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火灾猛于虎 防患于未“燃” 施耐德电气高度重视电气火灾预防工作

北极星输配电网  来源:施耐德电气    2021/7/26 18:00:02  我要投稿  

北极星输配电网讯:据国家能源局不久前公布的2020年全国火灾数据:全年因违反电气安装使用规定引发的火灾共8.5万起,占总数的33.6%。

近年来我国的社会用电量持续上升,电气类原因已经连续多年强力影响我国火灾走势,对人民群众的人身安全和社会经济的发展构成了极大的威胁。

“多年来 , 我国对电气火灾的防范工作大多只限于一般性的防火检查 , 这与许多发达国家存在较明显的差异。他们更侧重依靠完善电气系统的设计、安装和管理来消除电气起火的隐患 , 从根本上杜绝电气起火事故的发生。正是由于侧重点的差异 , 造成了当下我国电气火灾此起彼伏 , 防不胜防的严峻局面。”

——王厚余  中国建筑电气行业泰斗

原因分析

简单来说,电流通过导线是要产生热量的,而且热量随电流增大呈几何倍数增大:Q=0.24I2R,一旦发热量过大导致线路或设备高温,就会引起自燃或引燃导致火灾发生。

具体来说,构成电气系统的各环节:电气线路、用电设备、供配电设备等,只要是有电流通过,都有可能引发电气火灾。中国电气防火专业委员会的统计数据表明:过载、短路、漏电、电弧导致温度过热等故障占电气火灾起火原因的近90%。单单是由短路引起的火灾就占电气火灾总数的约50%,具体到起火位置,电气线路引起的火灾又占比超50%。

防范措施

首先

打铁还需自身硬,电气系统的线路与设备自身要经得起运行考验。线缆要认准正规厂家以防假冒伪劣产品,避免线径不足、线材掺假或绝缘耐火防护不合格。尤其是应急消防回路等重要线路,更应严格选用合规产品。配电箱柜内集成了线路和电气元器件,对电能进行分配和控制,则要求质量合格、布置合理、防护元件到位以及耐火等级符合要求。用电设备多种多样,重点在于防范因温度升高或其他原因发生的故障。

其次

针对电气系统在长期的运行中,不可避免会产生的过载、短路、漏电、电弧,要配置全面的保护元器件,做到防患于未然。

最后

通过电气火灾监控系统,对整个电气系统安全运行状态有一个全局的实时监控。电气火灾监控系统设计用于监控容易引发电气火灾的电气故障,可以为防火工作带来很好的时效性和目的性。我国在GB50016-2006《建筑设计防火规范》中明确了在诸如影剧院、馆所、仓库、住宅小区、医院、商店、学校等场所需要设置的电气火灾监控系统。利用监控探测器、监控单元、监控主机这几大功能模块,组合出满足不同电气系统的火灾监控体系,采集系统中各项被探测的数据,当高于报警设定值时发出报警或控制信号,实现全面实时的整体防护。

应用实例

一个较全面地防范电气火灾的系统配置是什么样的?以建筑工程电气系统中常用的施耐德电气系列产品为例,针对引发电气火灾的不同原因和触发位置,基于施耐德电气的 EcoStruxure 架构,构建一整套安全可靠、智能高效,且覆盖中低压配电的软硬件产品组合,从电气系统的各环节:电气线路、用电设备、供配电设备以及系统监控上,全面防范了过载、短路、漏电、电弧等故障引起的火灾。

环节一:电气线路

耐火母线槽

随着用电负荷的增长,原用于应急与消防回路的耐火电缆逐渐被耐火母线槽取代。耐火母线槽具备体积小,使用寿命长,安装与维护方便等特点。

施耐德电气I-LINE Z 系列高电流耐火母线槽,采用工厂预制式设计,现场只需要进行简单的拼装即可,比起市面上常见的以浇注式树脂母线为主的耐火母线槽,安装简便,并充分保证了施工质量。产品符合 GA/T 537-2005 和 GB/T 7251.6-2015 标准,耐火时间不少于 180 分钟,由高品质铜导体、高绝缘性和耐热性的绝缘层、低导热耐高温的隔热层、耐火温度可达1600℃的耐火层构成,达到耐火隔热和散热的有效平衡,并覆盖 630A 到 4000A 电流,为火灾情况下消防设备提供可靠的电力供应。

