電氣火災預防措施

文/姜迪寧 李方圓 軻霄

電氣火災預防措施

文/姜迪寧 李方圓 軻霄

電氣火災已成為影響火災形勢的主要因素。本文從游離基鏈鎖機理解釋燃爆引發本質；國內外電氣火災統計情況比較；電氣火災原因及防控措施三個方面初步探討防止電氣火災的對策。

我國電氣火災持續呈多發、高發態勢，由于電氣火災隱患的隱蔽性，容易在帶電條件下突發起火等。同時，除傳統的電氣火災原因外，還出現新的電氣火災形式，如諧波中性線火災、電涌火災、電磁波火災等也時有發生，對此，本文就防止電氣火災的對策作初步探討。

游離基鏈鎖機理解釋燃爆引發本質

通常，用“火三角”解釋燃燒所具備的三個條件，只是對燃燒現象的描述，不足以完整解釋復雜燃燒爆炸反應過程。前蘇聯化學家謝苗諾夫系統地研究了燃燒爆炸鏈鎖反應機理，提出了化學反應有著極為復雜的過程，所產生的“自由基”即游離基才是鏈鎖反應本質。在應用上，謝苗諾夫把鏈式反應機理用于燃燒和爆炸過程的研究，揭示出燃燒和爆炸的聯系和區別。他指出，燃燒是緩慢的爆炸，爆炸則是激烈的燃燒。游離基鏈式反應分三個階段：鏈引發、鏈傳遞、鏈終止。鏈引發是借助于光、電磁波、熱等方法使反應物分子斷裂產生自由基的過程；鏈傳遞是自由基與反應物分子發生反應的步驟，在鏈傳遞過程中，原有自由基消失的同時又產生新的自由基，從而使化學反應能繼續下去；鏈終止是指自由基與器壁碰撞或者兩個自由基復合或者與第三個惰性分子相撞后失去能量（或抑制滅火劑）而成為穩定分子，而使自由基減少或消失的過程。如圖1所示。

對于燃燒鏈鎖反應理論從理論上解釋燃燒本質，即可燃物質或助燃物質先吸收能量而離解成為游離基，與其它分子相互作用形成一系列連鎖反應，將燃燒熱釋放出來。鏈鎖反應理論將燃燒與爆炸二者統一起來，就電氣燃燒爆炸而言，其中最重要的鏈引發方式包括：引發劑引發自由基；熱引發生成自由基；光引發自由基；熱輻射引發自由基；等離子體引發自由基；微波引發自由基等。這也正是加油加氣站、易燃易爆化學品裝卸棧臺、爆炸危險環境等嚴禁使用非防爆電氣及撥打手機的重要原因。通過游離基鏈鎖反應機理解釋燃爆引發本質可知，作為電氣致火因素，主要取決于電能本身所具有的激發源（鏈引發）及能量轉換，而不僅只是考慮點火源的因素。

國內外電氣火災統計情況比較

根據公安部消防局編《中國火災統計年鑒》，1992年至2001年（10年）全國電氣火災統計情況，如表1所示。

圖1 火三角與游離基鏈鎖反應燃燒四面體

表1 1992年至2001年全國電氣火災統計情況

表2 1989年至2007年美國電氣火災統計情況

表3 美國NEC對墻壁固定插座安裝要求演變過程

再從近年來統計情況來看，2015年全國共接報火災33.8萬起，造成1 742人死亡、1 112人受傷，直接財產損失39.5億元，其中電氣火災占10.2萬起，占總數的30.1%；2016年全國共接警火災31.2萬起，造成1 582人死亡、1 065人受傷，直接財產損失37.2億元。其中電氣火災占總數的30.4%。2015年以來，全國因電動車在樓道內充電引發的較大亡人火災27起，造成121人死亡。近年來，因電氣線路、電器設備等引發的高層建筑火災占總數的38.2%。由此可知，國內電氣火災仍為各類火災首位，絕對起數仍處于逐年上升趨勢，盡管各地采取了電氣防火檢測措施，但電氣火災并未由此而減少。

