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摘要：低压配电系统中电气火灾事故的防范事关低压配电系统的正常运行和人身安全，电气火灾事故发生后的危害很大，因此对电气火灾事故的防范具有十分重要的意义。在项目实际中可以采用多种方法对电气火灾隐患进行检测和防范，本文主要就低压配电系统中电气火灾事故发生的原因和防范措施加以论述，为防范电气系统的火灾事故提供一些有用的参考。
关键词：低压配电系统；电气火灾事故；泄漏电流；剩余电流保护装置；RCD动作设定值
一、概述
低压配电系统中的电气火灾防护是保证低压配电系统正常运行和安全供电的重要措施。在我国以往发生的火灾事故中，由于低压配电系统电气故障而引发的火灾可占火灾事故总数的近30%，如此高的比例说明电气火灾事故不仅频发，而且给人民群众的生产和生活带来了极大的危害和损失，因此，防范电气火灾的发生就具有非常重要的意义。
火灾的发生离不开引火源、可燃物和助燃物（氧气）等因素，三者缺一不可，缺少任何一个因素都无法形成火灾。通过对近年来发生的重特大电气火灾事故起火源的分析表明，电气线路是引发电气火灾的主要起火源，约占51%以上，其中大部分发生在低压电气线路上；其次是用电器具，约占15%；再次是电气设备和用电设备，分别约占13%和11%；而照明器具引发的火灾约占8%，这其中大部分是由于荧光灯镇流器长期处于工作状态，产生过热或故障引起的重特大电气火灾。由此可见，建筑电气的火灾预防应着重做好电气线路和用电设备的防火措施。
电气线路和用电设备都是低压配电系统的重要组成部分，如果电气装置设计或安装不当，就会在建筑物中因电的原因引发火灾，电气火灾的引火源通常以异常高温、电弧（电火花）的形式出现，发生原因又是复杂多样的，一般可归纳为短路、连接不良和电气装置布置安装不当等原因，预防电气火灾就应该针对以上诸多原因采取相应的措施加以防范。
二、低压配电系统中电气火灾原因分析
在上述论及造成电气火灾的原因中曾说明短路和连接不良会引发电气火灾事故，电气线路发生短路可能有以下因素：
1）当电气线路的绝缘导体和保护层受外力损伤，使线芯外露接触到不同电位的导体而发生短路；在电气线路实际敷设中，线路在室内外的较低位置敷设且未用套管做机械防护时有可能因受外力损坏导线的绝缘防护，这样就极易发生线路短路等故障。发生短路故障后，大短路电流在通过相互接触的两导体时将产生高温，使接触点的金属熔化，如果金属熔化后成团收缩而使得两导体分离，则短路电流就会被切断，短路现象也自然消失，不会引起电气事故；但是当两导体因高温熔化成为融合的一体无法分开时，就形成了金属性短路，此时的短路阻抗很小，而短路电流将很大，可达线路原额定电流的几百或几千倍，如此大的短路电流会使回路上的短路防护电器迅速动作，切断所保护的线路，防止火灾事故的发生。一旦短路防护电器因失效而不动作，短路电流得以持续存在并可引发线路的燃烧，进而引发线路近旁其他可燃物的燃烧，最终酿成火灾事故。
在配电线路短路引起的火灾中，由接地故障电弧造成的火灾往往占据多数，远多于由带电导体间接触造成的火灾；这主要是因为接地故障发生的几率非常高，发生接地故障后产生的电弧只需不高的电压就能得以维持，如果接地故障持续存在很容易导致火灾事故。这是因为电弧具有很大的阻抗和电压降，它限制了电气线路的短路电流，使得过电流防护装置不能动作或不能及时动作来切断电流，而电弧本身的温度又非常高，足以引燃近旁的可燃物起火，因此可以说，电气线路的短路火灾大多是由电弧性短路引起的。
2）短路引起电气火灾的另一个常见原因是电气线路在长期受过热、水浸或阳光辐射等作用导致绝缘水平下降后，受到雷电瞬态过电压或回路暂时过电压的冲击时就很可能使绝缘被击穿而造成线路发生短路，其中又以长期过热导致绝缘劣化最为多见。电气线路过载使线路中线芯的温度升高和电气线路靠近发热源都是造成线路长期过热的原因。在笔者以往的工作经历中就曾发生过因线路长期过负荷运行发热，使线路的绝缘老化，最后在回路中出现暂时过电压时造成线路短路，连接在线路上的众多电气设备（包括一些高档的摄影器材设备）受到短路电流的冲击损坏，造成了巨大的损失。
3）导体的连接不良同样会引发电气火灾，导体间的连接有设备端子和线路之间的连接和线路之间的连接，这些都是固定连接；开关的触头间和插头与插座间的连接则是活动连接，这些连接之间会因接触不良产生高温和电火花而引起火灾。因此，为避免此类火灾的发生，就要求有良好的电气连接和尽量小的接触电阻。电气连接和接触电阻是互为相关的两个方面，导体的连接良好，接触电阻就小，否则接触电阻就大，由于导体的发热可以由I2Rt来表示，因此接触电阻增大将导致导体发热增加产生高温。
电气连接的接触电阻由膜电阻和收缩电阻两部分组成，膜电阻是由于导体接触面上的灰尘、腐蚀物和氧化物而产生的，收缩电阻是由于电流通路的收缩而形成。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆要防止导体连接不良而产生电气火灾的危险，就要提高导体连接的质量，使导体的电气连接具有足够的接触面和接触压力，并具有光洁的接触表面，因为导体之间的接触面实际上不可能是一个完全光滑的平面，而是由接触面上的若干接触点构成，只有增加接触面的光滑性，才能尽可能地减小导体的接触电阻，将发生电气火灾的可能性降到最低。
