常见低压线路过载火灾的成因、认定及预防分析

王荣社（河南省特种设备安全检测研究院鹤壁分院,河南 鹤壁 458030）

常见低压线路过载火灾的成因、认定及预防分析

王荣社
（河南省特种设备安全检测研究院鹤壁分院,河南 鹤壁 458030）

摘 要：电气故障中，能导致火灾的原因主要有短路、接触不良、漏电和过载。其中，过载是较为难以认定和预防的一种故障。某情况下通过指定线路电流超过其安全载流导致的线路高温是过载的主要表现。而过载会导致线路的老化和破坏，进一步加剧短路、接触不良和漏电等故障的风险，因此，对过载故障引起的火灾成因、认定和预防是一个较为重要的工作。

关键词：过载；火灾；线路高温

1 过载引起火灾的危险性分析

目前我国的低压线路的材料主要以单芯电线为主，金属导体介质以铜、铝居多，外附绝缘层和保护层。绝缘层和保护层的材料主要有聚乙烯、氯丁橡胶以及较为少见的天然橡胶。均具有热不稳定性。常规情况下，通过线材的电流不超过其涉及范围，且有合理冗余，线路发热情况不明显，则其老化也非常缓慢。一旦线路过载，导体迅速升温，但在一定范围并不直接引起火灾，只是加速绝缘层的老化速度，带来长期隐患，极端情况下严重过载才会直接引起火灾。下表引用了1-6mm²在安全电流不同倍数的情况下的发热量。（I为该线材安全载流，横截面单位mm²，温度单位℃）

表1

从表1中我们可以看到，截面越大的线材承受过载的能力越强，但小截面的线材电流超过额定电流两倍以上即达到绝缘层的燃点（350℃左右）。即视为有较大概率引发线路明火。

2 过载引起的火灾认定依据分析

线路过载火灾的最基本特征是：过载现象将出现在整个电流通路中。而短路、接触不良和漏电的高温特征区主要集中在故障局部。

过载火灾的取证要延伸到场外线路。判断未被烧毁或破坏较为轻微的线路进行分析，包括导线、导线与导线的接头、配电盘中控制起火回路的保护装置和接头的状态。常见认定依据分宏观和微观两个方向。

宏观上，未燃烧导线会因过载导致绝缘层变色、起泡；绝缘层内侧焦灼（橡胶材料绝缘层现象更加明显），松弛、脱离等；长时间过载表现为绝缘层的碳化。而金属纤芯部分，由于整个导线被长期加热，达到融化温度会导致未过火导线在多处熔断，形成断节和相对位移。铜质导线还可能出现少量熔融飞溅。铝芯导线在过载后引起整条线芯都分布有流淌痕的现象。

微观上，导线过载会导致除绝缘层燃烧外还会产生过热熔断，在熔断点留下的熔痕的形状也是判断是否为过载引起火灾的重要依据。

调查现场须查明如下方面：

（1）确认回路负载可能出现的最大值以及回路设计容量，并现场勘查线路截面大小是否符合要求。据此，判断负载匹配关系，确认是否设计失误导致过载；（2）查明电气设备启动的频次、总台数和连续负载时间；（3）查明回路中是否含有大量如气体放电灯之类的非线性负载设备；（4）查明是否可能出现三相不平衡；（5）查明布线位置时候被长期积压，导致线路散热出现阻碍。

取证过程如下：（1）提取断面熔痕；（2）提取线路连接处的元件。过载导致的线路升温往往在连接处更加强烈，尤其是铝芯线路；（3）靠近火场提取未过火导线2-5米。

3 线路过载的预防简要

过载保护和短路保护有相似之处，即在线路电流超过安全载流时，在协议时间内切断电路，以避免线路进一步升温导致明火。

（1）根据电气设备要求设计载流，选取合适的线路并设计1.5-2.5倍冗余。

（2）过载保护设备动作应符合：

其中：

IB为回路载流（A），In为保护器熔断的额定电流（A），Iz为线路安全载流，I2为保证保护器能进行有效动作的电流。当保护器为低压断路器时，I2为协议时间内的协议电流，当保护器为熔断器时，I2为熔断电流。

与此同时，过载保护使用低压断路器时，In/Iz不大于1，使用熔断器则依据下表规定：

需要注意的是，上述两种保护器均不适用长期小幅过载的情况，如过载电流长期处于设计容量的1-1.2倍。这种情况应定期检查线路，采用重新设计容量的方式来进行预防；（3）专人负责线路，并做好交接工作，避免一条线路多次改造多处接入不可控负载的情况；（4）将谐波电流考虑在内，适当加大设计载流；（5）定期检查线路工作温度。

4 总结

从我国目前的线路技术和施工水平来看，低压线路的过载引发火灾不可能完全避免，在预防上与短路、接触不良、漏电等因素应统筹考虑，避免反复。出现问题后的处理不仅涉及电气电路知识，还包括材料学和燃烧学等学科，需电气工作者进一步拓展知识结构，安全生产的主要因素还是以人为本。

参考文献：

[1]王厚余.电气线路火灾综论[J].电气工程应用,1994（02）

[2]聂炎如.建筑物电气线路安装使用维护中的九大人为误区[J].安全与健康,2003（09）

作者简介：王荣社（1987—），男，河南鹤壁人，工学学士，初级（助理工程师），研究方向：电气工程及其自动化。