基于人防物防技防的電氣火災(zāi)防治對策研究

趙雅娟，湯文婧

(1.天津市消防總隊(duì)，天津 300090； 2.天津河西區(qū)消防支隊(duì)，天津 300222)

2016年，全國共接報(bào)火災(zāi)31.2萬起，亡1 582人，傷1 065人，直接財(cái)產(chǎn)損失37.2億元。從引發(fā)火災(zāi)的直接原因看，因違反電氣安裝使用規(guī)定等引發(fā)的火災(zāi)占總量的30.4%，因用火不慎占17.5%，吸煙占5.2%，自燃占3.2%，玩火占2.9%，生產(chǎn)作業(yè)占2.8%，放火占1.5%，起火原因不明確占5.6%，其他原因占28.5 %，原因在查占2.3%。根據(jù)雷瑞軍等的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)也可以看出，在眾多火災(zāi)原因中，電氣原因所造成的火災(zāi)數(shù)量遠(yuǎn)大于其他[1-4]。

一、電氣火災(zāi)的具體起因

電氣火災(zāi)一般是指由于電氣線路、用電設(shè)備、器具以及供配電設(shè)備出現(xiàn)故障性釋放的熱能(如危險(xiǎn)高溫、電弧、電火花)以及非故障性釋放的能量(如電熱器具的熾熱表面)，在具備燃燒條件下引燃本體或其他可燃物而造成的火災(zāi)，也包括由雷電和靜電引起的火災(zāi)。在實(shí)際工程中，電氣火災(zāi)發(fā)生的具體起因有連接不良、短路、過負(fù)荷、諧波、過電壓、雷擊和靜電等；還有些火災(zāi)是由于人的不安全行為造成的，如不遵守消防法規(guī)、違反電氣設(shè)備操作規(guī)程、電氣設(shè)備布置不當(dāng)、管理不善等。

(一)短路與過負(fù)荷

系統(tǒng)發(fā)生短路故障的原因有很多，而且比較復(fù)雜，其主要原因是導(dǎo)體的絕緣層被破壞或失效，次要原因是自然災(zāi)害、人為失誤、其他原因，如鳥獸跨越裸露的相線或相線與接地物體之間造成短路。過負(fù)荷是指超過電氣線路和設(shè)備允許負(fù)荷運(yùn)行的現(xiàn)象。設(shè)備過負(fù)荷就是電氣設(shè)備承受的負(fù)荷(功率)超過其額定值的現(xiàn)象。過負(fù)荷造成設(shè)備發(fā)熱，達(dá)到一定溫度時，就會引起火災(zāi)。

(二)過電壓與諧波電流

過電壓產(chǎn)生的危害形式除了擊穿絕緣造成短路以外，還可能因工頻過電壓使照明或電熱設(shè)備發(fā)熱功率增大而燒壞設(shè)備，或使電動機(jī)、變壓器等設(shè)備鐵芯磁通密度增大，因鐵損增大而燒壞設(shè)備，也可能因短時脈沖過電壓而使電子元器件及設(shè)備損壞等。而諧波電流進(jìn)入公用電網(wǎng)可引起設(shè)備產(chǎn)生附加諧波損耗，增加電網(wǎng)線路損耗，引起一些敏感的自動化設(shè)備誤動作，導(dǎo)致電氣測量儀表計(jì)量不準(zhǔn)確；電力系統(tǒng)繼電保護(hù)誤啟動、誤動作跳閘。過電壓以及諧波電流均會產(chǎn)生火災(zāi)隱患。

(三)散熱不良和電氣裝置的布置不當(dāng)

散熱不良會導(dǎo)致熱量積聚，從而使電氣設(shè)備或線路所在的微環(huán)境溫度超過允許的最高環(huán)境溫度，進(jìn)而引起電氣設(shè)備或線路的發(fā)熱異常，輕則導(dǎo)致電氣設(shè)備或線路的絕緣受到損害，重則引起燃燒。有些電氣設(shè)備正常工作時會產(chǎn)生高溫，例如紅外線加熱器、白熾燈；還有些線路防護(hù)電器動作時會迸發(fā)出電火花，例如熔斷器和火花間隙型的電涌防護(hù)器。如果這類設(shè)備布置不當(dāng)，離可燃物太近，即使未發(fā)生任何故障，其正常工作時的高溫或電火花也可能引燃可燃物起火。