三、低压配电系统中电气火灾防范措施
在国家标准《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013中明确了对电气火灾监控系统的设置要求：“电气火灾监控系统应根据建筑物的性质及电气火灾危险性设置并应根据电气线路敷设和设备的具体情况，确定电气火灾监控探测器的形式与安装位置。”
在上文叙述低压配电系统电气火灾产生的原因时就已经隐含了电气火灾的相关防范措施，电气火灾的防范主要应该针对引发电气火灾的原因作积极、主动的预防。
首先要避免在工程施工时因施工操作等原因导致对电气线路绝缘保护的损坏，防范机械性损伤，就必须严格按照电气线路的施工安装规范进行操作，确保电气线路的施工质量和安全，规范对电气线路安装高度、线路套管和线槽等外护物的使用要求，减少因受外物碰撞或挤压对电气线路的破坏和损伤，做到这一点其实并不困难，做好了就可以极大地减少电气线路发生短路的可能性，也就减少了电气火灾的发生频率。
其次要减少或消除电气线路中导体的不良接触，在我们的日常生产和生活中会大量地使用电源插座连接板，这种本应作为临时使用的电源插座连接板现在却被作为长期的电器设备而使用，危害性更大的是很多生产质量低下、电气连接性能堪忧的电源插座连接板被广泛地使用着。这些不合格的电源插座板的插头和插座的接触性能不佳，接触面积和压力均达不到要求，接触电阻就会很高，长久使用这样的插座板具有很多安全隐患，会因接触不良等原因导致异常高温和打火，特别是当这种插座板连接的电气设备负载较大时更容易造成电气火灾事故的发生。为此，应该减少使用电源插座板，即使需要使用也只能作为临时的连接设备，使用完毕即撤掉，需要长期连接电源的电气设备应该使用墙面或地面安装的合格的固定插座面板。
对于防范由接地故障产生电弧引起的火灾隐患，应选用RCD漏电检测装置，RCD检测装置在探测到泄漏电流后能够及时、有效地切断电源或发出报警信号，避免火灾的发生。这主要是因为电弧要在500mA以上的能量才能引起火灾，而RCD对接地故障的灵敏度完全能够满足这一量值的要求，这是非常简单有效的防范方法。
安装RCD防范电气火灾事故，RCD的安装位置应该在建筑物变电所低压配电屏PEN母排和PE母排间作一点连接的跨接线上。根据IEC标准，变压器中性点出线处不允许就地接地，只能在低压配电屏内一点与接地的PE母排连接而实现系统接地，这一点也是反映全部供电范围内所有接地故障电流的电流互感器的安装位置，只有这一位置才能对建筑物的接地故障作毫无遗漏的全面检测，保证对接地故障电弧火灾防范的有效性。
在设定RCD动作值时，需要根据实际情况综合考虑RCD的动作限值，避免RCD的误动作。RCD的误动作主要源于低压配电系统的泄漏电流，当泄漏电流较大而RCD的动作电流设定值又相对较小时就会发生RCD误动作的现象。但是在我们国家一般采用的是三相四线供电系统，在三相回路中，三相泄漏电流的相位差基本上也是相差120°，其向量相加后的向量和值一般不会超过300mA，因此，可以根据RCD设置场所的性质和具体情况，调整RCD的设定值，使其既起到防范电气火灾的作用又不会产生不必要的误动作。
在笔者以往的项目经历中，曾多次遇到过由于RCD设置的动作值偏小而发生RCD频繁误动作的情况，这时就需要调整RCD的动作设定值，将300mA的原设定值调整到500mA或1A，甚至更大的电流动作值，以避免其误动作。在国标《剩余电流动作保护装置安装和运行》中对RCD额定剩余不动作电流的要求是：“选用的剩余电流保护装置的额定剩余不动作电流，应不小于被保护电气线路和设备的正常运行时泄漏电流最大值的2倍。”同时要求：“在采取分级保护方式时，上下级剩余电流保护装置的动作时间差不得小于0.2s。”实际操作中，可参照此规范规定，合理调整和设定RCD的动作值。
当然，如果出现RCD频繁误动作的情况，应首先查明原因，消除可能因施工质量问题造成电流泄漏而导致的RCD误动作，消除和纠正施工质量中的缺陷后再来调整RCD的动作电流设定值，才是正确、合理地解决问题的方法。绝不能发现RCD误动作后一味地调大RCD动作电流的设定值，或采取更加错误的做法，将RCD拆除，这就完全失去了对电气火灾事故的检测和防护，会导致严重的后果。
四、结束语
电气火灾事故的防护对于电气系统的运行和人员生命财产安全具有非常重要的意义，理应得到高度重视并加以防范。对于电气线路的施工和电气设备的安装必须要严格按照规范的要求执行，从源头上减少电气火灾事故的发生概率，同时加强电气设备运行中的维护和检测工作，将出现电气火灾事故的可能性减到最小，保障低压电气系统的正常运行和人民生命财产的安全。
参考文献：
[1]建筑物电气装置600问 王厚余 中国电力出版社
[2]建筑电气设计计算手册第三分册 防雷与消防系统系统 郭建林 中国电力出版社
[3]《剩余电流动作保护装置安装和运行》 GB13955-2005
[4]《火灾自动报警系统设计规范》 GB50116-2013《建筑设计防火规范》 GB50016-2014
论文作者:印仁达
论文发表刊物:《电力设备》2015年8期供稿
论文发表时间:2016/3/1
标签：电气论文; 火灾论文; 线路论文; 电流论文; 导体论文; 发生论文; 火灾事故论文; 《电力设备》2015年8期供稿论文;