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淺談電氣火災(zāi)防控與管理對古建筑保護的意義

更新時間:2020-12-11 點擊次數(shù): 1433次

劉細鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘要:我古建筑多為磚木結(jié)構(gòu),當發(fā)生火災(zāi)事故時具有蔓延快、撲救難的特點,而火災(zāi)對古建筑的損害性,電氣火災(zāi)事故在我火災(zāi)事故中比重居高不下。本文通過對古建筑電氣火災(zāi)成因進行分析,有針對性地提出了古建筑電氣火災(zāi)防控對策,為古建筑用電管理和消防管理工作提出參考性建議,對古建筑保護工作有積意義。

關(guān)鍵詞:電氣火災(zāi);電氣防火;火災(zāi)防控;火災(zāi);古建筑

0引言

隨著社會的不斷發(fā)展,電氣化程度不斷提高,人們對電的依賴越來越強,電氣使用的范圍日益擴大,但與此同時,電氣火災(zāi)的發(fā)生也越來越頻繁。根據(jù)應(yīng)急管理部統(tǒng)計,僅2018年,全共計接到火災(zāi)23.7萬起,造成1407人死亡、798人受傷、直接財產(chǎn)損失達36.75億元,其中電氣火災(zāi)占火災(zāi)總數(shù)的比例高達34.6%。而近年古建筑火災(zāi)事故也時有發(fā)生,如2013年云南省瀘沽湖景區(qū)小落水村火災(zāi),2017年浙江蘭溪市諸葛、長樂村望云樓火災(zāi),2017年四川遂寧高峰山古建筑群火災(zāi)等,事后經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),這些事故均為電氣火災(zāi)事故。

我古建筑多為磚木結(jié)構(gòu),耐火等級低,稍有不慎易發(fā)生火災(zāi),且許多古建筑采取院落型建筑方式,房屋彼此相鄰,如火險控制不及時,會迅速蔓延至周圍建筑,造成嚴重破壞,因此火災(zāi)成為影響古建筑的重要因素。另方面,在文化快速傳播、旅游業(yè)快速發(fā)展的當下,古建筑、文物保護單位的開放數(shù)量越來越多,逐漸成為公眾旅游、參觀、學習和研究的重要資源。為提供更好的游覽條件,許多古建筑內(nèi)都引入了電源,應(yīng)用了現(xiàn)代化電氣設(shè)備,如不尋求的防治對策,必然會增加電氣火災(zāi)隱患,造成不可挽回的后果。

基于此,本文對電氣火災(zāi)成因進行分析,并提出若干針對性的防控對策和管理措施。

1古建筑電氣火災(zāi)成因分析

1.1過載引起的電氣設(shè)備老化

近年來由于科技不斷創(chuàng)新,用電設(shè)備種類不斷增多,且人們熱衷于現(xiàn)代化設(shè)備在古建筑中的創(chuàng)新性應(yīng)用,使得古建筑用電需求逐年遞增。如果開關(guān)、電纜選擇不合適,使設(shè)備或?qū)w長期處于過負荷狀態(tài)運行,就會出現(xiàn)電氣設(shè)備發(fā)熱的現(xiàn)象,加速電氣設(shè)備老化。特別是在舉辦大型活動時,如不加以控制,用電量常會超出原有電氣設(shè)施的承受能力,從而出現(xiàn)過電流現(xiàn)象。而大量的調(diào)光設(shè)備和LED燈的使用,常會造成相位偏移、線電流的情況。隨著設(shè)備使用時間的逐漸增加,電流會擊穿逐漸老化的絕緣層,從而引發(fā)短路,產(chǎn)生的熱量、火花,引起火災(zāi)事故。因此,在用電設(shè)備應(yīng)用過程中,考慮實際供電能力,及時對電氣設(shè)備進行檢修和更換。

1.2電氣設(shè)備疏于管理及使用不規(guī)范

目前,古建筑的用途主要有居住、參觀、教育、商業(yè)等。在居住型古建中,由于居民普遍缺乏意識和知識,往往疏于電氣設(shè)備維護和管理,易導致電氣火災(zāi)事故發(fā)生。而旅游參觀、教育教學和經(jīng)商的單位通常都有管理部門負責電氣設(shè)備維護和管理,消防防范意識較強,但也曾出現(xiàn)過電氣火災(zāi)事故,電氣問題也不能忽視。另外,電氣設(shè)備的不規(guī)范使用也是導致電氣火災(zāi)發(fā)生的因素之,如斷路器上下級保護參數(shù)不整定,喪失電氣保護能力;斷路器帶載分段操作,會增加斷路器拉弧滅弧的次數(shù),減少設(shè)備壽命,增加設(shè)備故障率;用電設(shè)備過多時,采用移動插座串接方式,導致電線超負荷運行;用發(fā)熱電氣設(shè)備烘烤衣物等。綜上,為了減少電氣火險事故發(fā)生,無論古建筑作為何種用途使用,都應(yīng)加強電氣設(shè)備的管理,強調(diào)電氣設(shè)備使用的規(guī)范性。

