電力設(shè)備火災(zāi)原因與防范對策研究

許思?xì)J 汪詩怡 王志平

作者簡介：

許思?xì)J（1990- ），男，漢族，上海人，本科，工程師，研究方向：電氣工程。

摘要：

本文探討了一種了解和預(yù)防電力設(shè)備火災(zāi)的綜合方法，重點(diǎn)關(guān)注關(guān)鍵因素和策略。首先，分析此類火災(zāi)的原因，包括短路和過載等電氣故障、絕緣問題和組件故障以及氣象條件、惡劣環(huán)境和人為因素等。其次，概述預(yù)防措施和應(yīng)對策略，包括使用阻燃材料和高效冷卻系統(tǒng)。定期測試和維護(hù)，包括健康檢查和及時更換老化部件。結(jié)合探測和自動報(bào)警技術(shù)，增強(qiáng)探測和迅速應(yīng)對潛在火災(zāi)的能力。最后，強(qiáng)調(diào)應(yīng)急響應(yīng)和滅火措施的重要性，包括制定火災(zāi)應(yīng)急計(jì)劃和提供足夠的消防設(shè)備，以確保協(xié)調(diào)和有效響應(yīng)。

關(guān)鍵詞：電力設(shè)備；火災(zāi)原因；防范對策

引言

在各行各業(yè)對電力設(shè)備的依賴性日益增加背景下，本文旨在探討電力設(shè)備火災(zāi)原因、預(yù)防和應(yīng)對策略。深入分析根本原因，包括電氣故障、元器件老化、外部影響等，制定有效的預(yù)防措施。通過研究短路、過載、絕緣老化和人為因素，旨在為提高電力系統(tǒng)的安全性和可靠性提供有價值的見解。

一、電力設(shè)備火災(zāi)原因分析

（一）電氣故障

對電力設(shè)備火災(zāi)的分析始于對電氣故障的徹底檢查，這是此類事件的主要因素。短路是第一個因素，涉及導(dǎo)體之間的意外連接，導(dǎo)致電流快速浪涌。第二個因素是過載，當(dāng)電氣系統(tǒng)承受的電流超過其安全處理能力時，就會發(fā)生過載，從而導(dǎo)致過熱和潛在的火災(zāi)危險。第三個因素是接地故障，由于絕緣擊穿或接線錯誤，電流需要流向地面。短路、過載和接地故障共同對電力設(shè)備的完整性構(gòu)成嚴(yán)重威脅，因此必須全面了解和解決這些問題。老化設(shè)備加劇了與電氣故障相關(guān)的風(fēng)險，因?yàn)槟p絕緣和有故障的組件更容易受到這些危害的影響。為了降低這些風(fēng)險，必須從設(shè)備設(shè)計(jì)和選擇開始實(shí)施預(yù)防措施。使用阻燃材料可以增強(qiáng)電力設(shè)備的耐火性能。此外，實(shí)施精心設(shè)計(jì)的冷卻系統(tǒng)對于管理正常運(yùn)行期間產(chǎn)生的熱量和防止過熱至關(guān)重要。定期測試和維護(hù)是防止電氣故障的第二道防線。定期檢查以評估設(shè)備的健康狀況，并及時更換老化組件，對于確保電力系統(tǒng)的可靠性和安全性至關(guān)重要。結(jié)合火災(zāi)監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)構(gòu)成了第三層防御。先進(jìn)的火災(zāi)探測技術(shù)和自動報(bào)警裝置提供早期預(yù)警，能夠?qū)撛诘幕馂?zāi)事件做出及時反應(yīng)。通過綜合解決電氣故障和實(shí)施預(yù)防措施，可以降低電力設(shè)備火災(zāi)風(fēng)險。

