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淺談公共場所電氣火災成因分析與防范對策探析
閱讀：799 發布時間：2021-6-4
摘要：電氣設備與人們生活息息相關，由于電氣產品的普及化和日常化，電氣火災事故頻發，引起社會廣泛關注。本文結合2019年火災形勢，分析現階段電氣火災的成因。以公共場所為對象，探討以物聯網電氣火災監測技術及系統的應用為主的電氣火災防范對策，以期對公共場所電氣使用與火災監控有所幫助。
關鍵詞:公共場所；電氣火災；實時監控；物聯網技術
0 引言
國家統計數據顯示，我國2019年接報火災23.3萬起，直接財產損失36.12億元，傷亡共計2172人，其中有52%事故系電氣原因引起。雖然各大公共場所火災防控較之2018年成效顯著，但占比今年電氣火災事故總數仍呈多發之勢。基于此，有必要對公共場所電氣火災成因以及防范對策進行探究分析，對于維護人民生命財產有重要現實意義。
1公共場所電氣火災特點
公共場所中，電氣線路、電氣設備故障點具備隱蔽性、潛伏性特點，日常巡查時較難發現[1]。一旦出現電氣故障且故障點存在助燃物，則會導致電氣火災發生并蔓延。因公共場所人員密集且助燃物較多，此種情況的電氣火災通常具備事故發生突然、火勢較難控制等特點，極易造成嚴重的人員傷亡以及重大經濟損失。
2公共場所電氣火災成因分析
2.1短路與過負荷
出現短路的原因有許多種，針對公共場所而言，主要的原因是人為或自然因素導致導體絕緣層被破壞。此外，錯誤的操作也可能在短路點或導線連接的電氣接頭處產生電弧或火花，此時若電路器難以動作，電弧可能持續存在，其溫度可超過6000℃，的溫度容易引燃附近的助燃物，造成嚴重火災。同時，公共場所通常運營時間較長，所使用的電
2.2燈具選型與安裝不恰當
公共場所燈具的選型首先應符合國家電氣與消防等相關標準，在此基礎上結合工程設計等實際需求，合理選擇電氣型號、安裝位置以及安裝方式。以大型購物商場為例，為吸引消費者，商場通常采用數量、種類較多的不同種燈具，如熒光燈具、深罩燈等。這些燈具通常采用埋入式安裝于吊頂中，而熒光鎮流器極易發熱起火。此外，若深罩燈中采用大功率白熾燈，高溫炙烤同樣可能導致熱量積聚進而成為可燃火源。
2.3場所電氣施工考慮不周
電氣設備已經與人們生活緊密并被頻繁使用。如夏季長時間使用空調、制冷機等，對于一些修建已久的建筑而言，線路可能出現老化，電力承載能力有限，長時間使用電氣設備使得電氣線路長期過載，由此造成絕緣能力下降，埋下火災隱患[2]。此外，部分電氣施工單位在設計與實際施工時，未能考慮多根導線穿管暗敷設時出現的發熱情況，進而導致載流量降低，使得線路截面較小，埋下隱患。同時，施工技術不佳導致的電氣線路安裝不合規、導線連接不實、絕緣刮破等現象同樣是引發電氣火災的重要成因。
2.4電氣線路中的諧波電流
電氣技術的發展與應用使得非線性負載設備廣泛應用在各個公共場所中。該種類型設備負荷電流中存在多次諧波電流，進入公用電網中的諧波電流極易導致電源電壓畸變、波形失真等情況，造成電氣資源損耗浪費，甚至導致中性線N過載發熱，使得絕緣加速老化，埋下火災隱患。此外，若未進行精準計算的前提下接入負載，則會導致三相負載不平衡，疊加不平衡電流的中性線嚴重發熱，極易損壞甚至被燒斷。
3物聯網電氣火災監控系統有效防范電氣火災
有效防范電氣火災需要對其實行監控。現階段用電監測屬于難點問題，需要一種成熟且的用電監管工具。此種“工具”可通過實時在線的形式通知并提示管理人員，同時，根據數據的檢測以及歷史數據的分析為公共場所提供專業的用電風險分析，以此大幅度降低電氣火災發生幾率，而這種“工具”則是物聯網電氣火災監控技術。
該技術基于互聯網的基礎就行延伸，通過對已有的電氣火災監控技術與物聯網技術、無線/移動互聯技術以及大數據、云計算等技術手段進行充分的，并將溫度傳感器、電弧傳感器、電流傳感器等各種信息傳感設備與互聯網結合，以實現人、機器、物之間的互聯互通，從而構建一個巨大的，對電氣火災進行實時的遠程監控。監控的范圍從以往單一的監測電氣溫度、線路剩余電流、發熱、短路等現象轉變為對監控裝置乃至整個系統的運行狀態進行同步監測，任何一個環節出現故障或異常，該系統都會在時間發出預警。電氣火災監控系統、無線網絡與物聯網平臺的相互配合，使得電氣管理人員能夠在不受時間、地點的狀態下及時地掌握監控信息，從而實現對公共場所各電氣線路及異進行集中管理。當各種信息傳感設備將監測值傳送到系統，系統經過對異常值的分析和邏輯判斷，再與預先設定的值進行比對，當異常值達到預設的標準則在發出后自動斷電，避免因短路、線路過流等問題造成火災的同時，大大地降低了電氣火災管理人員的工作風險。
