建筑电气防火在预防电气火灾中的探讨

刘明，满淳

（1.天津渤化工程有限公司，天津300193；2.中国铁塔股份有限公司天津市分公司，天津300000）

1 前言

随着我国经济的高速发展，大型综合体建筑不断出现。按照《火灾分类》（GB/T4968-2008）的规定，将E 类火灾定义为带电火灾，即为物体带电燃烧的火灾。根据相关调查资料显示，近年来我国发生的电气火灾的起数有增无减，每年都会保持在10 万起之上，大约占到全年火灾总起数的29%左右，而由此造成的人员和财产损失处于各类建筑火灾的首位。全国范围内造成较大社会影响的火灾事故，大多是因为电气设备选择或使用不当、电气线路故障发现及维修不及时不到位等[1]。

2 电气线路的防火要求

我们谈到的电气线路一般是指用于传输一定的电能、信息和宏观上的电磁能转换的载体。实际上，除了外部火源火种对电气线路的直接作用外，电气线路自身在工作运行中出现的短路、长期过载和漏电等故障产生的电火花、电弧或传输线路过热等原因同样会引燃电线电缆及周围相邻较近的易燃及可燃物，从而引发火灾。

2.1 材质选择

关于电线电缆的选择，一般要求主要是根据额定电压、温度、湿度、海拔高度、风力、化学腐蚀性等环境因素来进行确定。科学地选择适宜的电线电缆，同时根据实际需要并根据高低压系统的负荷情况，科学经济合理地选择电线电缆等导体的材质及截面面积，并且为了电气安全考虑，需要在计算的基础上根据经验留出适当的增加负荷的裕量来确定导体的截面面积。

对于导体材料的选择，常用的有铝导体、铜导体、银导体，从经济角度考虑，铝导体及铜导体更为常用，尤其对于低压供配电线路宜选用铜芯电线电缆。对于一些重要的电源、重要的一二次回路以及电动机的励磁回路等需要保证长时间运行在可靠连接的重要回路，容易发生振动场所的线路以及移动设备的线路，腐蚀环境、存在爆炸及火灾危险的环境、高温环境、对铝材质存在腐蚀的环境，均应该选择铜芯材质的电线电缆。对于没有相关培训并非熟练操作的人员容易接触到的线路（例如居住建筑与公共建筑）、导体的截面面积不大于6mm2的电线电缆不宜选用铝芯导体的电线电缆；市政工程以及工业建筑等环境场所的线缆不应选用铝芯导体的电线电缆。其他的对铜有严重腐蚀情况同时对铝腐蚀情况相对较轻的环境，以及氨压缩机房等环境场所均应选用铝芯导体的电线电缆。

对于电线电缆绝缘材料及护套的选择，主要有三种，分别是普通电线电缆、阻燃电线电缆以及阻燃耐火电线电缆：普通的电线电缆主要包括普通聚氯乙烯电线电缆、交联聚乙烯电线电缆、橡胶电线电缆，其中橡胶电线电缆能够在极严寒的温度下敷设，并且弯曲特性较好，适用于垂直敷设以及水平敷设高差较大的环境场所，并且该种电缆可以用于移动式电气设备的供配电线路；XLPE，也称交联聚乙烯电线电缆，燃烧时不会产生大量的有毒烟气，但不具备阻燃的性能，故适用于对于环境清洁度有要求的工业与民用建筑中；普通的聚氯乙烯电线电缆由于适用温度范围较合适，-15℃～60℃，故使用场所较广泛，但对于使用场所的环境温度超出该范围的环境，应该采用特种聚氯乙烯电线电缆。但需要强调一点，普通聚氯乙烯电线电缆在燃烧时会产生有毒烟气，故对于地下商业区、地下客运设施、重要公共设施、高层建筑等人员密集场所不适用。阻燃电缆以及阻燃耐火电缆的定义由于篇幅有限本文不再赘述。阻燃电缆的性能指标主要用发烟性和氧指数这两个指标来进行评定，其中材质的氧指数越高，则表示它的阻燃性能越好。阻燃电缆按照燃烧时产生的烟气特性分为一般型阻燃电缆、无卤阻燃电缆以及低烟低卤阻燃电缆三大类。在使用情况中，当电线电缆敷设状态为成束敷设时，应该采用阻燃型电线电缆。阻燃与非阻燃线缆在原则上不宜在同一通道内敷设，在同一通道中敷设的电线电缆应选用同一等级的阻燃电线电缆。阻燃耐火电缆按照绝缘材质可分为有机型和无机型两种，主要适用于在发生火灾时仍需要保持正常运行的线路。阻燃耐火电缆的耐火等级应根据发生火灾时可能达到的火焰温度确定，同时也应考虑自身在火灾中的机械强度[2]。

对于电线电缆导体截面面积的选择，这里只是强调五点：1）线缆应该满足机械强度的要求；2）线缆在传输过程中的压降损失应该在末端设备允许的范围内；3）在线缆通过短路电流时，线缆不应受到超过所允许短路强度的电流，此外，高压电缆在选择时需要校验热稳定性，高低压母线需要校验导体的动热稳定；4）在通过正常的负荷电流时，导体线芯的温度不允许超过线缆绝缘所允许的长期工作温度；5）低压线缆应该符合负载保护的要求。

2.2 保护措施

合理地进行线缆选型，并根据现场实际使用情况合理地选择线缆的敷设方式，并严格要求施工质量，可以有效地对电气线路进行保护，从而有效预防由于电气线路故障而引起的火灾。此外，线路的短路保护、过载保护、接地故障保护等保护的设置也需要符合国家相关标准规范的要求[3,4]，例如GB50054、GB13955 等现行规范的要求规定，本文不做赘述。

3 用电设备的防火要求

电气火灾每年平均发生次数约占火灾年发生总起数的27%，位居各类导致建筑火灾原因之首。而电气火灾发生原因中，由于生活用电设备使用不规范和相关电气设备故障导致的火灾则占据了相当一部分比例。

3.1 照明器具

照明器具等的防火措施需要从灯具的选型以及设置的要求方面来统一考虑。

对于火灾危险场所灯具的选型，应该选择闭合型、封闭型、密闭型灯具；具有爆炸危险环境的场所（这里应该区分粉尘防爆区域以及气体防爆区域）应该选用防爆型、隔爆型的灯具；对于潮湿环境以及腐蚀性环境应该选择密闭型灯具，并作防腐处理；周围环境中存在可燃物品的不应采用卤钨灯等高温照明灯具[5]。

3.2 电气装置

电气装置的防火，主要需要考虑以下几个方面：开关防火，熔断器防火，继电器防火，接触器防火，启动器防火，剩余电流保护装置防火，低压配电柜防火等。

3.3 电动机

如果电动机的选型不合理、产品质量差、使用维护不当，例如电动机过载、断相运行、接触不良、绝缘损坏、机械摩擦、选型不当、铁损过大、接地不良等，都可能造成铁芯以及绕组等温度上升，严重时会造成发热并引发火灾。

因此，合理选择电动机的功率和型式、合理选择启动方式、正确安装电动机、设置符合规范要求的保护装置、加强运行维护以及运行监视则是正确有效的保护措施。

4 结束语

经过统计分析，近年来发生的重特大电气火灾事故中，电气线路是引发火灾的首要原因。由电气线路引发的火灾占总数的52%，；其次是用电器具，约占15%；再次是电气设备和用电设备，分别占13%和11%；最后是照明器具，占9%。由此可见，做好电气线路防火和用电设备防火是建筑电气防火的两个重要方面，对于有效预防电气火灾是十分必要的。