二、國外電氣火災(zāi)防控經(jīng)驗(yàn)

我國與發(fā)達(dá)國家相比電氣火災(zāi)發(fā)生率明顯偏高，這其中有技術(shù)層面的問題，也有管理和體制的問題。發(fā)達(dá)國家更重視用設(shè)計(jì)、安裝和管理手段來消除電氣系統(tǒng)的火災(zāi)隱患，有一些經(jīng)驗(yàn)值得借鑒。

(一)全民教育

(二)完善的設(shè)計(jì)規(guī)范和監(jiān)督

美國第一版《國家電氣規(guī)范》(National Electrical Code，簡稱NEC)，對建筑電氣的工程設(shè)計(jì)、施工器材、施工工藝、質(zhì)量控制及驗(yàn)收檢驗(yàn)等與用電安全有關(guān)的各個方面,均有細(xì)致、明確的規(guī)定，是建筑電氣設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收等人員共同遵循的基本標(biāo)準(zhǔn)文件。

(三)完善的檢測服務(wù)機(jī)構(gòu)

不少發(fā)達(dá)國家很早就成立了獨(dú)立于施工和用戶的第三方檢測電氣火災(zāi)隱患的服務(wù)機(jī)構(gòu)，其檢測報(bào)告是業(yè)主使用和保險(xiǎn)公司承?；痣U(xiǎn)的重要依據(jù)。這種電氣火災(zāi)隱患檢測就如同人的常規(guī)體格檢查一樣，已成為減少火災(zāi)、保障社會安定的自覺行為。

三、我國電氣火災(zāi)防治中出現(xiàn)的問題

(一)源頭防控措施滯后

源頭防控措施滯后，主要體現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：(1)我國電氣火災(zāi)防范技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品推廣滯后。1999年美國《國家電氣規(guī)范》(NEC)要求在新建建筑和老建筑的臥室安裝故障電弧斷路器(AFCI)和AFCI墻插座，安裝后作用明顯。我國2010年全國低壓電器標(biāo)準(zhǔn)化委員會項(xiàng)目組才開始對電弧故障保護(hù)電器(AFDD)進(jìn)行研究和相關(guān)試驗(yàn)，2014年推出《電弧故障保護(hù)電器(AFDD)一般要求》，而這一規(guī)范只是產(chǎn)品規(guī)范并不是設(shè)計(jì)規(guī)范。(2)電氣火災(zāi)隱患檢測方式落后，電氣火災(zāi)隱患排查仍停留在眼看、手摸、鼻聞的較低水平。(3)在電氣火災(zāi)防控體系中，研發(fā)和應(yīng)用新技術(shù)、新產(chǎn)品的更新速度慢，尚不能將被動防火變主動，不能實(shí)現(xiàn)電氣火災(zāi)的早期發(fā)現(xiàn)與控制。

(二)產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及施工操作不合格

變更設(shè)計(jì)、違章施工和使用假冒偽劣電氣產(chǎn)品會造成大量火災(zāi)隱患。施工隊(duì)伍在施工過程中偷工減料，未嚴(yán)格遵守電氣施工設(shè)計(jì)的圖紙，未經(jīng)設(shè)計(jì)部門和上級主管部門的審批擅自進(jìn)行線路改造，都會加大電氣火災(zāi)發(fā)生概率。還有部分電氣火災(zāi)是由于使用存在質(zhì)量問題的電氣產(chǎn)品。

另外，監(jiān)督檢查周期長、流于形式，監(jiān)督管理制度不規(guī)范，公眾消防安全意識不強(qiáng)等也是造成電氣火災(zāi)多發(fā)的重要原因。

四、人防物防技防措施

人防、物防、技防是指基于互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的電力安全管理思維，通過智能人防、智慧終端、數(shù)據(jù)監(jiān)控相結(jié)合，達(dá)到一種可復(fù)制、可推廣的運(yùn)行模式。

