常見低壓線路過載火災的成因、認定及預防分析

王榮社（河南省特種設備安全檢測研究院鶴壁分院,河南 鶴壁 458030）

常見低壓線路過載火災的成因、認定及預防分析

王榮社
（河南省特種設備安全檢測研究院鶴壁分院,河南 鶴壁 458030）

摘 要：電氣故障中，能導致火災的原因主要有短路、接觸不良、漏電和過載。其中，過載是較為難以認定和預防的一種故障。某情況下通過指定線路電流超過其安全載流導致的線路高溫是過載的主要表現。而過載會導致線路的老化和破壞，進一步加劇短路、接觸不良和漏電等故障的風險，因此，對過載故障引起的火災成因、認定和預防是一個較為重要的工作。

關鍵詞：過載；火災；線路高溫

1 過載引起火災的危險性分析

目前我國的低壓線路的材料主要以單芯電線為主，金屬導體介質以銅、鋁居多，外附絕緣層和保護層。絕緣層和保護層的材料主要有聚乙烯、氯丁橡膠以及較為少見的天然橡膠。均具有熱不穩定性。常規情況下，通過線材的電流不超過其涉及范圍，且有合理冗余，線路發熱情況不明顯，則其老化也非常緩慢。一旦線路過載，導體迅速升溫，但在一定范圍并不直接引起火災，只是加速絕緣層的老化速度，帶來長期隱患，極端情況下嚴重過載才會直接引起火災。下表引用了1-6mm2在安全電流不同倍數的情況下的發熱量。（I為該線材安全載流，橫截面單位mm2，溫度單位℃）

表1

從表1中我們可以看到，截面越大的線材承受過載的能力越強，但小截面的線材電流超過額定電流兩倍以上即達到絕緣層的燃點（350℃左右）。即視為有較大概率引發線路明火。

2 過載引起的火災認定依據分析

線路過載火災的最基本特征是：過載現象將出現在整個電流通路中。而短路、接觸不良和漏電的高溫特征區主要集中在故障局部。

過載火災的取證要延伸到場外線路。判斷未被燒毀或破壞較為輕微的線路進行分析，包括導線、導線與導線的接頭、配電盤中控制起火回路的保護裝置和接頭的狀態。常見認定依據分宏觀和微觀兩個方向。

宏觀上，未燃燒導線會因過載導致絕緣層變色、起泡；絕緣層內側焦灼（橡膠材料絕緣層現象更加明顯），松弛、脫離等；長時間過載表現為絕緣層的碳化。而金屬纖芯部分，由于整個導線被長期加熱，達到融化溫度會導致未過火導線在多處熔斷，形成斷節和相對位移。銅質導線還可能出現少量熔融飛濺。鋁芯導線在過載后引起整條線芯都分布有流淌痕的現象。

微觀上，導線過載會導致除絕緣層燃燒外還會產生過熱熔斷，在熔斷點留下的熔痕的形狀也是判斷是否為過載引起火災的重要依據。

調查現場須查明如下方面：

（1）確認回路負載可能出現的最大值以及回路設計容量，并現場勘查線路截面大小是否符合要求。據此，判斷負載匹配關系，確認是否設計失誤導致過載；（2）查明電氣設備啟動的頻次、總臺數和連續負載時間；（3）查明回路中是否含有大量如氣體放電燈之類的非線性負載設備；（4）查明是否可能出現三相不平衡；（5）查明布線位置時候被長期積壓，導致線路散熱出現阻礙。

取證過程如下：（1）提取斷面熔痕；（2）提取線路連接處的元件。過載導致的線路升溫往往在連接處更加強烈，尤其是鋁芯線路；（3）靠近火場提取未過火導線2-5米。

3 線路過載的預防簡要

過載保護和短路保護有相似之處，即在線路電流超過安全載流時，在協議時間內切斷電路，以避免線路進一步升溫導致明火。

（1）根據電氣設備要求設計載流，選取合適的線路并設計1.5-2.5倍冗余。

（2）過載保護設備動作應符合：

其中：

IB為回路載流（A），In為保護器熔斷的額定電流（A），Iz為線路安全載流，I2為保證保護器能進行有效動作的電流。當保護器為低壓斷路器時，I2為協議時間內的協議電流，當保護器為熔斷器時，I2為熔斷電流。

與此同時，過載保護使用低壓斷路器時，In/Iz不大于1，使用熔斷器則依據下表規定：

需要注意的是，上述兩種保護器均不適用長期小幅過載的情況，如過載電流長期處于設計容量的1-1.2倍。這種情況應定期檢查線路，采用重新設計容量的方式來進行預防；（3）專人負責線路，并做好交接工作，避免一條線路多次改造多處接入不可控負載的情況；（4）將諧波電流考慮在內，適當加大設計載流；（5）定期檢查線路工作溫度。

4 總結

從我國目前的線路技術和施工水平來看，低壓線路的過載引發火災不可能完全避免，在預防上與短路、接觸不良、漏電等因素應統籌考慮，避免反復。出現問題后的處理不僅涉及電氣電路知識，還包括材料學和燃燒學等學科，需電氣工作者進一步拓展知識結構，安全生產的主要因素還是以人為本。

參考文獻：

[1]王厚余.電氣線路火災綜論[J].電氣工程應用,1994（02）

[2]聶炎如.建筑物電氣線路安裝使用維護中的九大人為誤區[J].安全與健康,2003（09）

作者簡介：王榮社（1987—），男，河南鶴壁人，工學學士，初級（助理工程師），研究方向：電氣工程及其自動化。