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淺談限流式保護(hù)器在預(yù)防建筑電氣火災(zāi)中的應(yīng)用

更新時(shí)間:2022-04-01瀏覽:650次

【摘要】在建筑建設(shè)過程中,電氣線路工作的穩(wěn)定性直接影響到整個(gè)建筑的安全性與可靠性。從電氣線路的功能性來看,其主要具有電能傳輸和信息傳遞的功能。但是在建筑的建設(shè)和使用過程中,電氣線路火災(zāi)是一個(gè)非常常見的問題,一旦出現(xiàn)電氣線路火災(zāi)問題,一方面會(huì)造成建筑內(nèi)設(shè)備無法正常工作,另一方面可能會(huì)讓更多的易燃物被引燃,進(jìn)而造成嚴(yán)重的火災(zāi)。從原因來看,主要分為自身原因及外部原因兩個(gè)方面。自身原因一般是指電氣線路出現(xiàn)短路、過載和漏電等問題,外部原因則主要指環(huán)境因素和人為因素等造成的火災(zāi)。因此,本文針對(duì)建筑電氣防火進(jìn)行探討,希望能夠?yàn)榻窈笪覈ㄖ姎夥阑鹚降奶嵘峁﹨⒖肌?/span>

【關(guān)鍵詞】建筑電氣;電線電纜;電氣火災(zāi);阻燃電纜;阻燃耐火電纜

0前言

     近些年來,在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)下,我國建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)了飛速的發(fā)展,高層建筑、綜合性建筑數(shù)量越來越多。在《火災(zāi)分類>(GB/T4968-2008)的規(guī)定中,把E類定義為帶電火災(zāi),指的是由于帶電物體燃燒而引起的火災(zāi)。通常來講,引起電氣火災(zāi)最多的原因是電氣設(shè)備使用不合理或針對(duì)電氣線路沒有及時(shí)進(jìn)行處理。因此,本文針對(duì)建筑電氣火災(zāi)的預(yù)防進(jìn)行探討,這對(duì)于控制電氣火災(zāi),避免經(jīng)濟(jì)損失有著非常重要的意義。

1實(shí)現(xiàn)電氣線路防火的基本要求

1.1線路材質(zhì)的要求

     不同的電氣線路在不同的工作環(huán)境中往往在電壓、溫度、濕度等方面有不同的參數(shù)要求。因此在對(duì)電氣線路材質(zhì)進(jìn)行選擇的過程中,須結(jié)合實(shí)際情況,綜合考量電壓、溫度、濕度、海拔和風(fēng)力等多方面因素,在節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本的基礎(chǔ)上,合理確定電線電纜的材質(zhì)及其橫截面,既要確保電線線纜能夠滿足實(shí)際的工作需求,也要避免電氣線路在實(shí)際的工作過程中出現(xiàn)短路、漏電和過載等問題。在對(duì)導(dǎo)體橫截面積進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中,要結(jié)合計(jì)算結(jié)果和實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn),預(yù)留出足夠的負(fù)荷余量。在對(duì)導(dǎo)體材料進(jìn)行選擇的過程中,通常有鋁導(dǎo)體、銅導(dǎo)體和銀導(dǎo)體可供選擇,但是綜合經(jīng)濟(jì)因素和工作需求往往選擇鋁導(dǎo)體和銅導(dǎo)體。特別是在一些特定的工作環(huán)境中,如需要保障電源、一兩次回路和電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁回路等長時(shí)間穩(wěn)定工作,需要在腐蝕性強(qiáng)、溫度較高等環(huán)境進(jìn)行工作的,則需要選擇銅導(dǎo)線。對(duì)于經(jīng)常需要非專業(yè)人員進(jìn)行接觸的線路,例如居民住宅和公共建筑中的線纜等,和導(dǎo)線截面面積小于6mm2的線纜,也不建議使用鋁芯導(dǎo)體的線纜。鋁芯導(dǎo)體的線纜通常應(yīng)用于對(duì)鋁材料腐蝕度較小的環(huán)境中。

     電線電纜主要包括普通電線電纜、阻燃電線線纜和阻燃耐火電線電纜。其中,普通電線電纜有包括聚氯乙烯電線電纜、交聯(lián)聚乙烯電線電纜(如圖1)和橡膠電線電纜(如圖2)。特別是橡膠電纜,其優(yōu)點(diǎn)在于能夠承受住極嚴(yán)寒環(huán)境的考驗(yàn),而且具有非常好的彎曲性,能夠滿足高差較大甚至是垂直敷設(shè)要求。同時(shí),橡膠電纜還大多應(yīng)用于移動(dòng)電氣設(shè)備的電器線路中。交聯(lián)聚乙烯電線電纜的特點(diǎn)是在實(shí)際工作過程中,即使發(fā)生燃燒也不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體,缺點(diǎn)是并不具有阻燃性。因此,交聯(lián)聚乙烯電線電纜大多應(yīng)用于對(duì)環(huán)境清潔度有較高要求的工業(yè)環(huán)境中;麋氯乙烯電線電纜是現(xiàn)階段應(yīng)用較為廣泛的一種電線電纜,但其缺陷在于一旦發(fā)生燃燒會(huì)產(chǎn)生大量有毒氣休,因此不適用于人口密集的場所。

