浅谈电气线路火灾的成因及预防

根据近几年的火灾统计，电气线路引发的火灾年均发生次数占火灾年均总发生次数的逐年上升。目前在我国许多旧的大型公共建筑包括古建筑中，由于电缆老化和施工的不规范造成线路和装置的绝缘性能下降，再加上原始设计载荷能力的有限，而用电量却逐年加大，潜伏的火灾隐患逐年增多，严重地威胁着人民生命和财产的安全。因此迫切需要国内有关部门能重视电气防火的管理、监督和科研工作，采取有效的预防措施，有效地减少电气火灾的发生率。

一、电气线路火灾的成因

1．超负荷　　　　　　  

　电气线路中允许连续通过而不致于使电线过热的电流量，称为电线的安全载流量或安全电流。如电线中流过的电流量超过了安全电流值，就叫电线超负荷，也叫过负荷。一是设计或选择导线截面不当，实际负载超过了导线的安全载流量。二是在线路中接入了过多或功率过大的电气设备，超过了电气线路的负载能力。过负荷现象多发生于旧式建筑中，因为在设计时没有预见到今天这样大量的各种电器进入电网，所以在敷设供电线路时采用的导线的截面积普遍偏小，使用电表的容量也较小，当各种用电量大的电气设备同时使用时，会使用电负荷大大增加，远远超过导线的承受能力，使导线发热甚至起火；其他原因例如电气设备的功率过大或电气设备本身有故障而产生过电流现象，也会使导线发热甚至起火。

2．短路

如果裸体导线相碰，或者是导线的绝缘层损坏，里面的导体露出来彼此相碰，那么，这时候的电流就不再按照规定的线路。而是在相碰的地方“走近路”，这就是“短路”，也有叫“捷路”“碰线”。短路一般有相间短路和对地短路两种。相线之间相碰叫相间短路。相线与地线相碰，或相线与接地导体相碰，或相线与大地直接相碰叫做对地短路。线路短路是一种比过负荷更为严重的情况，当用电设备内部有短路或由于电线绝缘外皮老化破损造成短路，将使电线中的电流大大增加，如果没有采取断电措施，电线很快就会发热燃烧造成火灾。

3．漏电

漏电是引起电气火灾的主要原因之一，但它更普遍更不易被发现。漏电一般是指电气设备或电线的漏电，是指电线中的火线对地或电气设备中的火线对电气设备的外壳发生的短路情况。使用电器介电强度不够或电线绝缘材料性能不好等，都容易发生漏电；电器及插座等内部的灰尘多并遇到天气潮湿时，也容易发生漏电现象。由于绝缘材料的性能下降是不能逆转的，因此漏电电流会逐渐加大，造成打火引燃周围的可燃物而形成电气火灾。

4．接触电阻过大

在电气线路与母线或电源线的连接处，电源线与电气设备连接的地方，由于连接不牢或者其他原因，使接头接触不良，造成局部电阻过大，称为接触电阻过大。发生原因：一是安装质量差，造成导线与导线，导线与电气设备衔接点连接不牢。二是连接点由于热作用或长期震动使接头松动。三是在导线连接处有杂质，如锈蚀、产生氧化层（如铜导线出现“铜绿”）或渗入尘土。四是铜丝和铝线连接的方法不当。

二、配电线路的电气防火保护措施

(一)配电线路应设过负荷保护

电气线路短时过载是不正常的，如电动机起动时间不长，不会超过母线槽、电缆、电线的允许温升，也不会对线路造成损害。轻微的过负荷如果时间较长，也将对线路的绝缘、接头、端子造成损害。导体的绝缘由于长期过负荷，将会长时间超过允许温升，导体绝缘将会加速老化，缩短绝缘导体的使用寿命。严重地过负载，如100％过负载时，会使绝缘在短时间内软化变形，介质损耗增大，耐压水平降低，导致电气线路短路，引起火灾。过负载保护的目的也在于防止短路和接地故障的发生。

中华人民共和国强制性标准GBG50054－95《低压配电设计规范》第434条过负载保护电器动作特性应同时满足下列条件。

　　Ib≤In≤Iz

　　I2≤145Iz

　　式中　Ib―线路计算负载电流(A)；

　　In―熔断器熔体额定电流或断路器额定电流或整定电流(A)；

　　Iz―导体允许持续载流量(A)；

　　I2―保证保护电器可靠动作的电流(A)。当保护电器为低压断路器时，I2为约定时间内的约定动作电流；当为熔断器时，I2为约定时间内的经定熔断电流。

(二)配电线路应设短路保护

配电线路不仅要考虑正常运行情况，而且要考虑发生故障时的非正常运行状态，最严重的是发生短路故障。所谓短路故障是指配电线路中，不同相或相与中性线的绝缘导体，直接金属性连接或经过小阻抗连接在一起。配电线路短路时，如不在短路电流对导体和连接件产生的热作用和机械作用造成危害之前切断短路电流，那么短路电流会迅速使电气线路的绝缘软化甚至燃烧。其导体、电流、电火花的高温，如电气线路近旁有易燃物质也将会引燃起火。因此线路的电流侧都装有熔断器或低压断路器等保护电器，正是为了在短路时能迅速切断线路的电源，避免火灾的发生。配电线路采用的上、下级保护电器，其动作除应具有选择性外，还要使保护电器与电气线路的导线和电缆相匹配。如保护电器整定值选得过大而不匹配，即使线路短路将绝缘燃，保护电器仍不会动作。

《低压配电设计规范》第４２２条绝缘导体的热稳定校验应符合下列规定。

当短路持续时间不大于5S时，绝缘导体的热稳定应按下式进行校验：

　　S≥I/K　　　　　(1)

　　其中：S―绝缘导体的线芯截面(mm)；

　　I――短路电流有效值(均方根值A)；

　　t―在已达到允许最高持续工作温度的导体内短路电流持续作用的时间(S)；

　　k―不同绝缘的计算系数。

　　将(1)式变换为：S2K2≥I2t　　(2)

(1)式应不大于短路持续时间5S，否则由于热量传导，辐射会影响温升，另外也不选用短路持续时间小于01s，因为这时要计入短路电流的非周期分量对温升的影响；(2)式已计入非周期分量。　因此，在设计时对低压配电线路用计算电流选用导体截面时应选上限，在满足性能价格比的情况下，可放大1－3级，以利近期五年远期十五年线路上的用电规划，更有利于防止电气线路过负荷的发生，也相应地延长了线路的使用寿命。

　(三)配电线路应装设漏电保护器

对于防接地故障和等电位方面的理论已详细介绍过，这里不再赘述。为防止接地故障引起火灾，除建筑物内将可导电的金属体作总等电位和辅助等电位联结外。为减少接地故障引起的电气火灾危害，而在民用建筑的电源进户侧，设置四刀开关，并在四刀电源开关之后加装漏电电流动作保护器，其额定动作电流IΔm≤300mA－500mA。电源侧装设的漏电电流动作保护器的作用，一是防止接地故障引起火灾，二是防止人身电击危害的第二道防线。对于多级装设的漏电电流保护器，前后级在时限上应有选择性。

我国民用建筑电气线路火灾防范的理论与经济发达国家有不小的差距，问题也较多，应积极向经济发达的国家和IEC标准靠拢。努力学习经济发达国家的先进防火理论和实践，结合国情把电气线路的火灾减少到最低程度。另外，设计人员不参加各阶段和竣工验收，政府各职能部门不了解设计意图和工程设计的全过程，也是导致重大电气火灾及电击事故的重要因素之一，应引起各级政府主管部门的高度重视。