簡(jiǎn)析在文物建筑電氣防火應(yīng)用 限流式保護(hù)器

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘要】中國(guó)是一個(gè)歷史悠久的文明擁有5000年的歷史。文物文物建筑歷史悠久、風(fēng)光璀璨。它們是我們祖先留給我們的豐富文化遺產(chǎn)。這些文化遺產(chǎn)具有很高的精神價(jià)值，文化價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。所以加強(qiáng)文物建筑的消防安全工作具有非常重要的意義。

【關(guān)鍵詞】文物 ；建筑 ；防火 ；設(shè)計(jì)：限流保護(hù)

1 文物建筑的防火必要性

中國(guó)文物建筑有很多都是使用木結(jié)構(gòu)架為主要材料，并且使用梁、斗、柱一層一層搭筑建成的。文物建筑大部分是以木材為主，而木材容易著火，一旦發(fā)生火災(zāi)房間散熱差，溫度升溫快特別容易炸燃。甚至還會(huì)有文物建筑是建在半山腰或山頂，消防車無(wú)法上去。還有一些文物建筑在城市里面，文物建筑一般都有院套院，門連門，臺(tái)階遍布，高低錯(cuò)落，消防人員救援就會(huì)特別困難。所以做好文物建筑防火措施是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。

2 文物建筑的火災(zāi)特點(diǎn)

2.1 火災(zāi)負(fù)荷高，燃燒條件好。

木材被廣泛用作文物建筑中的建筑材料。由于文物建筑的木質(zhì)構(gòu)件多年來(lái)一直受到自然侵蝕，其含水量低，易燃燒。在它們周圍的墻壁上，巨大的屋頂由木柱，木梁和斗拱支撐，它們結(jié)構(gòu)緊湊，煙霧不易散熱。整個(gè)結(jié)構(gòu)，例如充滿干燥木材的爐膛，在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生高熱量并累積大量木材分解。天然氣使文物建筑易于轟擊和倒塌。文物建筑一般都有涂漆， 屏風(fēng)，懸掛窗簾和大量易燃裝飾，這些裝飾可能是舊電線，電氣設(shè)備安裝使用不當(dāng)造成的或易燃織物漂浮在風(fēng)中觸動(dòng)蠟燭等原因造成的。以及一些宗教活動(dòng)，如在寺廟燒香，祭祀宮殿中的祖先，祭祀天地，燒香紙，用工人和居民用火烹飪，取暖和照明，如果不小心就會(huì)引發(fā)火災(zāi)。文物建筑的防雷電設(shè)施落后。其中一些已安裝防雷設(shè)備但不符合安裝要求。一旦被閃電擊中，它們也會(huì)引起火災(zāi)。如果游客帶打火機(jī)鞭炮等火源（尤其是煙頭）都有可能會(huì)引起火災(zāi)。

2.2 沒(méi)有防火間距，就會(huì)發(fā)生“火燒連營(yíng)"的局面

因受古時(shí)候建筑藝術(shù)的局限性影響，文物建筑不符合現(xiàn)代基本的防火要求，甚至一些建筑物都是建在一起，沒(méi)有任何間距，不僅沒(méi)有防火隔間，也沒(méi)有防火通道和安全撤離通道。大部分文物建筑都是運(yùn)用庭院布局的“四合院"，形成一個(gè)古老的建筑群。

2.3 消防設(shè)備非常差，地理位置還特別偏遠(yuǎn)，缺水消防困難

一方面，文物建筑一般遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)，位于山坡或山頂，沒(méi)有河流或遠(yuǎn)離河流特別遠(yuǎn) ；城鎮(zhèn)里偶爾也會(huì)有幾個(gè)文物建筑也會(huì)因?yàn)楦咄ピ簤Ρ?，臺(tái)階過(guò)多，門窄欄桿高，不利于消防車即使進(jìn)行救援，經(jīng)常小火災(zāi)會(huì)導(dǎo)致重大災(zāi)害的形成，從而造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。另一方面，由于種種原因，文物建筑單位資金相對(duì)緊張，而這些資金還不能保障購(gòu)買滅火設(shè)備（如消防泵， 滅火設(shè)備和必要的自動(dòng)報(bào)警器，自動(dòng)滅火裝置等）無(wú)法實(shí)施。甚至一些文物建筑既沒(méi)有消防供水設(shè)施，也沒(méi)有室內(nèi)或室外的滅火設(shè)備，所以火災(zāi)后它們無(wú)法及時(shí)的進(jìn)行補(bǔ)救。

2.4 火勢(shì)強(qiáng)烈蔓延速度快且溫度特別高

建筑面積大，跨度大，門窗種類多而雜，空氣充足，氣體對(duì)流快 ；而且屋頂結(jié)構(gòu)緊湊，煙霧和熱量不易散發(fā)，溫度容易積聚從而導(dǎo)致火勢(shì)的迅速蔓延。

3 建筑防火設(shè)計(jì)

如何在保證文物建筑完整性的前提下，成功確保這些建筑的防火安全，關(guān)鍵問(wèn)題是找出文物建筑與消防安全之間的結(jié)合點(diǎn)，并有計(jì)劃地分階段和批量升級(jí)火控系統(tǒng)。

