Power Story | 火灾猛于虎 防患于未“燃”

　　据国家能源局不久前公布的2020年全国火灾数据：全年因违反电气安装使用规定引发的火灾共8.5万起，占总数的33.6%。

　　近年来我国的社会用电量持续上升，电气类原因已经连续多年强力影响我国火灾走势，对人民群众的人身安全和社会经济的发展构成了极大的威胁。

　　“多年来 , 我国对电气火灾的防范工作大多只限于一般性的防火检查 , 这与许多发达国家存在较明显的差异。他们更侧重依靠完善电气系统的设计、安装和管理来消除电气起火的隐患 , 从根本上杜绝电气起火事故的发生。正是由于侧重点的差异 , 造成了当下我国电气火灾此起彼伏 , 防不胜防的严峻局面。——王厚余 中国建筑电气行业泰斗”

　　原因分析

　　简单来说，电流通过导线是要产生热量的，而且热量随电流增大呈几何倍数增大：Q=0.24I²R，一旦发热量过大导致线路或设备高温，就会引起自燃或引燃导致火灾发生。

　　具体来说，构成电气系统的各环节：电气线路、用电设备、供配电设备等，只要是有电流通过，都有可能引发电气火灾。中国电气防火专业委员会的统计数据表明：过载、短路、漏电、电弧导致温度过热等故障占电气火灾起火原因的近90%。单单是由短路引起的火灾就占电气火灾总数的约50%，具体到起火位置，电气线路引起的火灾又占比超50%。

　　防范措施

　　首先

　　打铁还需自身硬，电气系统的线路与设备自身要经得起运行考验。线缆要认准正规厂家以防假冒伪劣产品，避免线径不足、线材掺假或绝缘耐火防护不合格。尤其是应急消防回路等重要线路，更应严格选用合规产品。配电箱柜内集成了线路和电气元器件，对电能进行分配和控制，则要求质量合格、布置合理、防护元件到位以及耐火等级符合要求。用电设备多种多样，重点在于防范因温度升高或其他原因发生的故障。

　　其次

　　针对电气系统在长期的运行中，不可避免会产生的过载、短路、漏电、电弧，要配置全面的保护元器件，做到防患于未然。

　　最后

　　通过电气火灾监控系统，对整个电气系统安全运行状态有一个全局的实时监控。电气火灾监控系统设计用于监控容易引发电气火灾的电气故障，可以为防火工作带来很好的时效性和目的性。我国在GB50016-2006《建筑设计防火规范》中明确了在诸如影剧院、馆所、仓库、住宅小区、医院、商店、学校等场所需要设置的电气火灾监控系统。利用监控探测器、监控单元、监控主机这几大功能模块，组合出满足不同电气系统的火灾监控体系，采集系统中各项被探测的数据，当高于报警设定值时发出报警或控制信号，实现全面实时的整体防护。

　　应用实例

　　一个较全面地防范电气火灾的系统配置是什么样的?以建筑工程电气系统中常用的施耐德电气系列产品为例，针对引发电气火灾的不同原因和触发位置，基于施耐德电气的 EcoStruxure 架构，构建一整套安全可靠、智能高效，且覆盖中低压配电的软硬件产品组合，从电气系统的各环节：电气线路、用电设备、供配电设备以及系统监控上，全面防范了过载、短路、漏电、电弧等故障引起的火灾。

　　环节一：电气线路

　　耐火母线槽

　　随着用电负荷的增长，原用于应急与消防回路的耐火电缆逐渐被耐火母线槽取代。耐火母线槽具备体积小，使用寿命长，安装与维护方便等特点。

　　施耐德电气I-LINE Z 系列高电流耐火母线槽，采用工厂预制式设计，现场只需要进行简单的拼装即可，比起市面上常见的以浇注式树脂母线为主的耐火母线槽，安装简便，并充分保证了施工质量。产品符合 GA/T 537-2005 和 GB/T 7251.6-2015 标准，耐火时间不少于 180 分钟，由高品质铜导体、高绝缘性和耐热性的绝缘层、低导热耐高温的隔热层、耐火温度可达1600℃ 的耐火层构成，达到耐火隔热和散热的有效平衡，并覆盖 630A 到 4000A 电流，为火灾情况下消防设备提供可靠的电力供应。