1.3雷電

古建筑結(jié)構(gòu)類型、使用性質(zhì)及地理環(huán)境與般建筑物不同,廟宇、道觀等建筑選址往往位于地勢較高的地區(qū),如山頂、山坡等,而huang家宮殿、公園等建筑雖然位于平原地帶,但建筑本體造型高聳,所以古建筑往往易遭雷擊。雷電作為種正常而普遍的自然現(xiàn)象,在放電過程中具有高電壓、大電流以及放電時間短等特點,破壞力強。直擊雷和感應(yīng)雷會對供電線路、電氣設(shè)備造成損壞,提升設(shè)備的故障率,進而引發(fā)電氣火災(zāi),在雷擊比較嚴重的情況下,還會直接威脅到人類的生命。為了防止雷電引發(fā)的事故,古建筑電氣防雷保護工作就顯得尤為重要。

2防控對策與管理措施

2.1電氣檢查

人工檢查電氣設(shè)備運行情況、電氣故障隱患,是種直接的電氣火災(zāi)防控對策,檢查工作如下。

2.1.1電氣設(shè)備的使用和運行

(1)檢查設(shè)備的外觀和工況。如電纜絕緣層狀況;設(shè)備表面溫度、電氣接觸位置溫度和壓接狀況;電流、電壓、三相電流平衡狀況等。如有異常情況,應(yīng)逐項檢查用電設(shè)備情況,分析問題原因,采取改造線路、調(diào)整三相負荷、更換設(shè)備等方法,解決電氣問題和故障。

(2)檢查電氣設(shè)備安裝情況。電氣設(shè)備、線路不應(yīng)直接安裝在木制可燃構(gòu)件上,應(yīng)采取防火、隔離措施,如電線敷設(shè)應(yīng)套金屬管;插座、開關(guān)等設(shè)備安裝應(yīng)做防火隔熱處理;照明燈具安裝位置與要保持定距離等。

(3)檢查電氣設(shè)備使用情況。如果存在移動插座串接使用導致線路過載情況,可采取調(diào)整、增加供電回路的方式解決;由于開關(guān)插座面板安裝位置不合理導致斷電操作困難情況,可合理調(diào)整開關(guān)插座面板位置;電氣設(shè)備周圍堆積,應(yīng)及時清理;室外使用的電氣設(shè)備應(yīng)具備相應(yīng)等級防水能力等。

2.1.2電氣消防檢測

根據(jù)《中華人民共和消防法》相關(guān)規(guī)定,電器產(chǎn)品的安裝、使用和線路、管路的設(shè)計、敷設(shè)符合家有關(guān)消防技術(shù)規(guī)定。電氣消防檢測是檢測電氣安裝、使用是否符合標準的方法之,也是電氣火災(zāi)防控對策的重要手段,采用高新技術(shù)儀器,從、科學的角度對電氣設(shè)施的安裝、使用、運行進行全方面的檢查,可準確反映電氣火災(zāi)隱患的危險程度和位置,并提出整改指導意見,從而隱患,避免電氣火災(zāi)事故的發(fā)生。古建筑單位每年應(yīng)至少進行次電氣消防檢測。其中,古建筑作為展室、展廳,由于經(jīng)常會調(diào)整展陳,因此當涉及修改電氣線路、更換電氣設(shè)備時,也應(yīng)做次檢測,對于發(fā)現(xiàn)的隱患要及時整改,直至檢測合格。

2.2電氣設(shè)備更新

電氣壽命指的是電氣設(shè)備保持或基本保37智能建筑電氣技術(shù)2020年持原有性能的時間。般建筑內(nèi)電氣設(shè)備壽命主要考慮以下四點。

(1)經(jīng)濟壽命:指從經(jīng)濟角度判斷的設(shè)備的使用年限,是設(shè)備年平均費用低的使用年限,總費用包括初始購置費用和使用過程中的年運營費用。

(2)技術(shù)壽命:是指設(shè)備在開始使用后持續(xù)地能夠滿足使用者需要功能的時間,其時間長短主要取決于使用者需求和技術(shù)進步速度,需求越高,技術(shù)進步速度越快,設(shè)備的技術(shù)壽命就越短。

