近年來,建筑業由于雷擊或線路老化等而導致的電氣火災呈上升趨勢,如北京市玉泉營家俱城,就是因開關線路老化而引發的火災。因此,建筑工地的臨電設施,如果沒有詳細的施工方案和設備負載的計算,又不適當規劃好接地配置,很可能導致事故的發生。必須要求施工人員嚴格按電氣規范,進行設計和安裝。
一、電器具違規操作而引起火災
1、私拉亂接往往出現導線短路,引起高溫互相焊牢(短路點電阻可不計),但金屬短路電流很大,產生的高溫可熔燃近旁的易燃物質而導致火災。導線有機絕緣材料如聚氯乙烯、交聯聚乙烯等因熱分解而放出可燃氣體,當達到三百多度時即與氧化合而燃燒,并且火勢沿線路蔓延,倘若線路首端的斷路器及時切斷,短路火災就可避免。
2、短路處不同電位發生電弧光或電火花,此電弧、電流擊穿空氣間隙可產生3000多度的局部高溫,造成操作者肌肉燒傷或引發火災。如今年北京工地有位電工在帶電巡視檢查線路時,左臂被接頭處短路燒傷。同時電弧本身具有很大阻抗,它限制了短路電流,常使過流保護電器不能動作或難以及時動作,為電弧引燃可燃物質提供了充分的時間。為防范短路引起火災,首先應避免短路的發生,規范中要求導線有足夠的耐壓水平,防止絕緣被擊穿,照明線路不小于0.5MΩ,動力線路不小于0.38MΩ。電纜額定電壓在中性接地系統中相對地不低于300伏,相對相不低于500伏。同時不同額定電壓的回路不允許穿在同一管內(如工地上的行燈變壓器一次側、二次側導線的敷設)。為了防止高溫、腐蝕、潮濕、日光輻射等外界不利因素,要采用耐受的電線并有適當的機械保護。要埋地或穿管,采取阻隔封堵等措施以限制火勢蔓延,并且增大電氣線路絕緣層的厚度,必要時穿阻燃、耐火電纜。
二、電力系統防雷、接地故障
1、接地故障。反映相線和電氣裝置外露導電部分以及大地之間的短路,而且能使所有外露導電部分對地帶故障電壓,此電壓可對接地的金屬導體打火或建立電弧,在一處或多處引燃起火,如圖:
例如:北京某建筑公司工地進行停電安全大檢查時,一位職工不小心移走砂輪切割機的保護地線,使裸露的線頭碰在地面的金屬埋件上,打出火花正好引燃套絲機漏出的油,從而導致了一場火災。既然已停電,何來打火呢?經分析由于工地接線混亂,此電壓系統外部電源沿保護地線引入。因此配電室或總箱處作重復接地外,保護地線還必須在配電線路的中間處和末端處做重復接地,電阻值<4歐。
近年來工地電工整體素質較差,由于工地面廣、線路較多,他們往往對線路巡視力度不夠。尤其在結構施工時砼需要充分澆水養護,造成地面、坑內大量積水。而職工小型電器具用BV線拉接。往往接頭處絕緣老化,掉入水中產生微小故障電流,不能使線路首端的過流保護器動作,致使中性電位升高,故障電壓沿PE線進入電氣裝置,傳導至外露導電部分,引起人身電擊產生電火花,導致電氣火災。當電氣裝置進線處設有重復接地時,故障電壓有所下降,但幅度有限,難以消除危險。如圖2:
為此要求工地臨電設三級多點保護,選擇合理型漏電保護。由總箱總隔離開關至二級箱漏電保護,轉至三級末端箱漏電裝置,然后導線敷設至設備,必須實行“一機一閘”制。
2、防雷故障。近年來工地雷擊現象時有發生,尤其在南方的梅雨季節,空氣特別潮濕電氣爬電間隙不夠。雷電能量導入、釋放于大地之中,接地系統的好壞將關系到避雷的效果。它的接地阻抗會使引雷時產生“接地電位升高”,接地電壓高后將使建筑物設備產生逆閃絡的二次災害。例如,工地高層施工時,垂直運輸所需要的塔吊,在基礎施工時塔吊單獨設接地極,而隨著結構進度加快或地面的開挖,其他作業的工人不知接地扁鋼的用處,挖斷后沒有及時修復,假如遇到打雷時就會造成設備損毀和人身傷害。此時應該在基礎底板筋施工時,引出2根40×4鍍鋅扁鋼焊接在塔吊金屬體上,使用底板鋼筋做接地極,使鋼筋之間有良好的電氣連接,并預留引線。因為地基范圍廣大,有很大的對地電容,自然接地沖擊阻抗可大量降低。同樣,新建工程的建筑物配電系統中,也應考慮安裝避雷裝置,當發生雷電產生雷沖擊波電壓和瞬間接地電位升高時,保護配電屏低壓開關和戶內強弱電設備。