　　多系列断路器

　　断路器兼顾过载、短路、漏电保护，即“过电流保护”和“剩余电流动作保护”，其重要性不言而喻。施耐德电气拥有业内最高等级的断路器产品，包括 MasterPact MTZ系列断路器、ComPacT NSX/NSXm系列断路器、iC65N Vigi+断路器等，均具备高分断和应对严酷环境的能力，可为高规格电力应用提供出色的保护和服务连续性。此外，以施耐德电气的Vigi系列为代表的漏电保护器(RCD)家族，能够根据用户需求与各种断路器产品进行模块化整合，给用户带来预智化的安全守护体验。

　　电弧故障检测装置

　　施耐德电气AFDD- iARC电弧故障保护装置采用高质量材料制造，可安装在绝大多数配电箱的 DIN 导轨上，通过持续分析大量的电气参数，可检测出会引发电气火灾的故障电弧，并可在火焰出现前自动切断被保护电路，有效降低火灾风险;此外，施耐德电气万高的 WAFD 故障电弧探测器同样拥有卓越性能，符合 GB14287.4-2014 标准，可在 -10°C 到 40°C 的温度下正常工作，精准判别故障电弧和工作电弧，更安全灵活，全方位智能监控，有效降低由故障电弧带来的安全隐患。

　　环节二：用电设备

　　电机控制与保护系统

　　在电子、工业、商业建筑等建筑中，由于要保持高效生产或持续控温，高负荷运转的电机无处不在，因此确保电机不因温度升高或其他原因发生故障，引发火灾，成为很多企业在安全方面考虑的重点。

　　施耐德电气TeSys GV系列电动机断路器和TeSys D系列电动机继电器兼顾可靠性与易用性，并拥有独特的脱口机构，在安全的基础上，为客户提供了高分断、长寿命、多功能的电动机保护方案，并预留设计变更空间。值得一提的是，施耐德电气还将在今年发布全新一代TeSys Giga系列和TeSys Deca系列数字化电机控制与保护系统，两个产品系列均采用升级外壳材质，具备更加优异的耐火性能表现。

　　环节三：供配电设备

　　中低压成套开关设备

　　各类中低压元器件往往需要集成于开关柜之中，通过连接共同发挥作用，因此，为了防止电气火灾因各类原因而发生，可靠的中低压配电成套设备也是各类场所中所必需的。

　　在低压领域，施耐德电气全新一代BlokSeT、Okken、PrismaSeT系列预智低压成套设备，可实现包括持续热监测在内的多种功能预制化搭载，集安全细节设计于一身，给用户带来全方位的数字化监测和安全守护。

　　在中压领域，施耐德电气打造了PremSet中压开关柜，能够通过搭载包括Easergy TH110 自供电无线传感器、Easergy MiCOM P3 继电保护装置、Vamp系列电弧光保护装置等在内的多款模块化配件产品，实现柜体内部的电缆连接热数据监测和弧光防护，全方位杜绝电气火灾事故的发生。值得一提的是，该产品还是全球为数不多采用屏蔽式固体绝缘技术的开关设备。运用此创新技术的开关设备，在工作时表面不会产生电场分布，因此不会因环境影响导致固体绝缘表面老化，大大降低了内部燃弧风险，给运维人员带来了更加环保且安全的操作体验。

　　环节四：系统监控

　　持续热监测

　　施耐德电气PowerLogic Thermal Tag系列无线温度传感器，适用于对各种关键现场连接进行持续热监测，例如电缆和汇流排连接。通过搭配EcoStruxure电能管理专家和EcoStruxure配电SCADA运营系统等边缘控制软件，可开展集中式监测系统进行持续数据记录和可视化，实现实时数据监测、预警及事件报警、提醒操作员、趋势可视化和历史报告，全面规避因温升带来的火灾风险。

