

　　2.1 過多使用電器設(shè)備威脅古建筑的安全 

　　很多古建筑在承租給他人作為旅游商品店、展覽、餐飲、娛樂、住宿等同時(shí)還需滿足工作人員的日常辦公和生活所需，為此增加了很多用電設(shè)備。景觀亮化、大功率照明設(shè)備、空調(diào)、計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、電冰箱、電磁灶、電暖器、電水壺等電器在古建筑中大量使用，這些電氣設(shè)備使用時(shí)間長(zhǎng)而且多數(shù)單臺(tái)設(shè)備功率較大，加重了配電線路的負(fù)擔(dān)，使線路長(zhǎng)期處在過載狀態(tài)下使用，電氣保護(hù)措施存在嚴(yán)重缺陷，很多古建筑的配電設(shè)施陳舊，保護(hù)功能減退等問題嚴(yán)重威脅著古建筑的安全。比如在文物建筑的木質(zhì)構(gòu)件上直接敷設(shè)電氣線路，大功率的照明設(shè)備和射燈直接架在木梁上，在木板墻上安裝電源插座或插線板，在文物單位內(nèi)使用大功率采暖電器(比如紅外電暖氣，俗稱小太陽)，這些都是引發(fā)電氣火災(zāi)的潛在原因。 

　　電氣線路私亂搭建、線路老化、超負(fù)荷運(yùn)行，未采取穿管敷設(shè)等防護(hù)措施等現(xiàn)象嚴(yán)重，日益凸顯，由此引發(fā)的事故率逐年上升。 

　　供電系統(tǒng)未做保護(hù)接地，配電柜未設(shè)置在專門的配電房間而隨意安裝，如配電箱直接在室外掛墻安裝，箱體沒有采取相應(yīng)的防護(hù)等級(jí)。 

　　2.2 過載、短路、故障電弧等 

　　過載，回路中接入許多大功率設(shè)備，超過了配電線路的負(fù)載能力，導(dǎo)致線路的溫度超過其高允許工作溫度，加速線纜老化，甚至由于高溫可導(dǎo)致線纜絕緣層燃燒。 

　　短路，指電路或電路中的一部分被短接。由于線路絕緣層損壞，導(dǎo)致短路產(chǎn)生強(qiáng)烈的火花，其溫度可達(dá)3000℃以上，使短路點(diǎn)的金屬熔化成熔珠，引起線路起火及周圍可燃物燃燒。 

　　電弧，是一種氣體游離放電現(xiàn)象。當(dāng)電纜部損壞或電器連接處松動(dòng)時(shí)，有碳化和電阻性短路兩種現(xiàn)象的電弧可引發(fā)火災(zāi)。當(dāng)導(dǎo)體被損壞或連接處不緊固，會(huì)出現(xiàn)部的熱點(diǎn)，在導(dǎo)體附近的絕緣材料發(fā)生碳化。碳是導(dǎo)電材料，它能使各點(diǎn)的電流變大，由于碳以一種非均勻的方式沉淀，使得電流以更便捷的路徑傳輸并產(chǎn)生電弧，久而久之，到達(dá)一定程度會(huì)引起電弧自燃。當(dāng)兩個(gè)帶電導(dǎo)體之間的絕緣材料被損壞，兩個(gè)導(dǎo)體之間將產(chǎn)生一個(gè)顯著電流，由于不出現(xiàn)剩余電流，無法被監(jiān)測(cè)裝置保護(hù)，還不能被視為短路而被保護(hù)。當(dāng)泄漏電流不斷增大，會(huì)使絕緣材料變?yōu)樘?，直到碳被電弧點(diǎn)燃產(chǎn)生火焰。 

　　2.3 雷擊 

　　雷電，一種伴有閃電和雷鳴的放電現(xiàn)象。雷電放電過程時(shí)間短，但是放電電流大，可達(dá)數(shù)十萬安培，閃電的溫度，從攝氏一萬七千度至二萬八千度不等。雷電對(duì)空曠區(qū)孤立的古建筑(如古塔)和古建筑群中高聳的建筑危害大，可直接導(dǎo)致古建筑物起火，使古建筑遭受大面積損毀。 