（二）設(shè)備老化與損壞

電力設(shè)備火災(zāi)分析的一個關(guān)鍵方面在于了解老化和損壞對系統(tǒng)完整性的影響。首先要考慮的是絕緣老化，即導(dǎo)體周圍保護(hù)層的逐漸劣化。隨著時間的流逝，暴露于環(huán)境、電氣應(yīng)力和操作磨損會導(dǎo)致絕緣擊穿，從而增加短路和電氣故障的可能性。第二個要素是故障組件，代表了電力設(shè)備的重大風(fēng)險。隨著設(shè)備老化，開關(guān)、連接器和斷路器等單個組件可能會出現(xiàn)磨損、腐蝕或徹底失效。故障組件會破壞電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行，可能導(dǎo)致過熱和火災(zāi)事故。為抵消老化和故障組件的影響，積極主動措施必不可少。定期測試和維護(hù)程序?qū)τ谧R別絕緣老化和組件退化跡象至關(guān)重要。這些活動涉及診斷評估，包括絕緣電阻測試和熱成像。此外，全面的設(shè)備更換策略對于解決老化組件至關(guān)重要。及時更換磨損或故障部件，確保電力系統(tǒng)的整體可靠性和安全性。升級到具有改進(jìn)材料和設(shè)計(jì)的現(xiàn)代組件可以增強(qiáng)設(shè)備的彈性，以應(yīng)對老化帶來的挑戰(zhàn)?？傊?，對老化和故障組件的影響有細(xì)致入微的了解，對于防止電力設(shè)備火災(zāi)至關(guān)重要。實(shí)施嚴(yán)格的維護(hù)實(shí)踐、診斷測試和主動更換組件是降低與設(shè)備老化和損壞相關(guān)風(fēng)險的基本策略，最終保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和壽命。

（三）外部因素

外部因素在電力設(shè)備火災(zāi)分析中起著至關(guān)重要的作用，包括氣象條件、惡劣環(huán)境和人為因素。極端溫度、閃電和惡劣天氣事件等氣象條件對電力系統(tǒng)構(gòu)成重大威脅。例如，雷擊會導(dǎo)致電涌，導(dǎo)致設(shè)備故障和潛在的火災(zāi)隱患。了解和減輕不利氣象條件影響是有效防火策略的重要組成部分。惡劣環(huán)境是第二個方面，是指電力設(shè)備在具有挑戰(zhàn)性環(huán)境中的運(yùn)行條件，包括暴露于腐蝕性物質(zhì)、高濕度或磨蝕性顆粒。這種情況會加速設(shè)備磨損和劣化，增加電氣故障和火災(zāi)事故的可能性。保護(hù)措施，如專用涂層、外殼和環(huán)境監(jiān)測，對于抵消惡劣環(huán)境的不利影響必不可少。人為因素是第三個維度，在安全方程式中引入一組復(fù)雜變量。操作錯誤、培訓(xùn)不足和疏忽都可能導(dǎo)致電力設(shè)備起火。確保訓(xùn)練有素且保持警惕的員工隊(duì)伍對于最大限度降低與人為因素相關(guān)的風(fēng)險至關(guān)重要。此外，實(shí)施強(qiáng)有力的安全協(xié)議、定期進(jìn)行演習(xí)和培養(yǎng)安全意識文化有助于預(yù)防與人為相關(guān)的事故?？傊?，預(yù)防電力設(shè)備火災(zāi)的綜合方法必須考慮外部因素。減輕氣象條件的影響，在惡劣環(huán)境中實(shí)施保護(hù)措施以及通過教育和安全協(xié)議解決人為因素，有助于建立有彈性和安全的電力基礎(chǔ)設(shè)施。通過了解并積極管理這些外部因素，可以顯著提高電力系統(tǒng)的可靠性和安全性，減少火災(zāi)發(fā)生率，確保電力供應(yīng)不間斷。