　　剩余电流检测系统

　　在潮湿和粉尘污染的环境中，相线和地线之间的绝缘失效可能会导致电弧故障，尽管此电弧故障的密度较低，但仍然足以引起火灾。一些测试表明，即便是300mA的微小电流亦有引发火灾的风险。

　　施耐德电气的绝缘监测装置(IMD)能够实现对系统绝缘电阻和泄漏电容的永久测量，以及当系统的绝缘电阻下降至低于设定阈值时发出预防性报警。利用施耐德电气解决方案Vigilohm和EcoStruxure架构与平台软件，当绝缘故障定位指示器(IFL)与绝缘监测装置相结合时，诊断速度会得到加快，因为它能够实现：对每条独立支路/馈线的绝缘电阻和泄漏电容进行永久测量;当某条支路的绝缘电阻降低至设定阈值以下时发出报警，以便采取纠偏措施;利用系统软件在图表、趋势分析和报告中对漏电电流或电阻可视化，从而实现持续的绝缘监测。

　　电气火灾监控系统

　　施耐德电气的 WEFP 电气火灾监控系统符合国家标准 GB14287-2014，通过国家消防电子产品质量监督检验中心认证并获得 CCCF 证书，可对剩余电流、异常温升、故障电弧、过电流、过电压进行监测;精度高，响应快速，通讯距离长;主机具备主备电源自动切换功能;可集成仪表监测功能，降低多系统设计复杂性，同时节省项目整体成本，而且操作便捷;可充分考虑系统自然泄漏电流，具备固有漏电补偿功能，同时考虑工业环境复杂性，设计为传输数字量信号，可有效降低系统误报警。

　　集成数字化软件

　　连接故障同样是引发电气火灾的高发原因，因此，除要保障接头按规定铰接、导线用绝缘胶布包裹、电气设备出线要用铜铝过渡接头等绝对的规范操作外，对于防范因此类问题引发的火灾，还要加强对线路等方面的实时监测，一旦发现异常，及时进行处理。

　　施耐德电气在此方面除具有体系化的培训，还可基于 EcoStruxure 架构与平台提供从互联互通的产品，到边缘控制，再到应用、分析与服务层面的一系列更具数字化的软硬件及专业化服务，更全面地防范火灾地发生。比如施耐德千里眼运维专家(EcoStruxure Facility Expert)，可以实时查看配电设备运行状态，并进行预防性维护和故障报警;千里眼资产顾问(EcoStruxure Asset Advisor)，能够基于云架构及大数据分析能力，充分发掘数据价值，从诊断项目部署到服务关系对接，从专业缜密的推送方案到细致完整的设备设施健康报告。又还有PME电能质量管理软件可以实现绝缘监测状态实时数据显示，针对绝缘故障、故障位置(各馈线)和互感器电气故障等事件进行报警。

　　此外，施耐德电气还推出了EcoStruxure Power Device 中低压应用程序，这款专为运维人员近场作业打造的应用程序，可通过NFC连接的方式帮助运维人员在设备现场收集由 Masterpact MTZ 断路器反馈的数据。即使是在无电源或脱扣情况下，它仍能从测量或保护设置中获取关键数据实现本地监控，也可以在设备发生断电时，快速恢复供电，减少设备停机时间，实现全天候高效设备管理服务。

　　电气火灾的预防是一个系统工程，我们不仅要高度重视电气火灾预防工作，制定积极措施，还要确保电气设备的安全、电能的有序供应，从而保障人们的生命与财产安全。施耐德电气从选型设计到安装再到工艺，考虑到产品的每一个细节，严格按照标准和流程执行，致力于为客户提供可信的产品、可控的操作，打造更加安全的电气环境。无危则是安，无损则为全。希望大家都可以增强电气火灾防范意识，为自己，为他人，为美好社会的明天而努力!