(一)人防措施

人防措施是指一套長效性、常態(tài)化的電氣安全檢查與維護(hù)機(jī)制。目前，進(jìn)行電氣安全大檢查的主要方式是監(jiān)管部門直接深入企業(yè)單位進(jìn)行隱患排查，或聘請具有高級職稱的評估師，深入現(xiàn)場檢查安全生產(chǎn)制度、安全生產(chǎn)措施落實(shí)情況。這種方式存在很多不足：(1)專業(yè)性較差，監(jiān)管部門執(zhí)法人員大多不具備專業(yè)電氣知識，隱患排查過程中，不易發(fā)現(xiàn)電氣隱患；(2)專業(yè)檢測設(shè)備的使用率不高，不能通過多個角度判斷電氣隱患；(3)專家檢測時，主要對管理制度、安全工作記錄以及整體安全工作等進(jìn)行檢查，缺少專項(xiàng)電氣檢測；(4)專家人數(shù)有限，不能滿足隱患大排查、運(yùn)維的需求；(5)每位專家每次僅能深入一個現(xiàn)場，未能充分發(fā)揮鑒定的作用。

1.對當(dāng)前人防措施進(jìn)行改進(jìn)?；谌朔辣旧韺I(yè)性較差、設(shè)備使用率較低、電氣檢測專項(xiàng)不足等弱點(diǎn)，對電氣安全隱患排查方式進(jìn)行改進(jìn)。首先建立專家?guī)欤＜規(guī)靹澐譃殡[排人員和鑒定專家。隱排人員是具有電氣開關(guān)元件專業(yè)知識、電氣防火技術(shù)、專用儀器使用技術(shù)、電力數(shù)據(jù)分析和電氣故障分析處理等技能的人員；鑒定專家是具有一定資質(zhì)的高級工程師或安全評估師。具體操作流程：隱排人員手機(jī)中安裝有“電管醫(yī)生”的隱患排查APP軟件，具有位置定位、圖片上傳、隱患登記、隱患應(yīng)急處理和隱患清單查詢等功能，現(xiàn)場登錄后，可精確定位人員所屬位置進(jìn)行隱患預(yù)判與登記上傳，而后由專人對隱排系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺材料進(jìn)行提取整理，由后臺管理員進(jìn)行二次篩查和留存。現(xiàn)場檢測完成后，后臺管理員可通過平臺直接生成《電氣安全隱患分析報(bào)告》，再由鑒定專家進(jìn)行鑒定，出具鑒定結(jié)果發(fā)至排查單位。同時，隱排人員隨身佩戴攝錄儀，以工作痕跡方式對檢查情況存檔備案。

隱排系統(tǒng)可根據(jù)不同場所的消防設(shè)施、電氣線路和安全隱患做專業(yè)性防護(hù)。該模塊由隱患排查標(biāo)準(zhǔn)、隱患排查治理信息化應(yīng)用、隱患排查治理線下輔導(dǎo)“三位一體”組成。檢測設(shè)備有超聲波放電測試儀、漏電保護(hù)測試儀、插座回路測試儀、熱成像儀、電能質(zhì)量分析儀、可燃?xì)怏w濃度檢測儀等。檢測范圍包括：(1)變、配電室，包括高低壓配電裝置、補(bǔ)償設(shè)備、低壓電器(如低壓斷路器、低壓隔離開關(guān)、漏電保護(hù)器、配電箱及開關(guān)箱)等。(2)低壓配電線路，包括室內(nèi)配線、導(dǎo)線連接、導(dǎo)線與設(shè)備的連接、導(dǎo)線的絕緣強(qiáng)度、電力電纜線路等；照明裝置、開關(guān)與插座回路；電纜、線路和設(shè)備故障點(diǎn)。(3)地下電纜、墻體線纜、架空線纜。

