電氣火災(zāi)預(yù)防措施

文/姜迪寧 李方圓 軻霄

電氣火災(zāi)預(yù)防措施

文/姜迪寧 李方圓 軻霄

電氣火災(zāi)已成為影響火災(zāi)形勢(shì)的主要因素。本文從游離基鏈鎖機(jī)理解釋燃爆引發(fā)本質(zhì)；國(guó)內(nèi)外電氣火災(zāi)統(tǒng)計(jì)情況比較；電氣火災(zāi)原因及防控措施三個(gè)方面初步探討防止電氣火災(zāi)的對(duì)策。

我國(guó)電氣火災(zāi)持續(xù)呈多發(fā)、高發(fā)態(tài)勢(shì)，由于電氣火災(zāi)隱患的隱蔽性，容易在帶電條件下突發(fā)起火等。同時(shí)，除傳統(tǒng)的電氣火災(zāi)原因外，還出現(xiàn)新的電氣火災(zāi)形式，如諧波中性線(xiàn)火災(zāi)、電涌火災(zāi)、電磁波火災(zāi)等也時(shí)有發(fā)生，對(duì)此，本文就防止電氣火災(zāi)的對(duì)策作初步探討。

游離基鏈鎖機(jī)理解釋燃爆引發(fā)本質(zhì)

通常，用“火三角”解釋燃燒所具備的三個(gè)條件，只是對(duì)燃燒現(xiàn)象的描述，不足以完整解釋復(fù)雜燃燒爆炸反應(yīng)過(guò)程。前蘇聯(lián)化學(xué)家謝苗諾夫系統(tǒng)地研究了燃燒爆炸鏈鎖反應(yīng)機(jī)理，提出了化學(xué)反應(yīng)有著極為復(fù)雜的過(guò)程，所產(chǎn)生的“自由基”即游離基才是鏈鎖反應(yīng)本質(zhì)。在應(yīng)用上，謝苗諾夫把鏈?zhǔn)椒磻?yīng)機(jī)理用于燃燒和爆炸過(guò)程的研究，揭示出燃燒和爆炸的聯(lián)系和區(qū)別。他指出，燃燒是緩慢的爆炸，爆炸則是激烈的燃燒。游離基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)分三個(gè)階段：鏈引發(fā)、鏈傳遞、鏈終止。鏈引發(fā)是借助于光、電磁波、熱等方法使反應(yīng)物分子斷裂產(chǎn)生自由基的過(guò)程；鏈傳遞是自由基與反應(yīng)物分子發(fā)生反應(yīng)的步驟，在鏈傳遞過(guò)程中，原有自由基消失的同時(shí)又產(chǎn)生新的自由基，從而使化學(xué)反應(yīng)能繼續(xù)下去；鏈終止是指自由基與器壁碰撞或者兩個(gè)自由基復(fù)合或者與第三個(gè)惰性分子相撞后失去能量（或抑制滅火劑）而成為穩(wěn)定分子，而使自由基減少或消失的過(guò)程。如圖1所示。

對(duì)于燃燒鏈鎖反應(yīng)理論從理論上解釋燃燒本質(zhì)，即可燃物質(zhì)或助燃物質(zhì)先吸收能量而離解成為游離基，與其它分子相互作用形成一系列連鎖反應(yīng)，將燃燒熱釋放出來(lái)。鏈鎖反應(yīng)理論將燃燒與爆炸二者統(tǒng)一起來(lái)，就電氣燃燒爆炸而言，其中最重要的鏈引發(fā)方式包括：引發(fā)劑引發(fā)自由基；熱引發(fā)生成自由基；光引發(fā)自由基；熱輻射引發(fā)自由基；等離子體引發(fā)自由基；微波引發(fā)自由基等。這也正是加油加氣站、易燃易爆化學(xué)品裝卸棧臺(tái)、爆炸危險(xiǎn)環(huán)境等嚴(yán)禁使用非防爆電氣及撥打手機(jī)的重要原因。通過(guò)游離基鏈鎖反應(yīng)機(jī)理解釋燃爆引發(fā)本質(zhì)可知，作為電氣致火因素，主要取決于電能本身所具有的激發(fā)源（鏈引發(fā)）及能量轉(zhuǎn)換，而不僅只是考慮點(diǎn)火源的因素。

