建筑群内电气线路引起火灾常见情况分析

酆昆

摘 要：在人民的日常生活、工作和生产中，重视安全用电，特别是消除建筑群内电气线路火灾隐患，对保证经济的健康发展、人民的生命财产安全具有极其重要的意义。同其他火灾一样，建筑群内电气线路火灾的发生也需要具备三个条件：氧气、可燃物质和火源。电气线路不正常连接产生的高温、电弧以及电火花构成火源，特别是人物集中的大型娱乐场所，一但发生电气火灾，将会造成严重伤亡，所以文章对建筑群内电气线路引起火灾常见情况分析讨论，有非常重要的参考意义。

关键词：电气火灾；建筑；接触不良；分析

中图分类号：TU892 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）20-0042-02

Abstract： In the daily life， work and production of the people， it is of great significance to pay attention to the safe use of electricity， especially to eliminate the hidden danger of fire in the electrical lines in the building complex， which is of great significance to ensure the healthy development of economy and the safety of people's life and property. Like other fires， three conditions are required for the occurrence of electrical circuit fires in buildings： oxygen， combustible materials and fire sources. The high temperature， electric arc and electric spark produced by the abnormal connection of the electrical circuit constitute the source of fire， especially in the large entertainment places where the characters are concentrated. If there is an electrical fire， it will cause serious casualties. Therefore， this paper has a very important reference significance for the analysis and discussion of the common fire caused by the electrical circuit in the building complex.

Keywords： electrical fire； building； poor contact； analysis

引言

建筑群內电气线路的火灾原因主要概括为短路（接地故障）、长时间过负荷、接触不良，常见的发生在线芯和线芯之间，线芯和设备之间，插头和插座之间等两个导体之间的接触如果存在较厚的氧化膜或杂质，则形成的接触电阻过大，通过工作电流时的局部温度过高，而温度过高又致使氧化膜增厚，这样正反馈引起的热量足以融化线路绝缘，造成短路电气火灾，如果接触处连接不紧密而存在空隙，则电流通过时伴随火花的发生，局部温度可达到数千度，能直接引起火灾。

引发重特大电气火灾最多的是线路（即电线或电缆），所占百分数高达52.0%，可见电气线路是电气火灾中的多发位置。电气火灾的起火原因多为短路、过负荷、接触不良、过热、漏电等故障性电气火灾，其相加所占比例达到73%，其中，短路是引发重特大电气火灾最严重的故障形式，所占百分比高达42%。接触不良和长期过负荷紧跟其后，在火灾总数中亦占有12.16%和14.19%的比例。

1 火灾统计

本文所称建筑火灾电，专指工频50Hz，电压220V交流线路所发生的电气火灾。大量火灾统计资料表明我国电气火灾无论是在火灾原因还是在火灾直接经济损失方面多年来都处于各类火灾统计数的首位。有资料表明，1999年中国发生电气火灾的次数比10年前翻了一番，高达1×104多次，电气火灾总数占据了各类火灾事故的30%，到了2002年，该比例上升为35%以上。这其中接头接触不良引发的火灾占了相当的比例。

本文对低压电气火灾的危害进行了相关分析，对积极推广目前低压配电系统在线监测系统和线路保护研究的必要性和紧迫性，其中对于低压线路在线监测的空白——线路接触不良监测进行了相关介绍，线路接触不良放电在目前现有的线路保护装置中无法被检测到，因此本文开展低压线路接触不良基础理论研究具有重要的意义。

2 火灾接触不良试验模拟

本课题研究对象为低压220V线路居民用电中导线接头部位接触不良，试验电压为220V，试验电流控制在15A以下，所接负荷为阻感负荷，电路中以电阻器和电感线圈串联的形式实现。针板模型分别放置在火线和零线上，局部放电检测仪信号采集端连接在火线进线端。具体试验原理图如图1。

放电发生及其潜在影响因素的模拟：

线路发生接触不良放电往往具有很大的偶然性，放电位置可能因为安装质量或者其它系统内部原因而千差万别，但该类放电一旦发生则具有相同的特点：放电量微弱、持续时间久和放电位置隐蔽。针对以上特点可对放电位置进行宽泛的火线放电和零线放电模拟，即分别将接触不良针板模型放置在火线和零线上模拟低压线路接头部位出现接触不良。在火线和零线上分别进行试验时，接触不良针板模型的针电极和板电极均固定，通过旋转微分头来改变针板电极间的接触情况来发生放电。

