几起电缆槽内电缆短路火灾的调查与分析

张一军

(温州市消防支队，浙江 温州 325000)

几起电缆槽内电缆短路火灾的调查与分析

张一军

(温州市消防支队，浙江 温州 325000)

生产企业普遍在电缆槽内敷设电缆，电缆槽对电缆起到了保护作用。但长期以来，人们忽视了在有振动源存在的环境下，用支吊架安装的电缆槽槽口与电缆之间会长时间振动摩擦，造成绝缘层破损引起短路。介绍了几起电缆槽内电缆短路火灾的调查情况，分析电缆槽内电缆因滴水效应造成绝缘层破裂发生短路并引发火灾之原因，提出预防对策。

火灾调查；痕迹物证；电缆槽；短路

电路短路是引起火灾的一种常见原因，造成短路的因素有多种，如：绝缘老化、机械损伤、保护层腐蚀、超压击穿、绝缘受潮、绝缘物流失、电缆材料缺陷等[1-2]。其中绝缘层长时间受外力磨损造成破裂是一种容易被人忽视而不应小觑的因素，因此原因引发短路造成较大经济损失或人员伤亡的火灾屡有发生。2013年5月31日，中国储备粮管理总公司黑龙江分公司林甸直属库发生火灾事故，造成80个粮囤、揽堆过火，直接经济损失307.9万元。经调查，事故直接原因是：粮库作业过程中，皮带式输送机在振动状态下电源导线与配电箱箱体孔洞边缘产生摩擦，导致电源导线绝缘皮破损漏电并打火，引燃可燃物苇栅和麻袋，并蔓延至其他79个粮囤、揽堆货位的苇栅苫盖物[3]。笔者对近年来发生在温州的生产企业电气线路故障火灾进行了分析，发现有三起电路短路的火灾都是因电源线长时间振动摩擦造成绝缘层破损而引发，起火点均在用支吊架安装的电缆槽接缝处，且起火点附近的内外界环境接近，事故原因如出一辙，具有非常典型的教育意义。

1 火灾基本情况

1.1 倚丽格鞋业有限公司“7·23”火灾

2012年7月23日11时许，温州瑞安市浙江倚丽格鞋业有限公司第一层车间(如图1所示)发生火灾，过火面积约2 000 m2，烧毁机器、原料、半成品鞋、成品鞋等，无人员伤亡。起火建筑地上5层，钢筋混凝土结构，建筑面积约7 000 m2，2011年2月投入使用，第三层为仓库，其余各层均为车间。

1.2 瑞龙电镀有限公司“5·14”火灾

2014年5月14日4时许，温州瑞安市瑞龙电镀有限公司发生火灾，过火面积约2 200 m2，烧毁电镀流水线等物品，造成1人死亡，2人受伤。起火建筑主体为“一”字形，地上4层，钢筋混凝土结构，第一层至第四层均为电镀生产车间(瑞龙电镀有限公司位于第三层，如图2所示)，建筑面积约5 000 m2。建筑物四周均为道路。

1.3 环球鞋业有限公司“10·8”火灾

2014年10月8日22时许，温州瑞安市环球鞋业有限公司1号生产车间发生火灾，过火面积约1 900 m2，烧毁机器、鞋原料、半成品鞋、成品鞋等物品，无人员伤亡。起火建筑主体地上4层，钢筋混凝土结构，建筑面积约8 000 m2，2005年投入使用，第一层至第四层均为制鞋生产车间。如图3所示。

图2 瑞龙电镀车间平面图

图3 环球鞋业1号车间平面图

2 火灾调查情况

2.1 倚丽格鞋业有限公司“7·23”火灾调查情况

2.1.1 调查访问

火灾发生后，调查人员走访相关人员，制作询问笔录21份。经过调查了解到：工人赵某、黄某某起火前在第一层车间内听到“砰”的一声，过一会儿，发现车间东南侧压底区域南往北数第二台液压机上有约20 cm高的火焰，当时其他地方还没有火；工人徐某某、黄某某、王某某回厂时发现第一层东南侧压底区域的中间靠窗部分烟很大，赶紧接消火栓灭火，但没有灭掉；门卫林某某、工人吴某，发现第一层东南侧压底区域有明火，拿灭火器灭火但没有灭掉；公司股东吴某某，路人杨某某、贾某某，反映起火前未发现有可疑人员；股东吴某、车间负责人杨某某、生产线组长欧阳某，反映下班后车间电源总闸不关。

2.1.2 现场勘验

车间第一层东侧外墙由南往北数第三个、第四个窗户外墙烧毁严重，抹灰层脱落，相邻的窗户基本完好。第三个、第四个窗户分别与车间压底区由南往北数第一台和第二台液压机相对应；压底区共5台液压机，由南往北数第一台至第三台液压机控制柜烧毁严重，第五台液压机控制柜基本完好；第一台液压机油盖烧损程度北重南轻，第二台液压机油盖完全烧毁，第三台液压机油盖烧损程度南重北轻。