(3)折舊壽命:把設(shè)備總值扣除殘值后的余額,折舊到接近于時所經(jīng)歷的時間。

(4)物理壽命(自然壽命):指設(shè)備從全新狀態(tài)下開始使用,老化損壞直到報廢的全部時間過程,主要取決于設(shè)備的磨損速度和老化程度。從角度考慮,設(shè)備老化、損壞是引發(fā)電氣故障、電氣火災(zāi)的直接原因之,另外,由于科技的不斷發(fā)展,電氣設(shè)備也在不斷更新?lián)Q代,相比老舊設(shè)備,新型設(shè)備故障率在降低,系數(shù)在提升。在古建筑電氣管理措施中,古建筑排在,所以物理壽命和技術(shù)壽命應(yīng)作為先考慮,基于此,應(yīng)按照行業(yè)要求及產(chǎn)品說明定時更新電氣設(shè)備,此外,還需結(jié)合使用環(huán)境綜合考慮,如環(huán)境較差,應(yīng)加強巡檢,適當縮減使用年限,提前更換,避免出現(xiàn)電氣事故。

2.3電氣設(shè)備防雷

目前,古建筑基本都安裝了建筑防雷設(shè)施(如接閃器、接閃帶、接地引下線等),大大減少了直擊雷帶來的危險。需要注意的是,有時雷云雖然接近但卻沒有直接擊中建筑物,但建筑物周圍的金屬設(shè)備已經(jīng)產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況,這種感應(yīng)雷對電氣設(shè)備的干擾和危害非常大,嚴重時還會產(chǎn)生高熱量引發(fā)火災(zāi)。另外,直擊雷和感應(yīng)雷的高電位還會沿著線路侵入古建筑或變電站內(nèi),造成更大危害。

為了因雷電引發(fā)的電氣火災(zāi),安裝電氣防雷設(shè)施顯得十分有必要。配電箱應(yīng)分級安裝SPD(浪涌保護器),并在每年雷雨季前對SPD設(shè)備進行次檢查、維修,查看有無因雷電引起破損,以確保SPD設(shè)備完好。另外,室內(nèi)電氣設(shè)備還應(yīng)配備防雷插座(防浪涌插座),以預(yù)防感應(yīng)雷侵入建筑內(nèi)時對末端用電設(shè)備和人員造成危害。

2.4電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

由于使用、維護不當引發(fā)的漏電、短路,電氣接觸或過負荷引發(fā)的溫升、突發(fā)性設(shè)備故障等電氣火險隱患,在常規(guī)檢查中較難發(fā)現(xiàn),針對此類問題,電氣火災(zāi)監(jiān)控成為發(fā)現(xiàn)問題、減少事故的新型手段。該系統(tǒng)主要用于監(jiān)測與控制配電線路的日常工作狀況,在電氣系統(tǒng)發(fā)生故障或出現(xiàn)火災(zāi)隱患后可以立刻,從而更加準確、及時地電氣隱患。中的古建筑在平面布局方面存在種規(guī)律,即住宅、宮殿、寺廟等建筑,都是由若干單座建筑和些圍廊、圍墻之類環(huán)繞成個個庭院組成,即庭院式組群布局。因此結(jié)合供電管理角度考慮,在低壓配電系統(tǒng)接線方式的選擇上宜采取放射式布局,即每個庭院的供電單獨控制,每個供電回路均安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng),并在WEB端、手機端制作與古建筑平面、地理配套的功能界面,實現(xiàn)電氣火災(zāi)隱患的。

3安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控云系統(tǒng)架構(gòu)和硬件選型

安科瑞電氣推出的用電管理系統(tǒng)采用研發(fā)的剩余電流互感器、溫度傳感器和電氣、故障電弧探測器和電氣防火限流式保護器,對引發(fā)電氣火災(zāi)的主要因素(導線溫度、電流、剩余電流、故障電弧等)進行不間斷的數(shù)據(jù)與統(tǒng)計分析,并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時推送給企業(yè)管理人員指導企業(yè)實現(xiàn)時間的排查和治理,達到潛在電氣火災(zāi)隱患,實現(xiàn)“防患于未然”的目的。

用戶可以利用PC、手機、平板電腦等多種終端實現(xiàn)對平臺的訪問,查詢包括系統(tǒng)信息、實時數(shù)據(jù)、報記錄等在內(nèi)的各種信息,使用方便。利用該系統(tǒng)為用戶提供的低成本服務(wù),能有提升企業(yè)的消防管理和電氣設(shè)備水平,防范重大惡性火災(zāi)財產(chǎn)損失、尤其是重大惡性人員傷亡責任事故的發(fā)生。

 

系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖所示:

 

 

3.1硬件配置

平臺服務(wù)器:建議按照我方提供配置標準購買,或者客戶自己租用阿里云資源。

硬件配置:(如申請阿里云可忽略)

序號

名稱

型號、規(guī)格

單位

數(shù)量

備注

 

平臺部分

 

 

 

 