國(guó)內(nèi)外電氣火災(zāi)統(tǒng)計(jì)情況比較

根據(jù)公安部消防局編《中國(guó)火災(zāi)統(tǒng)計(jì)年鑒》，1992年至2001年（10年）全國(guó)電氣火災(zāi)統(tǒng)計(jì)情況，如表1所示。

圖1 火三角與游離基鏈鎖反應(yīng)燃燒四面體

表1 1992年至2001年全國(guó)電氣火災(zāi)統(tǒng)計(jì)情況

表2 1989年至2007年美國(guó)電氣火災(zāi)統(tǒng)計(jì)情況

表3 美國(guó)NEC對(duì)墻壁固定插座安裝要求演變過(guò)程

再?gòu)慕陙?lái)統(tǒng)計(jì)情況來(lái)看，2015年全國(guó)共接報(bào)火災(zāi)33.8萬(wàn)起，造成1 742人死亡、1 112人受傷，直接財(cái)產(chǎn)損失39.5億元，其中電氣火災(zāi)占10.2萬(wàn)起，占總數(shù)的30.1%；2016年全國(guó)共接警火災(zāi)31.2萬(wàn)起，造成1 582人死亡、1 065人受傷，直接財(cái)產(chǎn)損失37.2億元。其中電氣火災(zāi)占總數(shù)的30.4%。2015年以來(lái)，全國(guó)因電動(dòng)車(chē)在樓道內(nèi)充電引發(fā)的較大亡人火災(zāi)27起，造成121人死亡。近年來(lái)，因電氣線(xiàn)路、電器設(shè)備等引發(fā)的高層建筑火災(zāi)占總數(shù)的38.2%。由此可知，國(guó)內(nèi)電氣火災(zāi)仍為各類(lèi)火災(zāi)首位，絕對(duì)起數(shù)仍處于逐年上升趨勢(shì)，盡管各地采取了電氣防火檢測(cè)措施，但電氣火災(zāi)并未由此而減少。

與美國(guó)電氣火災(zāi)比較，據(jù)美國(guó)消防局國(guó)家火災(zāi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中心統(tǒng)計(jì)，1989年至2007年，美國(guó)電氣火災(zāi)未超過(guò)8%，僅占總火災(zāi)平均數(shù)的6.25%，如表2所示。

美國(guó)電氣火災(zāi)能夠持續(xù)保持在6.25%，與其注重制訂電氣安全標(biāo)準(zhǔn)有著緊密關(guān)系。《美國(guó)國(guó)家電氣法規(guī)》（National Electrical Code） 簡(jiǎn) 稱(chēng)NEC是美國(guó)國(guó)家防火協(xié)會(huì)（National Fire Protraction Association，簡(jiǎn)稱(chēng)NFPA）所制訂。NFPA負(fù)責(zé)制訂一系列防火標(biāo)準(zhǔn)，NEC標(biāo)準(zhǔn)是其中之一，其標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為NFPA-70，其內(nèi)容不僅限于防火，還包括人身安全和財(cái)產(chǎn)安全規(guī)定，該標(biāo)準(zhǔn)自1891年開(kāi)始至今已頒布了45版，平均2～3年修改一次。例如：NFPA-70美國(guó)NEC根據(jù)其住宅電線(xiàn)插座引發(fā)火災(zāi)比例為11.3%，一個(gè)插座上引入過(guò)多的電氣負(fù)載，會(huì)直接導(dǎo)致線(xiàn)路過(guò)載火災(zāi)危險(xiǎn)。美國(guó)NEC對(duì)移動(dòng)插座接線(xiàn)板明確規(guī)定不能作為長(zhǎng)期使用，只能臨時(shí)使用。制定相關(guān)規(guī)定，建筑物中布置足夠多的固定插座，是避免使用臨時(shí)接線(xiàn)板，減少電氣火災(zāi)的最直接的簡(jiǎn)易有效控制措施。如表3所示。

