建筑电气火灾的防范

王旭

大连泛华工程建设监理有限公司 辽宁大连 116000

1 电气火灾形成条件及表现形式

电气火灾的酿成必须具备起火源、可燃物和氧气三个条件。如果电气装置设计、安装不当，往往在建筑物中因电的原因形成起火源，表现形式为异常高温、电弧（电火花），起火原因是复杂而多样，发生最多的可归纳为短路、连接不良和电气装置布置不当三类原因。本文重点探讨电气线路短路的形成原因及防范措施

2 电气线路发生短路原因分析

（1）是受机械损伤，线芯外露接触不同电位导体而短路。如线路布设过低，又未用套管或槽盒做机械保护受外力碰触挤压因结缘损伤而短路，或线路穿墙、楼板未穿套管受外力损伤短路。

（2）是电气线路因过热、水浸、阳光辐射等的作用导致绝缘水平下降，在电气外因触发下绝缘击穿而短路，例如受雷电瞬态过电压或回路暂时过电压冲击，这些原因中线路过热导致绝缘劣化最为多见，过热的热源有外部热源，如电气线路距离暖气管道、高温炉子过近；也有内部热源，如线路过载致使线芯温升过高。当工作温度不超过允许工作温度70℃时，工作电流不超过线路的额定载流量，线路正常运行，如果线路过载，工作温度超过70℃时，线路照常工作，但绝缘的老化加速。过载越多，老化越快，使用寿命越短，过载超过一定倍数和一定时间后而过载防护电器失效，线芯温度到达约160℃时，绝缘将熔化，过载短时间转化为短路，如果线路近旁有可燃物，短路产生的高温可引燃可燃物而起火[1]。

3 电气线路短路分类及形成原因分析

（1）电气短路分为金属性短路和电弧性短路，当不同电位的两导体接触时，大短路电流通过接触电阻而产生高温，使接触点金属熔化。可能有三种情况出现

①如果金属熔化成团收缩而脱离接触，电流不导通短路现象自然消失，不引起电气事故。

②如果两导体接触点熔化焊牢。其阻抗可忽略不计，则成为金属性短路，短路电流可达线路额定载流量的几百倍以至几千倍，如果短路防护电器失效拒动，短路状态持续，以PVC绝缘为例，当线芯温度超过355℃时，PVC绝缘分解出的氯化氢将因剧烈氧化而燃烧，这时沿线路全长线芯烧红，PVC绝缘也自燃形成一条火龙，其近旁的可燃物被引燃起火，酿成火灾的危险极大

③如果两导体接触点熔化未焊牢，金属团收缩脱离接触（若即若离）却建立了大阻抗的电弧，则形成电弧性短路，例如当电气线路的两线芯相互接触而短路时线芯未焊死而熔化成团，两熔化金属团收缩脱离接触时可能建立电弧。又如线路绝缘水平严重下降，雷电等产生的瞬态过电压或电网故障产生的暂时过电压都可能击穿劣化的线路绝缘建立能引燃起火的电弧

（2）电弧性短路又分为带电导体（相线和中性线）间的短路和接地故障电弧，而接地故障电弧引起的火灾远远多于带电导体间的电弧火灾，例如相线、中性线连接不良或不导电，设备将不运转或运转不正常，可及时觉察并修复，不致引发事故，但PE线的端子不导电或导电不良不易察觉，因为设备仍照常运转，这时PE线端子连接不良将成为一个隐患持续存在，一旦发生设备接地故障（如相线碰外壳），PE线不导电，设备外壳将对地带相电压而可能导致电击事故。如果PE线端子导电不良，端子处将迸发电火花或电弧，极易引燃周围可燃物起火

金属性短路虽然起火危险大，但只要按规范要求安装短路防护电器，并保证其防护的有效性，这种短路引起的火灾不难被发现和及时故障切除，而电气线路电弧性短路，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，使过电流防护电器不能动作或不能及时动作切断电源，也不易被发现，而几安的电弧局部高温可达2000~4000℃，足以引燃附近的可燃物起火，因此电气线路的短路火灾大多是电弧性短路而非金属性短路引起，电弧性短路的起火风险远远大于金属性短路电气故障产生的电弧持续存在很易导致火灾的发生，

4 电气线路短路引起火灾的防护措施

（1）除特殊情况外，回路都应装设断路器、熔断器之类的过电流防护电器来防范电气过载和短路引起的灾害。防护电器的时间——电流特性应与被保护回路导线热承受能力特性相配合，当过载电流的幅值过大和持续时间过长影响回路的绝缘性能时它应在规定时间内动作，以防绝缘劣化导致短路的发生。短路防护电器的遮断容量应不小于它安装位置处的预期短路电流，应在回路内出现短路电流时尽快动作以防止短路电流产生的异常高温或电弧、电火花烤燃可燃物引起火灾。

（2）无法装设短路防护电器的电气回路应采取有效措施防止短路的发生并避免短路引起的电气灾害

（3）在建筑物低压供电电源进线处装设剩余电流动作保护器（RCD），如果建筑物为高压供电时，在变电所低压配电盘PEN母排和PE母排间作一点连接的跨接线上装设剩余电流动作保护器（RCD）防范电气线路发生接地故障短路时能及时有效地切断电源或发出信号。因为电弧很大的阻抗限制了电气线路的短路电流，使过电流防护电器不能动作或不能及时动作切断电源，而RCD对接地故障引起的金属性短路或电弧性短路具有极高的灵敏度，300mA以上的电弧能量才能引燃起火，RCD对接地故障的动作灵敏度完全满足要求[2]。

（4）导体间的连接有设备端子和线路之间及线路与线路之间的永久连接为固定连接，还有开关触头之间及插头、插座之间的断续连接为活动连接，两者都有可能因连接不良产生高温和电火花引起火灾。为减少此类起火风险，需从材料、设备选型、加工到材料、设备安装全过程加强导体连接质量，保证电气连接应有足够的接触面和接触压力和光洁的接触面。