與美國電氣火災比較，據美國消防局國家火災統計數據中心統計，1989年至2007年，美國電氣火災未超過8%，僅占總火災平均數的6.25%，如表2所示。

美國電氣火災能夠持續保持在6.25%，與其注重制訂電氣安全標準有著緊密關系。《美國國家電氣法規》（National Electrical Code） 簡 稱NEC是美國國家防火協會（National Fire Protraction Association，簡稱NFPA）所制訂。NFPA負責制訂一系列防火標準，NEC標準是其中之一，其標準號為NFPA-70，其內容不僅限于防火，還包括人身安全和財產安全規定，該標準自1891年開始至今已頒布了45版，平均2～3年修改一次。例如：NFPA-70美國NEC根據其住宅電線插座引發火災比例為11.3%，一個插座上引入過多的電氣負載，會直接導致線路過載火災危險。美國NEC對移動插座接線板明確規定不能作為長期使用，只能臨時使用。制定相關規定，建筑物中布置足夠多的固定插座，是避免使用臨時接線板，減少電氣火災的最直接的簡易有效控制措施。如表3所示。

相比之下，國內幾乎沒有配套具體電氣防火相關標準，或相關標準對固定插座設置標準要求偏低。由于固定插座過少，用戶不得不使用移動接線板，隨著電氣產品增多，每個接線板接入過多負載等，電氣防火措施不當形成長期電氣火災隱患，最終導致電氣火災不斷發生。

1994年12月8日18時20分許，新疆克拉瑪依市友誼館火災。在演出過程中，舞臺紗幕被7號光柱燈烤燃所致，造成325人死亡、132人受傷。

2000年3月29日凌晨3時許，位于焦作市中心鬧市區的天堂錄像廳火災，系天堂錄像廳第15號包間的石英電暖器烤燃鄰近沙發所致，過火面積800 m2，造成74人死亡。

2005年12月15日，位于吉林省遼源縣中心醫院配電室電纜短路故障引燃可燃物所致，造成37人死亡、95人受傷，直接財產損失822萬元。

2010年8月28日下午2時50分許，位于沈陽市鐵西區萬達商業廣場一樓售樓處大廳內的沙盤模型電路故障引發火災，造成9人死亡、9人受傷。

2013年6月3日6時10分許，位于吉林省長春市德惠市的吉林寶源豐禽業有限公司主廠房一車間女更衣室西面和毗連的二車間配電室的上部電氣線路短路，引燃周圍可燃物。加之失火導致鄰近液氨管道物理爆炸，致使燃燒擴大，造成121人死亡、76人受傷，直接財產損失1.82億元。

2014年1月11日1時10分許，云南省迪慶藏族自治州香格里拉縣獨克宗古城倉房社區池廊碩8號“如意客棧”臥室內使用五面鹵素取暖器不當導致火災，直接財產損失8 983.93萬元。

電氣火災引發原因及防控措施

電氣火災是因電能引起火源而發生的。傳統電氣火災原因主要有：漏電、短路、過載、接觸不良、過負荷、電弧、電火花以及雷電和靜電等。近年來，又出現新的電氣火災原因，如中性線、電涌、電磁波等引發高溫發熱，并引燃周圍可燃物釀成火災。對電氣火災防控，不是靠事后消防措施，而是要靠早期預防。主要電氣火災原因及防控措施如下：

漏電火災及防控措施

漏電，就是線路的某一個地方因為某種原因使電線的絕緣或支架材料的絕緣能力下降，導致電線與電線之間、導線與大地之間有一部分電流通過，這種現象就是漏電，由此會產生局部高溫，從而引起火災。防控措施：電線穿管保護，對敷設明線定期檢測等。

短路火災及防控措施

電氣線路中的裸導線或絕緣導線的絕緣體破損后，火線與零線，或火線與地線（包括接地從屬于大地）在某一點碰在一起，引起電流突然大量增加的現象就叫短路。此時短路點瞬間溫度成百倍增高，導致短路點熔化或引燃周圍可燃物。防控措施：電線穿管保護，避免亂接臨時線等。