相比之下，國(guó)內(nèi)幾乎沒(méi)有配套具體電氣防火相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)固定插座設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)要求偏低。由于固定插座過(guò)少，用戶(hù)不得不使用移動(dòng)接線(xiàn)板，隨著電氣產(chǎn)品增多，每個(gè)接線(xiàn)板接入過(guò)多負(fù)載等，電氣防火措施不當(dāng)形成長(zhǎng)期電氣火災(zāi)隱患，最終導(dǎo)致電氣火災(zāi)不斷發(fā)生。

1994年12月8日18時(shí)20分許，新疆克拉瑪依市友誼館火災(zāi)。在演出過(guò)程中，舞臺(tái)紗幕被7號(hào)光柱燈烤燃所致，造成325人死亡、132人受傷。

2000年3月29日凌晨3時(shí)許，位于焦作市中心鬧市區(qū)的天堂錄像廳火災(zāi)，系天堂錄像廳第15號(hào)包間的石英電暖器烤燃鄰近沙發(fā)所致，過(guò)火面積800 m2，造成74人死亡。

2005年12月15日，位于吉林省遼源縣中心醫(yī)院配電室電纜短路故障引燃可燃物所致，造成37人死亡、95人受傷，直接財(cái)產(chǎn)損失822萬(wàn)元。

2010年8月28日下午2時(shí)50分許，位于沈陽(yáng)市鐵西區(qū)萬(wàn)達(dá)商業(yè)廣場(chǎng)一樓售樓處大廳內(nèi)的沙盤(pán)模型電路故障引發(fā)火災(zāi)，造成9人死亡、9人受傷。

2013年6月3日6時(shí)10分許，位于吉林省長(zhǎng)春市德惠市的吉林寶源豐禽業(yè)有限公司主廠(chǎng)房一車(chē)間女更衣室西面和毗連的二車(chē)間配電室的上部電氣線(xiàn)路短路，引燃周?chē)扇嘉铩＜又Щ饘?dǎo)致鄰近液氨管道物理爆炸，致使燃燒擴(kuò)大，造成121人死亡、76人受傷，直接財(cái)產(chǎn)損失1.82億元。

2014年1月11日1時(shí)10分許，云南省迪慶藏族自治州香格里拉縣獨(dú)克宗古城倉(cāng)房社區(qū)池廊碩8號(hào)“如意客?！迸P室內(nèi)使用五面鹵素取暖器不當(dāng)導(dǎo)致火災(zāi)，直接財(cái)產(chǎn)損失8 983.93萬(wàn)元。

電氣火災(zāi)引發(fā)原因及防控措施

電氣火災(zāi)是因電能引起火源而發(fā)生的。傳統(tǒng)電氣火災(zāi)原因主要有：漏電、短路、過(guò)載、接觸不良、過(guò)負(fù)荷、電弧、電火花以及雷電和靜電等。近年來(lái)，又出現(xiàn)新的電氣火災(zāi)原因，如中性線(xiàn)、電涌、電磁波等引發(fā)高溫發(fā)熱，并引燃周?chē)扇嘉镝劤苫馂?zāi)。對(duì)電氣火災(zāi)防控，不是靠事后消防措施，而是要靠早期預(yù)防。主要電氣火災(zāi)原因及防控措施如下：