二、電力設(shè)備火災(zāi)防范措施與應(yīng)對策略

（一）設(shè)備設(shè)計(jì)與選型

電力設(shè)備的防火措施和應(yīng)對策略對于確保電氣系統(tǒng)的安全性和可靠性至關(guān)重要。第一道防線涉及深思熟慮的設(shè)備設(shè)計(jì)和選擇。使用阻燃材料對于構(gòu)建具有耐火性的部件至關(guān)重要。這些材料可抑制或延緩燃燒過程，從而最大限度減少火災(zāi)在設(shè)備內(nèi)蔓延的可能性。此外，設(shè)計(jì)階段應(yīng)優(yōu)先考慮采用有效的冷卻系統(tǒng)。過熱是電氣故障和火災(zāi)的常見前兆，因此必須實(shí)施冷卻解決方案，以消散正常運(yùn)行期間產(chǎn)生的多余熱量。阻燃材料，如耐火聚合物和絕緣化合物，在設(shè)備內(nèi)形成保護(hù)屏障，降低著火和燃燒風(fēng)險。將這些材料納入電纜、絕緣層和其他關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)中，可以提高電力系統(tǒng)的整體耐火性。高效冷卻對于保持功率組件的最佳工作溫度至關(guān)重要，可以防止可能的電氣故障和潛在火災(zāi)。這涉及冷卻機(jī)制集成，例如風(fēng)扇、散熱器和流體冷卻系統(tǒng)[1]。適當(dāng)?shù)耐L(fēng)和散熱策略可確保設(shè)備保持在安全溫度范圍內(nèi)，從而降低熱應(yīng)力和火災(zāi)事故風(fēng)險。在設(shè)備設(shè)計(jì)和選型上，采取積極主動的措施是電力設(shè)備防火的一個基本方面。阻燃材料的使用和精心設(shè)計(jì)的冷卻系統(tǒng)共同有助于創(chuàng)造一個堅(jiān)固和耐火的基礎(chǔ)設(shè)施。通過實(shí)施這些策略，可以顯著提高電力系統(tǒng)的可靠性和安全性，降低火災(zāi)可能性，并確保關(guān)鍵電氣元件的不間斷功能。

（二）定期檢測與維護(hù)

定期測試和維護(hù)是預(yù)防電力設(shè)備火災(zāi)的關(guān)鍵，包括采取積極主動的方法，以確保系統(tǒng)的健康和完整性。第一個方面涉及定期檢查，以評估電力基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)設(shè)備的健康狀況。診斷評估，包括絕緣電阻測試、熱成像和其他狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)。通過系統(tǒng)評估設(shè)備的健康狀況，操作員可以識別性能下降或即將發(fā)生故障的早期跡象，從而在問題升級之前及時進(jìn)行干預(yù)。及時更換老化部件是這一預(yù)防策略的第二個方面。隨著時間的推移，電力設(shè)備會經(jīng)歷磨損，并且單個組件可能會因環(huán)境條件、電氣應(yīng)力和操作要求等各種因素而惡化。積極主動的部件更換方法可確保在老化部件達(dá)到臨界狀態(tài)之前更換它們，從而降低故障和火災(zāi)事故風(fēng)險[2]。該策略需要全面了解不同組件的預(yù)期壽命，使操作員能夠根據(jù)設(shè)備的使用和環(huán)境條件安排更換。實(shí)施穩(wěn)健的測試和維護(hù)方案需要一種系統(tǒng)且有據(jù)可查的方法。定期檢查、例行測試計(jì)劃以及遵守制造商的維護(hù)指南有助于提高電力系統(tǒng)的整體可靠性。此外，預(yù)測性維護(hù)工具和狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)可以通過提供實(shí)時數(shù)據(jù)和對電力設(shè)備健康狀況的洞察，進(jìn)一步提高定期測試的有效性。定期測試和維護(hù)是電力設(shè)備綜合防火策略的重要組成部分。通過系統(tǒng)檢查設(shè)備運(yùn)行狀況并及時更換老化組件，運(yùn)營商可以顯著降低與設(shè)備退化相關(guān)的風(fēng)險，確保電力系統(tǒng)的使用壽命和可靠性，同時降低災(zāi)難性故障和火災(zāi)事故的可能性[3]。