在第二台液压机上方，距车间东窗0.5 m、南墙25.6 m，高3.75 m处发现电缆槽接缝，电缆槽材质为镀锌钢板，槽内有一根多股铝导线熔断，接缝两侧的电缆槽槽口均被击穿，形成2个“U”字形缺口。调查人员对电缆槽的其他槽段进行检查，均未发现有破损口或类似的电击穿缺口。

在电缆槽缺口周围使用剩磁仪进行测量，电缆槽缺口北侧1 m的电缆支架为0.02 T，电缆槽下方有一排风机，排风机内电机0.02 T，排风机外壳0.20 T，排风机上方的支架(距缺口距离0.6 m)0.78 T。提取电缆槽缺口及熔断电缆熔痕进行金相分析，鉴定为电熔痕，如图4和图5所示。综上，该电缆槽口下方为起火点。

2.2 瑞龙电镀有限公司“5·14”火灾调查情况

2.2.1 调查访问

火灾发生后，调查人员走访相关人员，制作询问笔录6份。经过调查了解到：5月14日约4时35分左右，工人祝某发现瑞安市电镀工业园19幢第三层瑞龙电镀有限公司车间南侧中间的位置起火；约4时45分左右赶到现场的钱某某发现第三层南侧中间的位置有火冒出来，而其他位置和楼层尚未发现有火。

图4 电缆槽缺口熔痕的金相组织

图5 电缆熔痕的金相组织

2.2.2 现场勘验

瑞龙电镀有限公司车间距西墙27.9 ～35 m、距南墙2 m处的顶棚过火烧损，表层水泥脱落钢筋裸露，水泥脱落情况向四周逐渐减轻，该处顶棚下方设有电镀生产流水线升降设备及升降马达。距南墙2 m处流水线下方电镀槽塑料槽体严重烧损，仅底部残留，距西墙31～34.2 m处残留高度最低，距西墙31 m处向西、距西墙34.2 m处向东，残留塑料槽体逐渐升高。

电镀流水线上方有电缆槽塌落于电镀槽内，电缆槽材质为镀锌钢板，如图6所示。图7为起火前的电镀流水线。在距西墙31 m、南墙3 m处有电缆槽接缝，接缝处的槽口被击穿形成“U”字形和圆形缺口各一个，上有一根多股铝导线粘连，缺口下侧有突出的金属附着物，缺口周边存在多处被击穿形成的凹坑，凹坑上附着铝制金属残留物。车间内空气开关、断路器、总闸均处于开启状态。调查人员对电缆槽的其他槽段进行检查，均未发现有破损口或类似的电击穿缺口。综上，该电缆槽口下方为起火点。

图6 电镀流水线上方塌落的电缆槽

图7 起火前的电镀流水线

2.3 环球鞋业有限公司“10·8”火灾调查情况

2.3.1 调查访问

火灾发生后，调查人员走访相关人员，制作询问笔录13份。经过调查了解到：保安徐某、徐某某、杨某某，大约在22时50分左右发现第一层车间与北侧简易棚之间的海绵堆垛上有脸盆大小的火焰，当时其他地方还没有火；工人叶某某、路人计某某、路人王某某，约23时左右从北侧道路上看到第一层北侧简易棚内中间偏西的地方着火，其他地方尚未发现有火。

2.3.2 监控摄像

火灾发生后，调查人员提取并查看了该公司的监控摄像，其中简易棚西侧的摄像头记录了起火过程：22时34分42秒左右出现电闪光，22时42分左右出现明火，22时56分左右火势变大开始蔓延，如图8～图10所示。

2.3.3 现场勘验

1号生产车间第一层烧损最为严重，第二层往上逐渐减轻。车间北侧钢结构简易棚烧损坍塌，简易棚烧损程度南重北轻、中间重东西两侧轻。第一层车间内的海绵堆垛等原材料烧损程度北重南轻。

车间北侧距西墙17.6 m处有一电缆槽，材质为镀锌钢板，用支吊架安装，电缆槽上方顶棚处烧损严重，抹灰层基本脱落。距南墙15.2 m、西墙17.6 m，高4.1 m处有电缆槽接口，该处发现有一根多股铜导线熔融，钢质槽口处被击穿形成“U”字形缺口。调查人员对电缆槽的其他槽段进行检查，均未发现有破损口或类似的电击穿缺口。综上，该电缆槽口下方为起火点。

图8 22时34分42秒

图9 22时42分许

图10 22时56分许

3 起火原因分析

3.1 相似点

3.1.1 电缆槽

倚丽格鞋业有限公司、瑞龙电镀有限公司电缆槽内敷设的电缆为多股铝导线，环球鞋业有限公司电缆槽内敷设的是多股铜导线，均为动力电缆。三家企业的电缆槽材质相同，都是镀锌钢板，且都用支吊架进行安装，槽段之间有接缝，短路点均在电缆槽的接缝处，该处槽口的镀锌钢板被电弧击穿，形成“U”形或圆形缺口，如图11～图13所示。

图11 倚丽格鞋业电缆槽口

图12 瑞龙电镀电缆槽口

图13 环球鞋业电缆槽口

3.1.2 起火点附近存在振动源

这三起火灾均发生在厂房内。倚丽格鞋业有限公司起火点在压底车间区域，工人反映压底机、液压机在使用时有很大的振动感。瑞龙电镀有限公司起火点下方有电镀生产流水线升降设备及升降马达，环球鞋业有限公司起火点附近有冲裁机，使用时均会产生较大的振动。

