吴育冰
广州方华国际设计集团有限公司
提要 随着社会经济的发展，我国用电设备也在不断增加，致使电气火灾发生的次数一直占各类火灾的首位，约为火灾总数的30%以上，且多年来居高不下，与发达国家相比差距很大[1]。作为一个建筑电气设计室应该如何最大限度的防范电气火灾的发生呢？这应该是建筑电气设计应该考虑的首要问题。
关键词：电气火灾 原因 民用建筑
一．电气火灾发生的原因
火灾的酿成必须具备三个条件：火源、可燃物和氧气。如果电气装置设计安装不当，往往在建筑物中因点的原因而引起火源。电气引起火源主要有下面五种原因：（1）电源线路和电器设备使用中由于过载和短路产生过大电流，如老化、超负荷、违规用电等，在电气火灾中比较常见。（2）接触不良处电阻增大，容易导致打火和发热，高温又使氧化加剧，是接触电阻进一步加大，造成恶行循环，温度可达几百至上千度，使绝缘导线、接线盒烧坏造成短路而引发火灾，也可能直接点燃附近的可燃物而发生火灾。（3）电压异常升高，电力系统在运行过程中因故障而导致的电压升高，如：中心点位移，负荷严重不平衡产生三次谐波，变压器高压侧发生碰壳，电气设备误操作等。电压异常升高造成电器损坏和电线短路而引起火灾。（4）雷电引起的电气火灾。（5）工业电涌和静电可能引起几百上千伏的电压，从而容易损坏电器引起火灾。
二.电缆的选择对电气火灾造成的影响
在《民用建筑电气设计标准》7.4.1中“1、电线、电缆及母线的材质可选用铜或铝合金；2、消防负荷、导体截面积在10mm2及以下的线路应选用铜芯；3、民用建筑的下列场所应选用铜芯导体：”以下省略。这条其实也是防止电气火灾发生的一个重要措施之一，因为铝芯线比铜芯线更容易起火[2]。其中铝芯线容易起火有如下几个原因：（1）铝线表面容易在空气中氧化。铝线表面很容易形成氧化膜，从而产生较高的膜电阻，从而可能使得铝线连接处产生很高的温度，以至提高发生火灾的可能性。（2）高膨胀系数。铝的膨胀系数比铜大39%，比铁大97%。[3]当铝线与这两种金属导体并通过电流时，连接点因存在接触电阻而发热。这三种导体都膨胀，但铝比铜、铁膨胀更多，从而使铝线受挤压。线路断电冷却后铝线稍许压扁而不能完全恢复原状，这样就在连接处出现空隙而松动，并因进入空气而形成氧化铝薄膜，这样使接触电阻增大。下次通电时发热将更剧，使情况更为恶劣，严重时可能因产生异常高温或迸发电火花而引燃起火。（3）易出现电解腐蚀作用。若不同点位的两金属间存在带酸性或碱性的液体，则两金属将形成局部电池。当铝导体与铜导体间存在含盐分的水分时就形成此种局部电池。电离作用将使电位低的铝导体受到腐蚀而增大接触电阻。（4）易被氯化氢腐蚀。对于PVC绝缘的铝芯电线、电缆，还可能出现另外一个问题。为阻止PVC绝缘分解出氯化氢气体，PVC绝缘内添加有阻止分解氯化氢的稳定剂。但当线路温度超过75°时，例如发生线路过载或因其他原因而使连接处温度过高时，稳定剂就不再能阻止氯化氢的形成，而氯化氢是要腐蚀铝的，这同样也将增大接触电阻和起火危险。但是常常甲方以减少前期投资的目的要求设计人员使用铝线，那么作为设计人员应清楚的知道使用铝线的一些缺点特别是在电气火灾方面的。
三．电气终端设备的起火分析