（三）火災(zāi)監(jiān)測與報(bào)警系統(tǒng)

火災(zāi)監(jiān)測和報(bào)警系統(tǒng)是預(yù)防電力設(shè)備火災(zāi)的重要戰(zhàn)略手段。該戰(zhàn)略的第一個組成部分涉及先進(jìn)的火災(zāi)探測技術(shù)。利用能夠識別火災(zāi)早期跡象（如煙霧、熱量或異常電活動）的尖端傳感器和探測器，可提高系統(tǒng)的響應(yīng)能力。這些技術(shù)充當(dāng)前線防御，提供及時準(zhǔn)確的信息，以便在火災(zāi)升級之前進(jìn)行快速干預(yù)?；馂?zāi)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的第二個要素是自動報(bào)警裝置的集成。這些設(shè)備在及時向操作員和應(yīng)急響應(yīng)團(tuán)隊(duì)發(fā)出警報(bào)方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。自動警報(bào)旨在識別潛在風(fēng)險時觸發(fā)，確?？梢栽趲酌腌妰?nèi)啟動響應(yīng)行動[4]?？焖夙憫?yīng)對于減輕潛在火災(zāi)影響、防止其蔓延和最大限度減少對電力設(shè)備的損壞至關(guān)重要?；馂?zāi)探測技術(shù)與自動報(bào)警裝置之間的協(xié)同作用，可針對電力設(shè)備火災(zāi)提供強(qiáng)大而主動的防御。將這些要素整合到整體防火策略中，可以增強(qiáng)系統(tǒng)檢測和響應(yīng)初期火災(zāi)的能力，從而降低大面積損壞和運(yùn)營中斷風(fēng)險。此外，現(xiàn)代火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)通常采用智能技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)分析和遠(yuǎn)程監(jiān)控。此功能通過使操作員立即了解電力設(shè)備的狀態(tài)來提高系統(tǒng)的有效性[5]。此外，這些系統(tǒng)與集中控制中心的集成確保了對潛在火災(zāi)事件的協(xié)調(diào)和快速響應(yīng)。綜上所述，一個設(shè)計(jì)精良的火災(zāi)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)，結(jié)合先進(jìn)的探測技術(shù)和自動報(bào)警裝置，對于保障電力設(shè)備安全至關(guān)重要。這種積極主動的方法可確保及早發(fā)現(xiàn)潛在的火災(zāi)隱患，從而能夠快速、有針對性做出響應(yīng)，盡量減少對電力系統(tǒng)的影響。