過負荷火災及防控措施

所謂過負荷是指當導線中通過電流量超過了安全載流量時，導線的溫度不斷升高，這種現象就叫導線過負荷。當導線過負荷時，就會加快導線絕緣層老化變質。當嚴重過負荷時，導線的溫度會不斷升高，甚至會引起導線的絕緣發生燃燒，并能引燃導線附近的可燃物，從而造成火災。防控措施：不得隨意增加電氣負載，尤其是不得隨意增設臨時線路和設備等。

接觸電阻過大火災及防控措施

凡是導線與導線、導線與開關、熔斷器、儀表、電氣設備等連接的地方都有接頭，在接頭的接觸面上形成的電阻稱為接觸電阻。當接觸部位的局部電阻過大，當電流通過接頭時，就會在此處產生大量的熱，形成高溫，這種現象就是接觸電阻過大。防控措施：對各種電氣接頭等，采取防止過熱連接方式，并定期進行檢測。

靜電火災及防控措施

靜電引起火災或爆炸必須具備四個條件：一是空間有爆炸混合物存在；二是有產生靜電的工藝條件和操作過程；三是靜電積聚達到或超過相當程度，致使介質間的局部電場被擊穿；四是靜電放電火花能量達到爆炸混合物的最小點火能量。防控措施：有爆炸危險環境，采取導除靜電措施。

雷電火災及防控措施

雷電造成災害主要有有兩種途徑，一種是直擊雷，另一種是感應雷等，從而容易引起電擊、火災、爆炸，危及人身安全或對供電系統造成危害。防控措施：按照防雷有關規定，采取防雷保護措施，定期檢測接地電阻符合規定要求。

諧波電流中性線火災及防控措施

三相電線中性點沒有接地引出來的導線叫中性線。和大地接通的導線叫地線。中性點接地后引出來的導線叫零線。如果三相負載完全平衡的話，中性線的電流就為零。中性線出現漏電、出現諧波電流等，就會導致三相不平衡電流，引發中性線火災。防控措施：防止中性線斷開，確保三相平衡電流。

電涌火災及防控措施

電涌（又稱浪涌）是指超出正常工作電壓的瞬間過電壓，被稱為瞬變脈沖電壓、瞬態過電、突波等。電涌的危害有兩種：災難性的危害和積累性的危害。防控措施：在有可能產生電涌的設備上，強制使用浪涌保護器。

電磁波火災及防控措施

爆炸危險環境使用手機，由于無線電發射機發射出的無線電波（射頻電磁輻射），能使接受無線電的天線感生射頻電流。當射頻電流在金屬導體間環流時，就會產生射頻火花，就會引燃爆炸危險環境爆炸混合物。不僅如此，從前面所述游離基鏈鎖反應三個階段可知，鏈引發階段中，電磁輻射引發自由基、微波引發自由基等都能導致爆炸危險環境爆炸混合物發生燃爆，就算使用防爆手機也不例外。防控措施：在爆炸危險環境嚴禁使用手機、使用非防爆電氣等。

總之，對于預防電氣火災，政府、部門、單位、公民應齊抓共管，確實落實電氣安全崗位責任制，采取電氣專項安全教育培訓和檢查。政府會同電力、能源、質檢、安監、消防等部門組織制定電氣防火安全規范及相應管理規定，彌補當前國內電氣防火安全管理規范、規定不足的短板，針對以上電氣火災，制定相應的電氣防火規范、規定編制實施計劃，采取先進科技手段，從電氣防火本質安全入手，按規定要求安裝電氣火災監控系統，針對電氣火災原因，采取相應電氣安全措施，確保電氣防火安全。

本文作者姜迪寧，系國家安全監管總局消防特聘專家、國務院安委會應急救援指揮中心專家、中國消防協會消防科學傳播團隊專家、全國商業消防與安全協會專家委員會專家、中國消防協會科普教育工作委員會副秘書長、中國地質大學（北京）、中國人民公安大學等多所院校客座教授。

實習編輯 宋亞欣