在《住宅建筑电气设计规范》JGJ242-2011的8.5.1条中，“每套住宅电源插座数量应根据套内面积和家用电器设置，且应负荷表8.5.1的规定：”其中表8.5.1中规定：起居室、兼起居室的卧室不小于3个，卧室、书房、厨房、卫生间不小于2个。而在现实中一些老旧住宅可能达不到这个要求，这便成为一个火灾发生隐患。墙上安装的固定插座由于专业电工施工，一般都能满足低接触电阻的要求，发生电气火灾的几率较小。而大量的插头、插座火灾发生在用户加接的不正规插头、插座板上。在设计中因片面节约投资墙上固定插座数量安装过少，用户全都要几乎自己加接插座板供电。一般老百姓又不懂得电气用电安全知识，他们往往在电料店买价廉质次的插座板，用一段双芯PVC绝缘电线用插头从墙上一个固定插座接用多个用电器具。在发达国家非固定安装的临时线路插座板即使选材和安装合格，也只允许临时短期使用，用完必须拆走。而在我国几乎所有的用户都将这种不安全的临时线路插座板无限期地使用下去，这样就给电气安全带来许多隐患。因双芯PVC绝缘电线既缺少一根PE线，又没有护套作机械保护，很易导致人身点击和绝缘破损短路事故。
而临时线路插座板的插头、插座或因接触面积和压力不足，或因接线不正规以及其他一些缺陷，往往因接触不良等原因而导致异常高温和打火。接线端子处的一段PVC绝缘还会因连接不良产生的高温而融化，引起线路短路事故。特别是当这种插座板接用的电气负荷大时更容易导致电气火灾事故的发生。所以作为一个设计人员我们是否应该在插座布置上面少考虑写插座线板的使用了。但是甲方为了减少投资成本往往要求尽量少布置固定插座甚至少于国家规范的规定值，且以后期加接移动插座板为理由。但作为设计人员应该清楚的知道移动插座板的电气火灾隐患。
在《建筑防火规范》GB50016-2014的10.2.4条中，“开关、插座和照明灯具靠近可燃物时，应采取隔热、散热等防火措施。卤钨灯和额定功率不小于100w的白炽灯泡的吸顶灯、槽灯、嵌入式灯，其引入线应该采用瓷管、矿棉等不燃材料作隔热保护。额定功率不小于60w的白炽灯、卤钨灯、高压钠灯、金属卤化物灯、荧光高压汞灯（包括电感整流器）等，不应直接安装在可燃物体上或采取其他防火措施。”且该规范为强制条文。电灯泡是最常见的电气设备高温源。100w和200w电灯泡的玻璃壳表面温度分别高达220°和300°，1000w碘钨灯的灯管表面温度高达800°，而一些可燃物质的燃点则多低于此。如果电气照明设计中将大功率灯泡布置得太靠近可燃物，则烤燃起火的危险是很大的。在电气装置设计中必须将这类高温电气设备布置得离可燃物一适当距离或用低热导的隔板隔开。另外在节能方面白炽灯泡也将逐步被取消，取而代之的是节能荧光灯。但是节能荧光灯温度不高但是也存在火灾安全隐患。因为荧光灯都配有整流器，无论是电子式镇流器还是电感式镇流器都可能成为火灾的起火源。这是因为电感式镇流器是个发热器件，其温度是随铁心激磁电流的增大而升高的。当电网电压偏高而铁心质量差时，镇流器的激磁电流剧增，铁心产生异常高温，镇流器如安装在可燃物质上很容易烤燃起火。电子镇流器虽不发热，但它含诸多的电子元件，当由于各种原因导致电子元件被击穿短路时同样能引起电气火灾。因此设计人员在设计灯具时应避免其与可燃物接触或靠近，特别是在装修照明上，因为很多装修材料为可燃材料，所以更应注意灯具的安装。
四． 结束语
电气火灾作为中国火灾发生第一由因的火灾，已经在国民生活及生产过程中造成了重大的损失，作为一个电气设计人员应该将如何防止电气火灾作为第一位考虑，这不仅是对工程项目安全的负责，更是对设计人员自身的负责。电气火灾的防范在电气设计中的各个环节中都有体现，由于该论文涉及有限，所以只在上诉三个方面提及。设计不仅是一个实施过程也是一个学习过程，在工作过程中我们需要不断的提高自我，学习更多新技术、新规范，并在设计项目中切实体现。我们的设计工作才能更进一步。
参考文献：
[1]王厚余.建筑物电气装置500问.北京：中国电力出版社.2008
[2]王金元 孙兰等.民用建筑电气设计标准实施指南.成都：四川科学技术出版社.2020.6
[3]中国航空规划设计研究院总院有限公司组编.工业与民用供配电设计手册.北京：中国电力出版社.2016.12