3.2 原因分析

电缆槽用支吊架安装，因此当附近的振动源机器开启时，电缆槽及槽内的电缆随之振动。因槽内的动力电缆存在一定的自重，加之电缆槽槽段之间存在接缝，接缝处的电缆长时间与金属槽口摩擦，绳锯木断，水滴石穿，接缝处的电缆绝缘层被磨损破裂，造成电缆与金属电缆槽之间短路放电，高温电弧击穿电缆槽形成缺口，同时电火花掉落到电缆槽下方，引燃可燃物蔓延成灾[4]。

4 预防对策

4.1 完善电缆槽安装标准

当前，生产企业普遍用支吊架安装电缆槽，敷设电缆，现行的国家规范、行业标准对电缆槽的接地、防腐、荷载等提出了明确的要求，而对电缆槽的防振动规定不详，仅中国机械工业联合会主编的《低压配电设计规范》(GB 50054—2011)第7.6.1条第1项规定，电缆路径的选择，应使用电缆不易受到机械、震动、化学、地下电流、水锈蚀、热影响、蜂蚁和鼠害等损伤[5]。相关的国家规范、行业标准均提出电缆槽的直线段应预留伸缩缝，伸缩缝处的防振动处理也无明确规定。

因此，要完善电缆槽安装的技术标准，充分考虑到存在振动源的环境下，电缆槽内的电缆受到滴水效应的影响导致绝缘层破损的因素，预防电缆绝缘层破损与金属电缆槽之间产生短路放电。如：在条件允许的情况下，可以采用玻璃钢槽体、铠装电缆等替代金属槽体和电缆线[6]；在电缆槽的接缝处和伸缩缝处，使用承插式接头、接缝盖板等进行保护。

4.2 安装智慧式用电安全管理系统

采用物联网技术，安装智慧式用电安全管理系统，对用电安全隐患进行监管。在企业用户的配电柜安装用电安全智能传感终端，实时采集配电柜、二级箱柜、末端的配电箱等各关键节点的剩余电流、电流和温度等参数，同时探测多路、多种类型传感数据，通过长期运行，采集剩余电流、导线温度和电流的数据变化，实时捕捉瞬间漏电流变化，并通过网络把以上数据传输到用电安全管理服务平台。管理服务平台有实时监测、异常数据报警、数据记录及统计、电气线路安全隐患分析等功能，及时发现用电安全隐患并进行处理。通过智慧式管理降低电气线路故障引发火灾的概率[7]。

4.3 加强企业的日常管理

严格落实企业消防安全管理制度，及时发现违反消防安全的行为和用电安全隐患。前述三起火灾事故，虽有不可预测的自然因素，但也存在管理不当的人为因素，倚丽格鞋业有限公司的股东及管理人员反映，该公司下班后，车间内的电源总开关均不关闭。现场勘验时，发现瑞龙电镀有限公司车间内空气开关、断路器、总闸均处于开启状态。起火车间内堆满可燃物品，到处都是引火源。这三家企业，由于电路存在缺陷，加上管理方面的疏忽，最后酿成大灾。因此，企业要提高自身的管理水平，制定严格的工作制度，防患于未然。

[1] 雷瑞军，马玄.电气火灾统计分析研究[J].武警学院学报，2014，30(6):15-17.

[2] 崔文平.电力电缆常见故障分析及处理[J].科技资讯，2013，(6)：133.

[3] 中储粮黑龙江分公司林甸直属库“5·31”火灾事故调查报告[R].2013.

[4] 耿惠民.火灾原因调查案例集[M].天津：天津科学技术出版社，2010：329.

[5] GB 50054—2011，低压配电设计规范[S].

[6] 任长宁，谢炜.美国电气火灾防控经验之借鉴[J].消防科学与技术，2012，31(12)：1345-1349.

[7] 隋虎林，范玉峰.消防物联网技术体系研究[J].消防科学与技术，2012，31(11):1182-1185.

(责任编辑 李 蕾)

The Investigation and Analysis of Several Fires Caused by Cable Short-circuit in Cable Groove

ZHANG Yijun

(WenzhouMunicipalFireBrigade,ZhejiangProvince325000,China)

Enterprises usually lay cables in the cable groove, and the cable groove is of protective effect to cables. But for a long time, the presence of the environment of vibration is ignored, and the installation of the support and hanger of steam-water with slits between the cables and cable trays, vibration grinding resulting in damage to insulation lays cause a short-circuit. This paper introduces several cable groove cable short circuit fire investigations, analyzes the installation of cable slots with steam-water caused by dripping effect, resulting in a short-circuit insulation breakdown, and the causes of the fires, and puts forward some prevention countermeasures.

fire investigation; trace evidence; cable groove; a short circuit

2015-09-28

张一军(1978— )，男，浙江金华人，助理工程师，硕士。

X928.7

A

1008-2077(2015)12-0092-05