2.改進(jìn)后人防措施的優(yōu)勢。人防措施具有以下優(yōu)勢：(1)隱排人員更加滿足大排查的需求，具有一定經(jīng)驗(yàn)和設(shè)備檢測判斷能力，在短期內(nèi)進(jìn)行集中授課培訓(xùn)即可。(2)鑒定專家具備電氣專業(yè)知識并具有安監(jiān)部門頒發(fā)的高/低壓操作證，在辦公室即可進(jìn)行隱患鑒定，可處理多個檢查結(jié)果，充分提高專家的利用率，達(dá)到專業(yè)人做專業(yè)事的效果。(3)建立長效性、常態(tài)化的電氣安全檢查機(jī)制，在用電現(xiàn)場檢測設(shè)備和線路的工作情況，經(jīng)過巡查/維護(hù)→分析→結(jié)論→整改的工作流程，解決已經(jīng)凸顯的先兆性隱患，達(dá)到標(biāo)本兼治。(4)規(guī)范自檢、自查的工作流程。

(二)物防措施

物防是指通過具有安全防護(hù)功能的產(chǎn)品，及時保護(hù)供電設(shè)備和線路，以達(dá)到消除安全隱患的目的。

1.安全防護(hù)產(chǎn)品。按照功能可將安全防護(hù)產(chǎn)品分為防過載、防漏電、防虛接、故障電弧報(bào)警和環(huán)境預(yù)警裝置等。(1)防過載插座。設(shè)備和線路發(fā)生過載時，會形成熱積累，引發(fā)火災(zāi)。防過載插座具有過載主動斷電功能，可有效避免因下段負(fù)載過大造成的火災(zāi)隱患。防過載插座設(shè)計(jì)使用環(huán)境為：家庭應(yīng)用于廚房；學(xué)校應(yīng)用于食堂、宿舍；市場/商場應(yīng)用于商戶。(2)防漏電插座。漏電是電器外殼和市電火線間由于某種原因連通后與地之間有一定的電位差產(chǎn)生的。通常在實(shí)際配電系統(tǒng)中，插座回路設(shè)置漏電保護(hù)器，保護(hù)值為30～50 mA，保護(hù)時間為100 ms，這種設(shè)計(jì)對使用人特別是嬰幼兒的保護(hù)不夠，容易造成觸電。針對此種情況，研發(fā)了防漏電插座，設(shè)計(jì)值為10 mA，安裝位置處于線路末端，保護(hù)時間短，能夠更及時有效地對漏電故障進(jìn)行保護(hù)，主要應(yīng)用在潮濕的環(huán)境、插座安裝高度低和幼兒園的場合。(3)防虛接斷路器。虛接是指因接線端子接觸不實(shí)、氧化、老化等外因引起的線路問題，從而造成溫度過高的現(xiàn)象，嚴(yán)重的即可造成火災(zāi)。防虛接斷路器同時具有漏電和虛接保護(hù)功能，能夠?qū)煞N故障進(jìn)行及時保護(hù)，杜絕火災(zāi)隱患，主要用于替換傳統(tǒng)漏電保護(hù)器。(4)防電火花插座和斷路器。電流通過某些絕緣介質(zhì)(例如空氣)所產(chǎn)生的瞬間火花，為火災(zāi)發(fā)生的主要隱患之一，防電火花插座和斷路器主要應(yīng)用在非固定式負(fù)荷且運(yùn)行電流超過線路承載量30%的情況。(5)智能防過載插座。智能防過載插座除具有正常防過載功能外，可隨意設(shè)置上限功率，當(dāng)出現(xiàn)阻性負(fù)載、過欠壓故障、溫度過高、短路保護(hù)等異常時，可及時斷開用電回路，保護(hù)輸電線路和用電設(shè)備，主要應(yīng)用于公寓宿舍。(6)智能終端設(shè)備。智能終端設(shè)備包括插座和開關(guān)，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將插座和開關(guān)的運(yùn)行數(shù)據(jù)上傳至手機(jī)客戶端。用戶可以隨時知道終端的工作情況，設(shè)置保護(hù)上下限，當(dāng)發(fā)生故障時，會根據(jù)實(shí)際情況，進(jìn)行黃色預(yù)警和紅色警告，并切斷回路。