圖1阻燃交聯(lián)聚乙烯電線電纜

圖2阻燃橡膠電線電纜

     在對(duì)阻燃電纜的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)的過程中,主要從兩個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià),即發(fā)煙性和氧指數(shù)。根據(jù)阻燃電纜的發(fā)煙性進(jìn)行劃分,可以將阻燃電纜劃分為普通型阻燃電纜、無鹵阻燃電纜和低煙低鹵阻燃電纜三種。在電線電纜鋪設(shè)的過程中,如果有將電線電纜成束敷設(shè)的需求,則一般采用阻燃電纜。除此之外,在電線電纜鋪設(shè)的過程中,阻燃型電纜與非阻燃型電纜通常不在同一通道內(nèi)使用,而且同一通道內(nèi)的阻燃線纜必須確保是同一等級(jí)。

     根據(jù)阻燃線纜的絕緣材質(zhì)進(jìn)行劃分,可以將阻燃耐火電纜劃分為有機(jī)型阻燃耐火電纜與無機(jī)型阻燃耐火電纜兩種。與阻燃電纜相比,阻燃耐火電纜的特點(diǎn)是在出現(xiàn)線路火災(zāi)的情況下,電氣線路仍然可以正常運(yùn)行。

1.2提升電氣防火水平的保護(hù)措施

     首先要確保電線線纜選擇的合理性,其次要結(jié)合實(shí)際的敷設(shè)環(huán)境和電線電纜的工作要求,選取合理的線纜類型,最后則是要加強(qiáng)對(duì)線纜敷設(shè)施工的監(jiān)督和管理,提升線纜敷設(shè)的質(zhì)量,加強(qiáng)對(duì)電線電纜的保護(hù),做好電氣火災(zāi)的預(yù)防工作。

2用電設(shè)備的防火要求分析

2.1照明器具的使用要求

     針對(duì)照明器具的使用,在防火方面可以從器具的選擇方面入手。在燈具選擇方面,可以選擇閉合型、封閉型和密閉型等燈具,在特殊使用場景中,例如爆炸風(fēng)險(xiǎn)較高的區(qū)域,可以選擇防爆型燈具,在具有腐蝕性風(fēng)險(xiǎn)的環(huán)境中,可以使用密閉型燈具。

2.2電氣裝置的使用要求

     針對(duì)電氣裝置的防火,主要從開關(guān)、熔斷器、繼電器和接觸器等方面進(jìn)行入手。結(jié)合實(shí)際的使用場景和使用需求,選取符合防火條件的電氣裝置部件,從而實(shí)現(xiàn)電氣裝置防火性能的提升。

3限流式保護(hù)器在電氣防火的應(yīng)用

3.1限流式保護(hù)器的功能及應(yīng)用方案

3.1.1限流式保護(hù)器的設(shè)計(jì)

     電氣防火限流式保護(hù)器可有效克服傳統(tǒng)斷路器、空氣開關(guān)和監(jiān)控設(shè)備存在的短路電流大、切斷短路電流時(shí)間長、短路時(shí)產(chǎn)生的電弧火花大,以及使用壽命短等當(dāng)弊端,發(fā)生短路故障時(shí),能以微秒級(jí)速度快速限制短路電流以實(shí)現(xiàn)滅弧保護(hù),從而能顯著減少電氣火災(zāi)事故,保障使用場所人員和財(cái)產(chǎn)的安全。

     安科瑞ASCP200-1電氣防火限流式保護(hù)器的主要元件是固態(tài)開關(guān),不同于傳統(tǒng)家用的空氣開關(guān)(微斷)。我們知道,傳統(tǒng)空氣開關(guān)的斷開是一種機(jī)械運(yùn)動(dòng)過程,分?jǐn)鄷r(shí)間需要幾十毫秒(一般30~50ms),帶負(fù)載斷開時(shí)通常伴隨有電弧的產(chǎn)生。而固態(tài)開關(guān)的斷開則是依靠半導(dǎo)體內(nèi)部的載流子運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn),分?jǐn)鄷r(shí)間微秒級(jí),速度快,無電弧產(chǎn)生。

     如圖2所示,當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí),傳統(tǒng)空氣開關(guān)在電流升至C點(diǎn)時(shí)才能動(dòng)作,且無法瞬時(shí)切斷電流,而固態(tài)開關(guān)則可以在電流升至B點(diǎn)時(shí)即瞬間切斷短路電流。

圖3短路故障前后電流與時(shí)間關(guān)系圖

     從流過電阻的電流熱量公式Q=I2Rt,可以很容易看出,傳統(tǒng)空氣開關(guān)與固態(tài)開關(guān)在短路時(shí)所釋放的能量差別可以達(dá)到數(shù)千倍之多。因此當(dāng)裝配限流式保護(hù)器的回路發(fā)生短路故障時(shí),就可以避免電弧的產(chǎn)生,從而有效降低了電氣火災(zāi)。