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I-LINE Z 系列高电流耐火母线槽

多系列断路器

断路器兼顾过载、短路、漏电保护,即“过电流保护”和“剩余电流动作保护”,其重要性不言而喻。施耐德电气拥有业内最高等级的断路器产品,包括 MasterPact MTZ系列断路器、ComPacT NSX/NSXm系列断路器、iC65N Vigi+断路器等,均具备高分断和应对严酷环境的能力,可为高规格电力应用提供出色的保护和服务连续性。此外,以施耐德电气的Vigi系列为代表的漏电保护器(RCD)家族,能够根据用户需求与各种断路器产品进行模块化整合,给用户带来预智化的安全守护体验。

Masterpact MTZ空气断路器


全新一代ComPacT NSX塑壳断路器


iC65N Vigi+ 漏电保护断路器


Vigi iC65 剩余电流动作保护装置

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Vigirex 漏电故障保护继电器


ComPacT Vigi 漏电模块

电弧故障检测装置

施耐德电气AFDD- iARC电弧故障保护装置采用高质量材料制造,可安装在绝大多数配电箱的 DIN 导轨上,通过持续分析大量的电气参数,可检测出会引发电气火灾的故障电弧,并可在火焰出现前自动切断被保护电路,有效降低火灾风险;此外,施耐德电气万高的 WAFD 故障电弧探测器同样拥有卓越性能,符合 GB14287.4-2014 标准,可在 -10°C 到 40°C 的温度下正常工作,精准判别故障电弧和工作电弧,更安全灵活,全方位智能监控,有效降低由故障电弧带来的安全隐患。

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AFDD- iARC电弧故障保护装置

环节二:用电设备

电机控制与保护系统

在电子、工业、商业建筑等建筑中,由于要保持高效生产或持续控温,高负荷运转的电机无处不在,因此确保电机不因温度升高或其他原因发生故障,引发火灾,成为很多企业在安全方面考虑的重点。

施耐德电气TeSys GV系列电动机断路器和TeSys D系列电动机继电器兼顾可靠性与易用性,并拥有独特的脱口机构,在安全的基础上,为客户提供了高分断、长寿命、多功能的电动机保护方案,并预留设计变更空间。值得一提的是,施耐德电气还将在今年发布全新一代TeSys Giga系列和TeSys Deca系列数字化电机控制与保护系统,两个产品系列均采用升级外壳材质,具备更加优异的耐火性能表现。

TeSys GV系列电动机断路器


TeSys D系列电动机继电器

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全新TeSys Giga 系列产品

环节三:供配电设备

中低压成套开关设备

各类中低压元器件往往需要集成于开关柜之中,通过连接共同发挥作用,因此,为了防止电气火灾因各类原因而发生,可靠的中低压配电成套设备也是各类场所中所必需的。

在低压领域,施耐德电气全新一代BlokSeT、Okken、PrismaSeT系列预智低压成套设备,可实现包括持续热监测在内的多种功能预制化搭载,集安全细节设计于一身,给用户带来全方位的数字化监测和安全守护。

新一代预智低压成套设备 BlokSeT


新一代预智低压成套设备Okken


新一代预智低压成套设备PrismaSeT

在中压领域,施耐德电气打造了PremSet中压开关柜,能够通过搭载包括Easergy TH110 自供电无线传感器、Easergy MiCOM P3 继电保护装置、Vamp系列电弧光保护装置等在内的多款模块化配件产品,实现柜体内部的电缆连接热数据监测和弧光防护,全方位杜绝电气火灾事故的发生。值得一提的是,该产品还是全球为数不多采用屏蔽式固体绝缘技术的开关设备。运用此创新技术的开关设备,在工作时表面不会产生电场分布,因此不会因环境影响导致固体绝缘表面老化,大大降低了内部燃弧风险,给运维人员带来了更加环保且安全的操作体验。

PremSet中压开关柜


Vamp系列电弧光保护装置


Easergy TH110 自供电无线传感器


Easergy MiCOM P3 继电保护装置

环节四:系统监控

持续热监测

施耐德电气PowerLogic Thermal Tag系列无线温度传感器,适用于对各种关键现场连接进行持续热监测,例如电缆和汇流排连接。通过搭配EcoStruxure电能管理专家和EcoStruxure配电SCADA运营系统等边缘控制软件,可开展集中式监测系统进行持续数据记录和可视化,实现实时数据监测、预警及事件报警、提醒操作员、趋势可视化和历史报告,全面规避因温升带来的火灾风险。