鉴于接触不良影响因素多种多样且各因素交织影响，本课题研究对拟定的若干影响因素进行主要研究分析。目前确定的研究对象有不同类型的接触、间隙大小、负荷类型和负荷大小。

不同类型接触是对接触状况的一个笼统描述。实际的接触并非是某一种接触状况可以概括，本文提出用点面、线面和面面接触来宽泛的概括各种相对接触的典型类型。通过更换所订制的不同形状的微分头可进行相关模拟试验，用千分尺对微分头尖头进行测量估算出其接触面积，从而达到对接触类型进行定量研究。

导体间接触往往并非是全面无间隙接触，其接触面在达到一定有效接触面积的同时也存在着微弱的空气接触间隙，该接触间隙是造成间隙放电的主要影响因素之一。通过调整接触不良针板电极的接触压力可以准确的调制出精确度为0.01mm的空气间隙。

负荷类型即是所接负荷的电气特性，如：阻性、感性和容性。在低压配电系统中以功率因数来表述接入系统负荷的性质。低压配电系统一般为阻感性负荷，在抽象成试验电路时可用电阻和电抗器串联搭配来表示。通过改变串联电阻和电抗器的数值即可改变功率因数的大小，功率因数的变化在一定程度上即可反应负荷类型变化的情况。

负荷大小顾名思义为负荷类型不改变的情况下线路接入负荷数量的情况。本课题研究在电网规定的功率因数范围内通过调整试验电路中接入电阻的大小来改变试验电流，以试验电流的变化来量化负荷大小的变化情况。

3 接触不良

从线路接触不良最终的表现形式上可将接触不良按照导体初始接触部位是否存在空气间隙可分为无间隙接触不良和有间隙接触不良。无间隙接触不良即导体连接处接触状况差，该种接触状况虽能承担一定的电流导通能力，但无法长期承担接触两端任一端导体的额定载流量。有间隙接触不良是指在导体接触面上存在一定的空气间隙或者接头处因长期氧化接触面松动而出现一定的接触间隙的接触情况。两种类型的接触不良都能在一定程度上维持线路的正常供电，但由于其接触电阻值均高于正常接触电阻值，长期运行后接头处都会产生较大的热量而最终造成线路运行异常。

造成接触电阻过大的原因：

（1）安装质量不合格：安装质量差常造成导线与导线以及与电气设备连接点处连接不牢。

（2）导线连接处不够清洁：接触面常见污物如氧化层、泥土、油污等。

（3）导体连接处受物理因素影响：接头处长期受外界震动或冷热变化影响，都将使接头松动。

（4）铜铝导体不恰当连接；若铜铝接头处理不当，在电腐蚀作用下接触电阻会出现很快增大。

4 模拟结果

通过试验对两种信号检测设备检测到的信号分析，其中两种设备分别是数字存储示波器和局部放电检测仪。采用数字存储示波器作为检测工具的试验只进行定性的分析不做定量的研究，所以检测数据均以.BMP图片格式保存。对试验中存储的图片进行图形比对分析，大致确定接触不良放电发生时的放电规律，如放电位置不同的差别、检测位置不同的差别和导电距离不同的差别。采用局部放电检测仪可得到发生接触不良放电时电压波形中放电量、平均放电量、放电次数和相位的关系。对每一次放电记录文件中的最大放电量，平均放电量、放电次数和放电频发相位列表记录，并绘制出数据变化曲线，通过相关参量统计值的曲线走势可归纳该组试验的特征量的规律变化。

5 结论

接触不良放电时火线电压波形上存在放电多发区域，放电多發区域的相位区间是0°～20°、40°～80°、100°～140°、160°～200°、220°～260°、280°～320°、340°～360°，该相位分布规律不随放电所在位置（火线或者零线）、接触类型、接触间隙、负荷性质、负荷大小的不同而发生放电区域相位偏移或者缺失。

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