漏電火災(zāi)及防控措施

漏電，就是線(xiàn)路的某一個(gè)地方因?yàn)槟撤N原因使電線(xiàn)的絕緣或支架材料的絕緣能力下降，導(dǎo)致電線(xiàn)與電線(xiàn)之間、導(dǎo)線(xiàn)與大地之間有一部分電流通過(guò)，這種現(xiàn)象就是漏電，由此會(huì)產(chǎn)生局部高溫，從而引起火災(zāi)。防控措施：電線(xiàn)穿管保護(hù)，對(duì)敷設(shè)明線(xiàn)定期檢測(cè)等。

短路火災(zāi)及防控措施

電氣線(xiàn)路中的裸導(dǎo)線(xiàn)或絕緣導(dǎo)線(xiàn)的絕緣體破損后，火線(xiàn)與零線(xiàn)，或火線(xiàn)與地線(xiàn)（包括接地從屬于大地）在某一點(diǎn)碰在一起，引起電流突然大量增加的現(xiàn)象就叫短路。此時(shí)短路點(diǎn)瞬間溫度成百倍增高，導(dǎo)致短路點(diǎn)熔化或引燃周?chē)扇嘉?。防控措施：電線(xiàn)穿管保護(hù)，避免亂接臨時(shí)線(xiàn)等。

過(guò)負(fù)荷火災(zāi)及防控措施

所謂過(guò)負(fù)荷是指當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中通過(guò)電流量超過(guò)了安全載流量時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)的溫度不斷升高，這種現(xiàn)象就叫導(dǎo)線(xiàn)過(guò)負(fù)荷。當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)過(guò)負(fù)荷時(shí)，就會(huì)加快導(dǎo)線(xiàn)絕緣層老化變質(zhì)。當(dāng)嚴(yán)重過(guò)負(fù)荷時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)的溫度會(huì)不斷升高，甚至?xí)饘?dǎo)線(xiàn)的絕緣發(fā)生燃燒，并能引燃導(dǎo)線(xiàn)附近的可燃物，從而造成火災(zāi)。防控措施：不得隨意增加電氣負(fù)載，尤其是不得隨意增設(shè)臨時(shí)線(xiàn)路和設(shè)備等。

接觸電阻過(guò)大火災(zāi)及防控措施

凡是導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)、導(dǎo)線(xiàn)與開(kāi)關(guān)、熔斷器、儀表、電氣設(shè)備等連接的地方都有接頭，在接頭的接觸面上形成的電阻稱(chēng)為接觸電阻。當(dāng)接觸部位的局部電阻過(guò)大，當(dāng)電流通過(guò)接頭時(shí)，就會(huì)在此處產(chǎn)生大量的熱，形成高溫，這種現(xiàn)象就是接觸電阻過(guò)大。防控措施：對(duì)各種電氣接頭等，采取防止過(guò)熱連接方式，并定期進(jìn)行檢測(cè)。

靜電火災(zāi)及防控措施

靜電引起火災(zāi)或爆炸必須具備四個(gè)條件：一是空間有爆炸混合物存在；二是有產(chǎn)生靜電的工藝條件和操作過(guò)程；三是靜電積聚達(dá)到或超過(guò)相當(dāng)程度，致使介質(zhì)間的局部電場(chǎng)被擊穿；四是靜電放電火花能量達(dá)到爆炸混合物的最小點(diǎn)火能量。防控措施：有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境，采取導(dǎo)除靜電措施。

雷電火災(zāi)及防控措施

雷電造成災(zāi)害主要有有兩種途徑，一種是直擊雷，另一種是感應(yīng)雷等，從而容易引起電擊、火災(zāi)、爆炸，危及人身安全或?qū)╇娤到y(tǒng)造成危害。防控措施：按照防雷有關(guān)規(guī)定，采取防雷保護(hù)措施，定期檢測(cè)接地電阻符合規(guī)定要求。