TH200M无线多相温度传感器(三相及N相测温)


TH150S无线单相温度传感器

TH150M无线多相温度传感器(三相测温)

剩余电流检测系统

在潮湿和粉尘污染的环境中,相线和地线之间的绝缘失效可能会导致电弧故障,尽管此电弧故障的密度较低,但仍然足以引起火灾。一些测试表明,即便是300mA的微小电流亦有引发火灾的风险。

施耐德电气的绝缘监测装置(IMD)能够实现对系统绝缘电阻和泄漏电容的永久测量,以及当系统的绝缘电阻下降至低于设定阈值时发出预防性报警。利用施耐德电气解决方案Vigilohm和EcoStruxure架构与平台软件,当绝缘故障定位指示器(IFL)与绝缘监测装置相结合时,诊断速度会得到加快,因为它能够实现:对每条独立支路/馈线的绝缘电阻和泄漏电容进行永久测量;当某条支路的绝缘电阻降低至设定阈值以下时发出报警,以便采取纠偏措施;利用系统软件在图表、趋势分析和报告中对漏电电流或电阻可视化,从而实现持续的绝缘监测。

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Vigilohm 绝缘监测装置

电气火灾监控系统

施耐德电气的 WEFP 电气火灾监控系统符合国家标准 GB14287-2014,通过国家消防电子产品质量监督检验中心认证并获得 CCCF 证书,可对剩余电流、异常温升、故障电弧、过电流、过电压进行监测;精度高,响应快速,通讯距离长;主机具备主备电源自动切换功能;可集成仪表监测功能,降低多系统设计复杂性,同时节省项目整体成本,而且操作便捷;可充分考虑系统自然泄漏电流,具备固有漏电补偿功能,同时考虑工业环境复杂性,设计为传输数字量信号,可有效降低系统误报警。

集成数字化软件

连接故障同样是引发电气火灾的高发原因,因此,除要保障接头按规定铰接、导线用绝缘胶布包裹、电气设备出线要用铜铝过渡接头等绝对的规范操作外,对于防范因此类问题引发的火灾,还要加强对线路等方面的实时监测,一旦发现异常,及时进行处理。

施耐德电气在此方面除具有体系化的培训,还可基于 EcoStruxure 架构与平台提供从互联互通的产品,到边缘控制,再到应用、分析与服务层面的一系列更具数字化的软硬件及专业化服务,更全面地防范火灾地发生。比如施耐德千里眼运维专家(EcoStruxure Facility Expert),可以实时查看配电设备运行状态,并进行预防性维护和故障报警;千里眼资产顾问(EcoStruxure Asset Advisor),能够基于云架构及大数据分析能力,充分发掘数据价值,从诊断项目部署到服务关系对接,从专业缜密的推送方案到细致完整的设备设施健康报告。又还有PME电能质量管理软件可以实现绝缘监测状态实时数据显示,针对绝缘故障、故障位置(各馈线)和互感器电气故障等事件进行报警。

此外,施耐德电气还推出了EcoStruxure Power Device 中低压应用程序,这款专为运维人员近场作业打造的应用程序,可通过NFC连接的方式帮助运维人员在设备现场收集由 Masterpact MTZ 断路器反馈的数据。即使是在无电源或脱扣情况下,它仍能从测量或保护设置中获取关键数据实现本地监控,也可以在设备发生断电时,快速恢复供电,减少设备停机时间,实现全天候高效设备管理服务。

电气火灾的预防是一个系统工程,我们不仅要高度重视电气火灾预防工作,制定积极措施,还要确保电气设备的安全、电能的有序供应,从而保障人们的生命与财产安全。施耐德电气从选型设计到安装再到工艺,考虑到产品的每一个细节,严格按照标准和流程执行,致力于为客户提供可信的产品、可控的操作,打造更加安全的电气环境。无危则是安,无损则为全。希望大家都可以增强电气火灾防范意识,为自己,为他人,为美好社会的明天而努力!


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