3 古建筑電氣火災(zāi)的預(yù)防措施 

　　3.1 規(guī)范電氣線路敷設(shè)方式 

　　由于大多古建筑存在照明插座電線私拉亂接、線纜直接明敷設(shè)在木質(zhì)材料上、電氣線路老化等隱患，故對(duì)古建筑內(nèi)安裝照明電器設(shè)備，必須經(jīng)有關(guān)部門批準(zhǔn)，并嚴(yán)格執(zhí)行電氣安全技術(shù)規(guī)程。 

　　古建筑內(nèi)的電氣線路，均采用銅芯絕緣線纜，嚴(yán)禁亂拉亂接電線，全部采用阻燃型聚氯乙烯硬質(zhì)管或金屬管敷設(shè)，不得直接將線纜敷設(shè)在梁、柱、枋等可燃構(gòu)件上。 

　　3.2 合理配電，選用保護(hù)電器 

　　古建筑內(nèi)嚴(yán)禁使用鹵鎢燈、高壓鈉燈等高溫照明燈具和大功率電加熱器具，不準(zhǔn)使用大于 60W的白熾燈直接安裝在可燃物物體上。如果需安裝照明燈具和電氣設(shè)備，必須嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)電氣安裝使用的技術(shù)規(guī)范和規(guī)程。燈飾材料的燃燒性能不應(yīng)低于B1級(jí)，不得靠近可燃物。 

　　建議一座古建筑單體設(shè)置一個(gè)配電箱，安裝斷路器和漏電保護(hù)器，做好各配電回路的過載保護(hù)、短路保護(hù)、接地故障保護(hù)及故障電弧防護(hù)。保護(hù)、控制電器均應(yīng)安裝在的配電箱內(nèi)。定期檢查絕緣性能、電器元件功能及設(shè)備狀況，特別是短路保護(hù)和過載保護(hù)的可靠性。 

　　設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)主要的分支干線采取泄漏電流監(jiān)測(cè)，在電纜接頭、端子、重點(diǎn)發(fā)熱部件等部位設(shè)置測(cè)溫式探測(cè)器，并對(duì)照明、插座回路設(shè)置故障電弧保護(hù)器，降低火災(zāi)事故發(fā)生的可能，變減少損失為避免損失。 

　　3.3 制定安全用電管理制度 

　　文物古建筑內(nèi)配電設(shè)備、電氣線路、電器選型、設(shè)備安裝等應(yīng)符合相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、施工規(guī)范要求和防火要求，配備適用的保護(hù)電器作為防護(hù)裝置。開關(guān)、插座和照明燈具靠近可燃物時(shí)，采取隔熱、散熱等防火措施。文物建筑內(nèi)一般不得使用電熱器具和大功率用電器具，確需使用的，要采取安全防護(hù)措施，制定并嚴(yán)格落實(shí)使用管理制度。嚴(yán)禁私拉亂接電氣線路，室內(nèi)外電氣線路應(yīng)采取穿管保護(hù)。對(duì)電氣線路和電器要定期檢查檢測(cè)，確保使用安全。 

　　3.4 設(shè)置防雷設(shè)施 

　　古建筑防直擊雷可在建筑高處加裝接閃短桿，在建筑的屋脊、屋檐、女兒墻安裝接閃帶，并做好引下線安全接地。古建筑內(nèi)部有電氣設(shè)施時(shí)，所有進(jìn)出建筑物的金屬導(dǎo)體需要接地，并加裝電涌保護(hù)器，防止感應(yīng)電壓和操作過電壓，電涌保護(hù)器根據(jù)電壓和使用范圍不同可分為電源浪涌保護(hù)器、信號(hào)浪涌保護(hù)器、音頻浪涌保護(hù)器、視頻浪涌保護(hù)器等，具體可根據(jù)不同要求分級(jí)加裝。 