結合了物聯網的電氣火災監控系統平臺是電氣火災智能運維管控系統的軟件，相較于傳統監控系統，有以下幾種特點：（1）使用便捷。通常采用B/S結構網站方式進行設計，可與移動客戶端配合，使所有用戶可在任何時間、地點通過網絡查詢相關信息，也可于微信平臺登錄查看；（2）實時檢測。實時通過監控檢測電流、溫度等數據信息，超過閾值后可自動進行并通知相關用戶；（3）數據分析準確性。系統可對不同數據類型進行辨別并分類管理和儲存，根據分析結果自動上傳數據異常事件記錄并開啟功能。系統平臺的數據備份與恢復機制有利于保障原始數據信息的完整性與真實性。（4）可靠性。監控系統中的電氣火災探測器采用多
傳感器組合形式，可同時檢測被保護線路中的剩余電流值以及溫度變化，監控電氣線路超負荷、短路情況。剩余電流傳感器可監測剩余電流值變化。無線傳輸模塊能夠對探測器與云平臺建立連接，有GPRS、NB、LORA等類型，較之傳統傳輸模塊，在提升傳輸速度的同時可節約50%成本[3]。
該消防系統適用于大型公共場所，如大型購物廣場、購物街區、寫字樓等。為了保證氣火災智能運維管控系統發揮效用，達到防范電氣火災的目的，需要注意以下幾點。（1）降額設計。電路中所有的電路元器件降額到滿額的70%以下，以此保證系統在動態環境中良好的適應性能，提高對使用環境的耐沖擊能力（。2）容錯設計。采用合理的容錯技術，及時的對數據通信以及處理、貯存過程中出現的偶然錯誤進行處理，保證數據的完整性與準確性（。3）標準化設計。根據相關標準保證軟件接口、電氣、模塊電路等各環節施工設計達到標準化。
運用物聯網電氣火災監控技術組建電氣火災智能運維管控系統，可提升管理部門對公共場所的管轄保護能力，同時智能化系統能夠通過平臺展現的數據實現實時監測并及時，可達到良好的電氣火災防范效果。此外，該智能系統項目施工中，不需要布線或穿墻操作，不僅提高監控網絡的建設效率，降低建設成本，避免建筑物受損，也能快速實現遠程維護、系統擴容、更換傳感器等系統功能的拓展，最終能夠成功構建統一的保護數據管理體系。該體系的構建能夠為電氣火災分析、電氣火災防災方案以及用電等日常管理提供數據支持。
4安科瑞電氣火災監控云系統架構和硬件選型
安科瑞電氣推出的電氣火災監控云系統采用自主研發的剩余電流互感器、溫度傳感器和電氣火災探測器、故障電弧探測器和電氣防火限流式保護器，對引發電氣火災的主要因素（導線溫度、電流、剩余電流、故障電弧等）進行不間斷的數據與統計分析，并將發現的各種隱患信息及時推送給學校管理人員，指導學校實現時間的排查和治理，達到潛在電氣火災隱患，實現“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對平臺的訪問，查詢包括系統信息、實時數據、報記錄等在內的各種信息，使用方便。利用該系統為用戶提供的低成本服務，能有提升企業的消防管理和電氣設備水平，防范重大惡性火災財產損失、尤其是重大惡性人員傷亡責任事故的發生。
本系統的整體結構如圖所示：
4.1硬件配置：
平臺服務器：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。
推薦硬件配置：（如申請阿里云可忽略）
方案一：100A以下回路，開口式互感器
方案二：100A以下回路，普通互感器，會增加施工量
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，可適用多回路配置針對1個回路，剩余電流互感器根據現場回路電流大小選擇。
4.3運行條件
1）瀏覽器運行設備：
臺式電腦（WindowsXP以上），安卓系統或IOS系統手機（android或IOS4.0及以上版本）。
2）瀏覽器端運行環境：
Windows系統下使用谷、火狐、360（速模式）等瀏覽器訪問。
4.4主要技術指標
數據上傳頻率：2分鐘
通信方式：RS485、2G/3G/4G
并發訪問量：>=10000
歷史數據存儲：>=3年
5結束語
公共場所中存在較多的隱患，而電氣火災事故的發生嚴重威脅人民群眾生命以及財產。為此針對電氣火災的防范問題，積極運用物聯網電氣火災監控技術組建電氣火災智能運維管控系統，通過技術手段的使用，實現對公共場所電氣線路的實時、集中管理，并在出現異常時自動并斷電，則可以大程度降低事故發生概率，共同提升電氣火災防治水平，保障公共場所人民的生命。
參考文獻：
[1]邢紀奎，陳旭，孟晗，王竣怡，丁伊博.公共場所電氣火災成因分析與防范對策探析[J].
[2]賀海清,李紅英.電氣火災發生原因及預防措施[J].河北能源職業技術學院學報,2019,19(03):63-64+67.
[3]張洪平,王超.基于人防物防技防的電氣火災防治對策研究[J].消防界(電子版),2019,5(02):52.究[J].消防界(電子版),2019,5(02):52.
[4]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版.