（四）應(yīng)急響應(yīng)與滅火措施

建立強(qiáng)有力的應(yīng)急響應(yīng)和滅火措施對于應(yīng)對電力設(shè)備火災(zāi)和降低潛在風(fēng)險至關(guān)重要。制定和實(shí)施全面的火災(zāi)應(yīng)急計(jì)劃。該計(jì)劃概述了發(fā)生火災(zāi)時應(yīng)遵循的分步程序，包括緊急停機(jī)協(xié)議、疏散程序和通信策略[6]。定義明確且定期演練的火災(zāi)應(yīng)急計(jì)劃確保所有人員都熟悉自己的角色和職責(zé)，從而促進(jìn)對火災(zāi)事件的協(xié)調(diào)和有效響應(yīng)。擁有合適的工具對于及時有效解決火災(zāi)至關(guān)重要?？紤]到電力設(shè)備的性質(zhì)和潛在火災(zāi)風(fēng)險，戰(zhàn)略性在整個設(shè)施中放置專為特定類型火災(zāi)而設(shè)計(jì)的滅火器。此外，先進(jìn)的消防設(shè)備，如自動滅火系統(tǒng)和滅火毯，可以集成到關(guān)鍵區(qū)域，以增強(qiáng)消防能力。培訓(xùn)人員正確使用消防設(shè)備同樣至關(guān)重要。定期的演習(xí)和模擬有助于維持一支技術(shù)嫻熟、準(zhǔn)備充分的響應(yīng)團(tuán)隊(duì)。這確保了個人在發(fā)生火災(zāi)時能夠迅速有效做出反應(yīng)，最大限度減少升級的可能性，減少對電力設(shè)備的整體影響[7]。與當(dāng)?shù)叵啦块T和應(yīng)急服務(wù)部門的合作是應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃的一個組成部分。建立溝通協(xié)議和協(xié)調(diào)機(jī)制可確保在需要時無縫整合外部支持。這種合作增強(qiáng)了設(shè)施的整體彈性，為管理電力設(shè)備火災(zāi)提供了額外的資源和專業(yè)知識?？傊?，準(zhǔn)備充分的應(yīng)急響應(yīng)和滅火策略對于減輕電力設(shè)備火災(zāi)影響至關(guān)重要。通過制定全面的火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案和提供適當(dāng)?shù)南涝O(shè)備，可以提高其準(zhǔn)備和響應(yīng)能力，保護(hù)人員并最大限度減少對關(guān)鍵電力基礎(chǔ)設(shè)施的損害[8]。

結(jié)語

總之，防止電力設(shè)備火災(zāi)需要采取多方面的方法，包括透徹的理解、積極主動的措施和響應(yīng)策略。通過深入研究電氣故障、組件老化和外部影響等根本原因，并實(shí)施阻燃材料和高效冷卻系統(tǒng)等預(yù)防措施，可以提高電力系統(tǒng)的彈性。定期測試和維護(hù)充當(dāng)警惕的守護(hù)者，在潛在風(fēng)險升級之前識別它們。先進(jìn)的火災(zāi)監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)的集成增加了一層實(shí)時保護(hù)，能夠?qū)Τ跗诨馂?zāi)做出快速響應(yīng)。此外，結(jié)構(gòu)良好的應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃和消防設(shè)備的提供確保了在發(fā)生火災(zāi)時做出協(xié)調(diào)和有效反應(yīng)。這些綜合策略不僅可以將與電力設(shè)備火災(zāi)相關(guān)的風(fēng)險降至最低，還有助于提高電氣系統(tǒng)的整體安全性、可靠性和壽命，為行業(yè)和社區(qū)營造安全的運(yùn)營環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1]

張濤.FMEA法在電力設(shè)備設(shè)施運(yùn)行安全風(fēng)險管理中的應(yīng)用[J].安全，2018，39（11）：21-23.

[2]何衛(wèi)東，張瑞兵.河北沙河電廠開展春季消防實(shí)戰(zhàn)演習(xí)[J].中國安全生產(chǎn)，2018，13（05）：78-79.

[3]孟志杰，馬文亮.電力設(shè)備火災(zāi)特點(diǎn)及發(fā)生原因分析[J].經(jīng)貿(mào)實(shí)踐，2017（21）：314.

[4]吳小川.紅外矩陣火災(zāi)探測圖像采集與火焰定位技術(shù)研究[J].通訊世界，2015（11）：262.

[5]王璐陽，吳家浩.輸變電和配電設(shè)備火災(zāi)危險性分析[J].能源技術(shù)與管理，2020，45（06）：4-7.

[6]楊健，丁娜.借助紅外熱像儀分析電氣隱患[J].電氣開關(guān)，2013，51（01）：101-103+106.

[7]韓中海，張博.以變應(yīng)變促進(jìn)農(nóng)村電力安全[J].農(nóng)村電工，2012，20（11）：23.

[8]朱德盛.電力設(shè)備火災(zāi)特點(diǎn)及發(fā)生原因[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2012（06）：13-15.