4 安科瑞限流式保護(hù)器與智能安全配電裝置介紹 

　　4.1 產(chǎn)品概述 

　　4.1.1 ASCP200-1 型單相電氣防火限流式保護(hù)器 

　　電氣防火限流式保護(hù)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(shí)間長(zhǎng)、短路時(shí)產(chǎn)生的電弧火花大，以及使用壽命短等弊端，發(fā)生短路故障時(shí)，能以微秒級(jí)速度快速限制短路電流以實(shí)現(xiàn)滅弧保護(hù)，從而能顯著減少電氣火災(zāi)事故，保障使用場(chǎng)所人員和財(cái)產(chǎn)的安全。 

　　ASCP200-1 型電氣防火限流式保護(hù)器是單相限流式保護(hù)器，大額定電流為 63A?？蓮V泛應(yīng)用于學(xué)校、醫(yī)院、商場(chǎng)、賓館、娛樂場(chǎng)所、寺廟、文物建筑、會(huì)展、住宅、倉庫、幼兒園、老年人建筑、集體宿舍、電動(dòng)車充電站及租賃式商場(chǎng)商鋪、批發(fā)市場(chǎng)、集貿(mào)市場(chǎng)、甲乙丙類危險(xiǎn)品庫房等各種用電場(chǎng)所末端干、支路的線路保護(hù)。 

　　4.1.2 AISD智能安全配電裝置 

　　AISD 系列智能安全配電裝置是安科瑞電氣有限公司專門為低壓配電側(cè)開發(fā)的一款智能安全用電產(chǎn)品，本產(chǎn)品主要針對(duì)低壓配電側(cè)人身觸電安全事故、線路老化、漏電引起電氣火災(zāi)等等常見隱患而設(shè)計(jì)。 

　　產(chǎn)品主要應(yīng)用于學(xué)校、教育機(jī)構(gòu)、醫(yī)院、療養(yǎng)院、康復(fù)中心、敬老院、酒店娛樂、商場(chǎng)商鋪、企事業(yè)單位、家庭電器等各類低壓用電的場(chǎng)合。 

　　4.1.3 AAFD-40型電弧故障保護(hù)電器 

　　故障電弧探測(cè)器(以下簡(jiǎn)稱探測(cè)器)對(duì)接入線路中的故障電弧(包括故障并聯(lián)電弧、故障串聯(lián)電弧)進(jìn)行有效的檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到線路中存在引起火災(zāi)的故障電弧時(shí)，可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的聲光報(bào)警，并將報(bào)警信息傳輸給上端監(jiān)控設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)預(yù)警火災(zāi)發(fā)生的目的。 

　　故障電弧探測(cè)器適用于工業(yè)與民用建筑中10KW及其以下的電氣線路，其保護(hù)線路長(zhǎng)度不宜大于100米。 

　　產(chǎn)品遵循國標(biāo)GB14287.4-2014，可適用于養(yǎng)老院、學(xué)校、商業(yè)建筑、賓館、工廠、庫房、圖書館、辦公室、家庭住宅、以及娛樂場(chǎng)所等。 

　　4.2 產(chǎn)品功能特點(diǎn) 

　　4.2.1 ASCP200-1型電氣防火限流式保護(hù)器主要功能如下 

　　■ 短路保護(hù)功能。保護(hù)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用電線路電流，當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)，能在150微秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速限流保護(hù)，并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。 

　　■ 過載保護(hù)功能。當(dāng)被保護(hù)線路的電流過載且過載持續(xù)時(shí)間超過動(dòng)作時(shí)間(3~60 秒可設(shè))時(shí)，保護(hù)器啟動(dòng)限流保護(hù)，并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。 

　　■ 表內(nèi)超溫保護(hù)功能。當(dāng)保護(hù)器內(nèi)部器件工作溫度過高時(shí)，保護(hù)器實(shí)施超溫限流保護(hù)，并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。 

　　■ 過欠壓保護(hù)功能。當(dāng)保護(hù)器檢測(cè)到線路電壓欠壓或過壓時(shí)，保護(hù)器發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，可預(yù)先設(shè)置是否啟動(dòng)限流保護(hù)。 

　　■ 配電線纜溫度監(jiān)測(cè)功能。當(dāng)被監(jiān)測(cè)線纜溫度超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，保護(hù)器發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，可預(yù)先設(shè)置是否啟動(dòng)限流保護(hù)。 