3.1.2 ASCP200-1功能特點(diǎn)

ASCP200-1型電氣防火限流式保護(hù)器是單相限流式保護(hù)器,較大額定電流為63A。主要功能如下:

A)短路保護(hù)功能,線路發(fā)生短路故障時(shí),能在150微秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速限流保護(hù);

B)過載保護(hù)功能,線路持續(xù)過載時(shí),保護(hù)器限流保護(hù);

C)表內(nèi)超溫保護(hù)功能,保護(hù)器內(nèi)部器件工作溫度過高時(shí),

保護(hù)器限流保護(hù);

D)過/欠壓保護(hù)功能,線路欠壓或過壓時(shí),保護(hù)器告警或限流保護(hù)(可設(shè));

E)電纜溫度監(jiān)測功能,被測線纜溫度超過報(bào)警設(shè)定值時(shí),保護(hù)器告警或限流保護(hù)(可設(shè));

F)漏電流監(jiān)測功能,線路漏電超過報(bào)警設(shè)定值時(shí),保護(hù)器告警或限流保護(hù)(可設(shè));

G)通訊功能,保護(hù)器配置1路RS485接口,1路2G無線通訊,可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到安科瑞Acrel-6000安全云平臺(tái),或第三方監(jiān)控軟件或平臺(tái),從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

3.1.3 ASCP200-1技術(shù)參數(shù)


3.1.4應(yīng)用方案圖示

     ASCP200-1型電氣防火限流式保護(hù)器建議安裝在入戶開關(guān)下端,額定電流值根據(jù)入戶開關(guān)的具體規(guī)格進(jìn)行設(shè)置,典型應(yīng)用示意圖如圖3所示:

圖4 ASCP200-1家用防火解決方案安裝示意圖

3.1.5使用注意事項(xiàng)

     在選用限流式保護(hù)器時(shí),限流式保護(hù)器的設(shè)定的額定電流應(yīng)該與其前一級(jí)的斷路器的額定電流保持一致。例如,當(dāng)限流式保護(hù)器輸入端斷路器的額定電流為32A時(shí),應(yīng)將限流式保護(hù)器的額定電流設(shè)置為32A。為保障限流式保護(hù)器的正常使用,嚴(yán)禁將其使用于與其前端斷路器的額定電流不匹配的配電線路中。

     ASCP200系列采用限流式保護(hù)器采用壁掛式安裝,可以掛墻安裝,也可以安裝在箱體內(nèi),應(yīng)確保安裝場所無滴水、腐蝕性化學(xué)氣體和沉淀物質(zhì),并注意環(huán)境溫度和通風(fēng)散熱。

     為確??煽窟B接,接線時(shí)應(yīng)按接線圖進(jìn)行,同時(shí)為了防止接頭處接觸電阻過大而導(dǎo)致局部過熱,也避免因接觸不良而導(dǎo)致保護(hù)器工作不正常,線頭應(yīng)采用合適大小的U形冷壓頭壓接后,再插入保護(hù)器相應(yīng)端子上并將螺釘擰緊壓實(shí)。

     保護(hù)器內(nèi)部帶有交流電,嚴(yán)禁非專業(yè)人士擅自打開產(chǎn)品外殼。保護(hù)器在使用期間,若被保護(hù)線路發(fā)生短路或過載故障而被限流保護(hù)時(shí),保護(hù)器仍處于帶電狀態(tài),不允許隨意碰觸用電線路的金屬部分。待檢查線路,并排除故障后,長按保護(hù)器的復(fù)位按鍵約2秒鐘,使保護(hù)器恢復(fù)正常運(yùn)行時(shí)。

     當(dāng)保護(hù)器因超溫而發(fā)生限流保護(hù)時(shí),則可能是因?yàn)樨?fù)載電流過大,環(huán)境溫度過高或通風(fēng)散熱不良等原因?qū)е?,可通過加強(qiáng)通風(fēng)等措施,等保護(hù)器溫度降下來后,再長按復(fù)位鍵,使保護(hù)器復(fù)位,恢復(fù)正常運(yùn)行。

4結(jié)語

     總的來講,電氣火災(zāi)現(xiàn)階段在我國每年火災(zāi)事件中占非常大的比例,一旦出現(xiàn)建筑電氣火災(zāi)事件,不但會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,甚至威脅到住戶的生命安全。從電氣火災(zāi)產(chǎn)生的原因來看,其主要是線路短路、過載和漏電等問題造成的。因此,想要從根本上提升建筑電氣防火水平,一方面要針對(duì)電線電纜的特點(diǎn)、工作環(huán)境和工作需求,合理選擇電線電纜,另一方面在電氣設(shè)備使用的過程中,必須采取正確的使用方案,加強(qiáng)對(duì)電氣設(shè)備的維護(hù)和檢修,提升電氣設(shè)備運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

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