解決方法是進戶配電屏處,安裝匹配的避雷器,而且做好總等電位連接,使建筑物內接觸電擊的接觸電壓和不同金屬部件間的電位差降低,消除各種金屬管道引入的故障電壓。目前公司安裝電工對等電位連接概念十分模糊,國家實施尚在起始階段,要求各種金屬管道進戶處與總等電位連接,各衛生間內所有金屬導電體與衛生間底板筋、柱筋連成一體,其目的在達成平衡使瞬間的電位差最小,以降低故障的中性點的對地電壓。
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三、線路引起火災的多變性
1、過載間接引起火災。人們往往將線路過載列為多發性的起火原因,實際上過載直接起火是不多見的,過載往往轉化為短路后才招致火災。舉電線電纜為例。塑料電線無載時溫度和室溫相同,正常負載時線路絕緣溫度不超過70度,達到額定載流量時絕緣溫度為70度,在此溫度下電線可持續通過該負載電流并保證其使用壽命。如果建筑工地暫設臨電線路截面計算不合理,加上線路年久老化,又是多臺設備長期使用同一細截面導線,使負載電流超過額定載流量轉成過載,絕緣溫度超過70度,隨著溫度升高而加速絕緣的軟化,隨之發生短路引起火災。為此工地導線截面要盡量考慮大一些,并首端裝設過載保護器,此保護電器能對少量過載起保護作用,但它必須在絕緣損壞前切斷電路。
2、接觸不良引起火災。它在電氣線路火災中占相當大的比例。線路與線路,線路與設備端頭與插座及開關電器的動觸頭與靜觸頭的相互接觸處,如果表面存在氧化股,形成的接觸電阻過大,則通過工作電流時局部溫度升高,過高的溫度使氧化股增厚,進一步使溫度升高,如果接觸處連接不緊密存在空隙,通過電流時還伴隨著火花的產生,局部溫度可達千度以上,并能熔化絕緣。接觸不良不但引燃可燃物,而且打出火花使泄漏煤氣產生爆炸。例如我公司今年承接的富頓中心鍋爐房設備安裝,內有燃氣鍋爐3臺、電鍋爐1臺及消防煤氣報警系統。因有大窗戶對外通風,能保持空氣流通使氧氣充足,所以當時設計認為泄漏煤氣能排放,沒有考慮排風機控制箱做防爆型,而結構管路早已施工完。后期安裝發現后,我們當機立斷把電箱移至室外,防止接觸器動觸頭與靜觸頭使用時產生的火花引燃泄漏煤氣,導致管路爆炸傷及人身。我們的舉措得到了業主、設計的贊許。
3、線路連接不良引起火災。這一點已為大家所熟知,而其起因多屬電氣安裝中的問題。如我公司的建筑工地上,使用的手動小型工具、碘鎢燈經常有人沒有接插頭,而直接將電線捅入插座孔內造成起火,尤其零線掉出后相線經器具使未接入的零線夾帶高壓電壓,會傷及人身。北京某集貿市場起火損失極大,起火點為堆積紙張的無人空房的墻上插頭和插座。據分析火災是因插頭和插座接觸不良而引起的。開始時兩者接觸不實而打火,其溫度不足以引起火災,但卻能使插頭內電線絕緣熔化,在線間發生電弧短路,電弧阻抗限制了故障電流,使保護電器不能及時動作,其高溫及產生的電火花則引燃了近旁堆放的紙張,從而成災。火災現場發現插頭、插片斜插在壓片間,說明接觸不良。而將電線直接捅入插座中,更加危險。重要場所和火災易發場所應采用帶固定及配套的插頭插座,它連接可靠,插座不會因外力碰動插頭而使電線松動。臨時的插座板線路應盡量少用,其安全性很差,同時移動電纜線路又易受機械損傷,導線截面比較細,它的阻抗起到限制故障電流的作用,影響電器的有效動作。
職工宿舍照明應設有低壓電,常用220伏照明會使職工隨意使用電飯鍋和小電器、電熱毯。現市場較混亂,劣質產品蜂擁而入,如果開關電器的銅觸頭、活動連接點接觸不良,同樣產生高溫電火花、電弧,進而引起火災。規范規定相線設置觸頭,其余PE及N線不允許設置觸頭,當三相不平衡電流和諧波電流使較小截面的中性線過載,且相線過流保護不掉中性線時,也不能斷開中性線。只能在電氣線路上裝設四極漏電保護器,用它斷開相、零線的全帶電導體,以保證檢查時與電源完全隔離,才能杜絕事故的發生。
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