　　■ 漏電流監(jiān)測(cè)功能。當(dāng)被監(jiān)測(cè)的線路漏電超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，保護(hù)器發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，可預(yù)先設(shè)置是否啟動(dòng)限流保護(hù)。 

　　■ 保護(hù)器具有1路RS485接口，1路2G無線通訊，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。監(jiān)控后臺(tái)可以是安科瑞 Acrel-6000/B 電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)，也可以是安科瑞Acrel-6000 安全用電管理云平臺(tái)，或三方監(jiān)控軟件或平臺(tái)。 

　　4.2.2 AISD智能安全配電裝置主要功能如下 

　　■ 供電穩(wěn)定性。負(fù)載端發(fā)生單相接地故障，裝置報(bào)警，系統(tǒng)可持續(xù)供電，不會(huì)切斷電源。 

　　■ 供電安全性。裝置可以把系統(tǒng)的漏電流限制在很小的級(jí)別，人體無意觸碰到供電線路，不會(huì)造成觸電事故。 

　　■ 限流滅弧。系統(tǒng)發(fā)生短路故障，裝置能快速切斷電源，不會(huì)出現(xiàn)電弧火花。 

　　■ 過載保護(hù)。裝置監(jiān)測(cè)到系統(tǒng)過載，可以及時(shí)切斷電源，避免因過載引起線路故障。 

　　■ 電壓監(jiān)測(cè)。裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電壓，發(fā)生過、欠壓時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，可以設(shè)置是否切斷電源。 

　　■ 報(bào)警功能。在系統(tǒng)發(fā)生短路、過載、欠壓等異常時(shí)，裝置發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，提醒相關(guān)人員。 

　　■ 事件記錄。裝置存儲(chǔ)30條事件記錄，可供用戶查詢。 

　　■ 通訊功能。裝置配置RS485通訊接口，Modbus-RTU協(xié)議，可以遠(yuǎn)程讀取相關(guān)數(shù)據(jù)?？蛇x配無線通訊模塊，無線方式將數(shù)據(jù)發(fā)送到云平臺(tái)。 

　　4.2.3 AAFD-40型電弧故障保護(hù)電器主要功能如下 

　　■監(jiān)測(cè)單相回路的故障電弧； 

　　■通過對(duì)電氣線路的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能及時(shí)、準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)電氣線路中的故障和異常狀態(tài)，可幫助用戶迅速查明電氣故障發(fā)生的區(qū)域，以便及時(shí)消除電氣火災(zāi)隱患； 

　　■具有聲光報(bào)警功能； 

　　■本探測(cè)器尺寸小巧、安裝方便，采用標(biāo)準(zhǔn)35mm導(dǎo)軌安裝； 

　　■具有故障電弧模擬發(fā)生功能，可以通過模擬故障電弧對(duì)本機(jī)進(jìn)行性能測(cè)試； 

　　■具有通用485總線接口，采用標(biāo)準(zhǔn)Modbus協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，信號(hào)兼容性強(qiáng)。 

5 結(jié)論 

　　文物古建筑是的寶貴財(cái)富，保護(hù)古建筑、保護(hù)人類的共同文化遺產(chǎn)，是我們每一個(gè)人的責(zé)任。據(jù)悉，今年國家文物將開展多方面工作，其中就考慮到文物建筑類型復(fù)雜，將出臺(tái)《文物建筑電氣火災(zāi)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》。以新的理念和先進(jìn)的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)來面對(duì)當(dāng)前古建筑物防火安全問題，采取有效措施，確保古建筑物的電氣消防安全。
 

參考文獻(xiàn): 

　　[1] GB/T31143—2014.電弧故障保護(hù)電器(AFDD)的一般要求[S]. 

　　[2] 李新野.淺析古建筑電氣火災(zāi)的預(yù)防. 

　　[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)，2020.06版 

作者簡(jiǎn)介：簡(jiǎn)婷，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要從事電氣防火限流式保護(hù)器的研發(fā)與應(yīng)用