諧波電流中性線(xiàn)火災(zāi)及防控措施

三相電線(xiàn)中性點(diǎn)沒(méi)有接地引出來(lái)的導(dǎo)線(xiàn)叫中性線(xiàn)。和大地接通的導(dǎo)線(xiàn)叫地線(xiàn)。中性點(diǎn)接地后引出來(lái)的導(dǎo)線(xiàn)叫零線(xiàn)。如果三相負(fù)載完全平衡的話(huà)，中性線(xiàn)的電流就為零。中性線(xiàn)出現(xiàn)漏電、出現(xiàn)諧波電流等，就會(huì)導(dǎo)致三相不平衡電流，引發(fā)中性線(xiàn)火災(zāi)。防控措施：防止中性線(xiàn)斷開(kāi)，確保三相平衡電流。

電涌火災(zāi)及防控措施

電涌（又稱(chēng)浪涌）是指超出正常工作電壓的瞬間過(guò)電壓，被稱(chēng)為瞬變脈沖電壓、瞬態(tài)過(guò)電、突波等。電涌的危害有兩種：災(zāi)難性的危害和積累性的危害。防控措施：在有可能產(chǎn)生電涌的設(shè)備上，強(qiáng)制使用浪涌保護(hù)器。

電磁波火災(zāi)及防控措施

爆炸危險(xiǎn)環(huán)境使用手機(jī)，由于無(wú)線(xiàn)電發(fā)射機(jī)發(fā)射出的無(wú)線(xiàn)電波（射頻電磁輻射），能使接受無(wú)線(xiàn)電的天線(xiàn)感生射頻電流。當(dāng)射頻電流在金屬導(dǎo)體間環(huán)流時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生射頻火花，就會(huì)引燃爆炸危險(xiǎn)環(huán)境爆炸混合物。不僅如此，從前面所述游離基鏈鎖反應(yīng)三個(gè)階段可知，鏈引發(fā)階段中，電磁輻射引發(fā)自由基、微波引發(fā)自由基等都能導(dǎo)致爆炸危險(xiǎn)環(huán)境爆炸混合物發(fā)生燃爆，就算使用防爆手機(jī)也不例外。防控措施：在爆炸危險(xiǎn)環(huán)境嚴(yán)禁使用手機(jī)、使用非防爆電氣等。

總之，對(duì)于預(yù)防電氣火災(zāi)，政府、部門(mén)、單位、公民應(yīng)齊抓共管，確實(shí)落實(shí)電氣安全崗位責(zé)任制，采取電氣專(zhuān)項(xiàng)安全教育培訓(xùn)和檢查。政府會(huì)同電力、能源、質(zhì)檢、安監(jiān)、消防等部門(mén)組織制定電氣防火安全規(guī)范及相應(yīng)管理規(guī)定，彌補(bǔ)當(dāng)前國(guó)內(nèi)電氣防火安全管理規(guī)范、規(guī)定不足的短板，針對(duì)以上電氣火災(zāi)，制定相應(yīng)的電氣防火規(guī)范、規(guī)定編制實(shí)施計(jì)劃，采取先進(jìn)科技手段，從電氣防火本質(zhì)安全入手，按規(guī)定要求安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，針對(duì)電氣火災(zāi)原因，采取相應(yīng)電氣安全措施，確保電氣防火安全。

本文作者姜迪寧，系國(guó)家安全監(jiān)管總局消防特聘專(zhuān)家、國(guó)務(wù)院安委會(huì)應(yīng)急救援指揮中心專(zhuān)家、中國(guó)消防協(xié)會(huì)消防科學(xué)傳播團(tuán)隊(duì)專(zhuān)家、全國(guó)商業(yè)消防與安全協(xié)會(huì)專(zhuān)家委員會(huì)專(zhuān)家、中國(guó)消防協(xié)會(huì)科普教育工作委員會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）、中國(guó)人民公安大學(xué)等多所院?？妥淌?。

實(shí)習(xí)編輯 宋亞欣