2.物防措施的優(yōu)勢。物防措施具有以下優(yōu)勢：安裝具有電弧探測或保護(hù)的裝置，能及時對故障電弧進(jìn)行探測；安裝具有防過載功能的插座，將延伸用電安全的最后一公里；安裝具有防虛接探測或保護(hù)的設(shè)備，可避免接觸不良引起的電氣火災(zāi)。通過“物防”，根據(jù)現(xiàn)場故障、用電條件和安全需求等，經(jīng)過勘查→討論→研發(fā)→應(yīng)用的工作流程，進(jìn)行定制化開發(fā)，可第一時間解決突發(fā)性故障，實(shí)現(xiàn)源頭治理。

(三)技防措施

技防是指結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過系統(tǒng)建設(shè)，建立隱患排查、電氣環(huán)境監(jiān)測、運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測等一整套的用電管理及安全監(jiān)控平臺，成立配備專業(yè)的電力數(shù)據(jù)監(jiān)控和分析團(tuán)隊(duì)，實(shí)現(xiàn)電氣安全早期預(yù)警及電力運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控，提升管理水平。技防具有以下優(yōu)勢：(1)建立電氣外部環(huán)境的監(jiān)督預(yù)警機(jī)制；(2)建立電氣運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)督預(yù)警機(jī)制；(3)依托物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)，從配電系統(tǒng)中提取運(yùn)行數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，經(jīng)過采集→監(jiān)控→分析→處理的工作流程，解決預(yù)見性隱患，實(shí)現(xiàn)技術(shù)防范。

五、基于人防物防技防的電氣火災(zāi)綜合治理幾方面固化標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)“以維止患、以維代改”的方針，采用“大曝光、大整治、常態(tài)化”流程，使用“人防、物防、技防”的手段，在天津財(cái)經(jīng)大學(xué)集中開展的電氣火災(zāi)綜合治理中取得了顯著成效。其治理經(jīng)驗(yàn)具有可推廣、可復(fù)制的優(yōu)點(diǎn)，總結(jié)起來包括以下10個方面的內(nèi)容：(1)檢查區(qū)域重點(diǎn)化，根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場環(huán)境，加大重點(diǎn)區(qū)域的自查和巡查密度，制定合理的工作計(jì)劃。(2)責(zé)任制度網(wǎng)格化，堅(jiān)決落實(shí)安全責(zé)任制度，責(zé)任落實(shí)到個人。(3)電氣設(shè)備功能化，安裝具有防護(hù)功能的電氣類產(chǎn)品，第一時間消除隱患。(4)配電系統(tǒng)臺賬化，建立用電單位的系統(tǒng)圖、配電圖和設(shè)備清單，實(shí)行臺賬管理。當(dāng)發(fā)生線路或設(shè)備更改，及時更新臺賬。(5)檢測手段專業(yè)化，采用望聞問切的工作方式和先進(jìn)的設(shè)備儀器進(jìn)行電氣隱患探測。(6)功能檢測專項(xiàng)化，在雷季、雨季、空調(diào)高峰期和采暖期等特殊時期，建立接地、空調(diào)等專項(xiàng)隱患排查。(7)隱患排查清單化，建立自查清單、巡查清單和排查清單。(8)維護(hù)記錄表格化，建立電氣設(shè)備運(yùn)行維護(hù)手冊，記錄維護(hù)內(nèi)容。(9)安全教育常態(tài)化，定期組織電氣安全教育及專業(yè)知識培訓(xùn)活動，加強(qiáng)安全意識。(10)電氣故障失效分析，當(dāng)發(fā)生電氣故障時，要實(shí)現(xiàn)對電氣故障的失效分析，切莫直接進(jìn)行設(shè)備更換，避免再次發(fā)生電氣事故。

六、結(jié)束語

本文結(jié)合電氣火災(zāi)發(fā)展現(xiàn)狀，通過人防、物防、技防建立常態(tài)化檢測及維護(hù)機(jī)制，落實(shí)社會單位消防安全主體責(zé)任，推動社會單位整合系統(tǒng)平臺，建立電氣設(shè)備和隱患的電子檔案數(shù)據(jù)庫，定期組織隱排人員及專家進(jìn)行巡檢、檢測、鑒定，可有效促使社會單位電氣使用維護(hù)安全水平明顯提升，減少電氣火災(zāi)事故。