1 

數(shù)據(jù)服務(wù)器

DellR730CPU:E5-2620內(nèi)存:32G硬盤容量:4*1.2T(SAS1萬轉(zhuǎn)2.5英寸小盤)RAID5

1

甲供,供參考

2 

WEB服務(wù)器

DellR730CPU:E5-2603內(nèi)存:16G硬盤容量:3*300G(SAS1萬轉(zhuǎn)2.5英寸小盤)RAID5

1

甲供,供參考

3 

打印機

 

1

甲供

4 

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機

華為(HUAWEI)S1728GWR-4P-AC,企業(yè)級網(wǎng)管24口千兆交換機

1

甲供,供參考

現(xiàn)場硬件配置

方案:100A以下回路,開口式互感器

序號

名稱

型號、規(guī)格

單位

數(shù)量

備注

1 

用電管理云模塊(2G/4G/NB)

ARCM300T-Z-2G/4G/NB,路剩余電流,4路溫度,三相電流、電壓、諧波、功率、電能,四象限電能計量,4路開關(guān)量輸入,1路繼電器輸出,事件記錄,內(nèi)置時鐘,點陣式LCD顯示,1路RS485/Modbus通訊2G無線通訊可選4G或NB無線通訊

1

安科瑞

2 

開口測量型電流互感器

AKH-0.66/K-φ24(150A)

 

3

安科瑞

3 

開口漏電流互感器

AKH-0.66/L45K16-100A)

1

安科瑞

 

4 

線纜溫度傳感器

ARCM-NTC

4

安科瑞

方案二:100A以下回路,普通互感器,會增加施工量

序號

名稱

型號、規(guī)格

單位

數(shù)量

備注

1 

用電管理云模塊(2G/4G/NB)

ARCM300T-Z-2G/4G/NB,路剩余電流,4路溫度,三相電流、電壓、諧波、功率、電能,四象限電能計量,4路開關(guān)量輸入,1路繼電器輸出,事件記錄,內(nèi)置時鐘,點陣式LCD顯示,1路RS485/Modbus通訊2G無線通訊可選4G或NB無線通訊

1

安科瑞

2 

測量型電流互感器

AKH-0.66/30I100/5

 

3

安科瑞

3

漏電流互感器

AKH-0.66/L45

1

安科瑞

4

線纜溫度傳感器

ARCM-NTC

4

安科瑞

 

方案三:100A以下回路,普通電流互感器,探測器和無線模塊分開,可適用多回路

序號

名稱

型號、規(guī)格

單位

數(shù)量

備注

1 

用電管理云模塊(2G/4G/NB)

ARCM200L-UI、ARCM200L-J4T12/J8T8等,可以測多回路漏電流和溫度

1

安科瑞

2 

漏電流互感器

AKH-0.66L-45

 

按需

安科瑞

3 

線纜溫度傳感器

ARCM-NTC

按需

安科瑞

 

4 

無線DTU

AF-GSM200需加SIM卡

1

安科瑞

5

故障電弧探測器

AAFD-40檢測范圍0-40A

1

安科瑞

6

電氣防火限流式保護器

ASCP200-11路GPRS額定電流:無線通訊0-63A

1

安科瑞

配置針對1個回路,剩余電流互感器根據(jù)現(xiàn)場回路電流大小選擇。

3.2運行條件

  • 瀏覽器運行設(shè)備:

臺式電腦(WindowsXP以上),安卓系統(tǒng)或IOS系統(tǒng)手機(android或IOS4.0及以上版本)。

  • 瀏覽器端運行環(huán)境:

Windows系統(tǒng)下使用gu歌、火狐、360(速模式)等瀏覽器訪問。

3.3主要技術(shù)指標 

數(shù)據(jù)上傳頻率:2分鐘

通信方式:RS485、2G/3G/4G

并發(fā)訪問量:>=10000

歷史數(shù)據(jù)存儲:>=3年

 

4結(jié)束語

通過分析古建筑結(jié)構(gòu)特點,結(jié)合近年電氣火災(zāi)事故多發(fā)的現(xiàn)狀,明確了電氣火災(zāi)防控的重要性,并分析了古建筑電氣火災(zāi)的成因,提出了相應(yīng)的防控對策和管理措施,為古建筑火災(zāi)的預(yù)防、控制以及管理工作提供參考性建議。

參考文獻:

[1]陳旭.古建筑電氣火災(zāi)防控與管理的探討[J].

[2]張繼光.古建筑火災(zāi)原因分析與防控建議[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息,2015(10)26-28

[3]王鑫峰.淺談建筑電氣設(shè)計中的防雷技術(shù)[J].建材與裝飾,201836):93

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

 

作者簡介

 

劉細鳳,女,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為電氣火災(zāi)的現(xiàn)狀問題和防控對策。

 

 

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