3.1 自動(dòng)災(zāi)害報(bào)警系統(tǒng)

及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，快速報(bào)警和及時(shí)滅火對(duì)文物建筑是重要的。安裝適合的自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)是一項(xiàng)優(yōu)先措施。通過(guò)對(duì)古文物建筑中各種火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的對(duì)比分析，認(rèn)為在文物建筑中安裝無(wú)線火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)是較好的實(shí)現(xiàn)方法之一。無(wú)線火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)由控制面板，探測(cè)器，手動(dòng)報(bào)警按鈕和報(bào)警裝置組成。所有設(shè)備都配有無(wú)線電收發(fā)器和收發(fā)器。除控制面板外，其他設(shè)備均由獨(dú)立電池供電。該系統(tǒng)的大優(yōu)點(diǎn)是不需要電纜布線。沒(méi)有布線要求，不需要破壞建筑結(jié)構(gòu)，不需要鋪設(shè)任何管道，這對(duì)文物建筑防火是特別重要。

3.2 需要滅火設(shè)施

作者認(rèn)為，古代文物建筑中的消防設(shè)備設(shè)置可以采用“戶外加強(qiáng)，室內(nèi)延遲"的概念。例如，在消防栓的設(shè)置中，室內(nèi)消防栓應(yīng)移至戶外設(shè)置，即室外消防栓應(yīng)安裝在室外，并應(yīng)設(shè)置顯眼的標(biāo)志。泵按鈕啟動(dòng)張紙應(yīng)安裝在室外消防栓上，用于發(fā)生時(shí)火災(zāi)便于使用。同時(shí)為了防止滅火造成嚴(yán)重的水漬損害，可以用霧水槍代替直流水槍。同樣，必須在室內(nèi)安裝必要的移動(dòng)式滅火器，沙子和其他滅火設(shè)備，以撲滅初始火災(zāi)。通過(guò)這種方式，它不僅可以保護(hù)文物文物建筑免受火災(zāi)的傷害，而且不會(huì)影響文物建筑的美感，這符合文物建筑保護(hù)的觀點(diǎn)。

3.3 設(shè)置防火間距和防火分段

對(duì)于擴(kuò)建、改建和新建的文物建筑，應(yīng)注意防火距離和防火分區(qū)。防火墻應(yīng)按照“建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范"的要求建造，并應(yīng)進(jìn)行防火分區(qū)。

3.4 電路和設(shè)備

電線應(yīng)鋪設(shè)銅絕緣電線套管和金屬管，電線不得直接敷設(shè)在可燃元件上；大廳內(nèi)禁止使用碘化鎢燈，電爐，電熱爐等大功率照明燈具，使用的照明燈具不得接近易燃物。必要時(shí)可以加上限流、過(guò)載保護(hù)的裝置來(lái)預(yù)防電氣火災(zāi)。

3.5 避雷裝置安裝

安裝前應(yīng)按照建筑物防雷的有關(guān)要求進(jìn)行，并在每年雷雨季節(jié)前進(jìn)行檢查和維護(hù)，確保其功能是否。

3.6 文物建筑中的各種木材，棉，亞麻，絲綢和羊毛織物 應(yīng)隔離或者遠(yuǎn)離火源。

3.7 消防用餐場(chǎng)所的改造

餐廳用火消防場(chǎng)所必須要考慮 爐灶的位置和建設(shè)，爐灶必須遠(yuǎn)離文物集中的文物建筑或倉(cāng)庫(kù)。爐灶不應(yīng)接近易燃建筑物。當(dāng)煙囪穿過(guò)悶熱的物品或屋頂時(shí)，應(yīng)使用不易燃的材料隔熱，并在上面裝上，爐灶大廳的建筑材料應(yīng)采用耐火材料建造。不能在使用時(shí)發(fā)生破裂或漏火。并且在使用的過(guò)程中必須要由專門的人員照看，不應(yīng)該在周邊累積木柴和草。做好飯后應(yīng)立即取出過(guò)多燃料。使用油燈和蠟燭時(shí)，不應(yīng)直接靠近可燃物質(zhì)。燈罩上應(yīng)安裝燈罩，不應(yīng)將燈罩放在紙罩上。油燈和蠟燭應(yīng)固定在周圍沒(méi)有可燃材料的地方，并及時(shí)清除油污。添加燈油時(shí)，應(yīng)熄滅燈泡。取暖的方式就是使用爐子，在木地板上設(shè)置爐子時(shí)，必須使用磚塊或者用土壘形成不小于14厘米厚的隔熱層，并且必須要在爐子出火口懸掛一定厚度的隔熱板。

4 加強(qiáng)預(yù)防電氣設(shè)計(jì)及安裝措施

4.1 不斷的加強(qiáng)施工單位資質(zhì)的審核力度

如果想在電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中最為安全的效果，施工團(tuán)隊(duì)必須有一定知識(shí)的員工來(lái)進(jìn)行和完成。相關(guān)監(jiān)管部門需要認(rèn)真審查各承包商和分包商的具體資質(zhì)，并提出相關(guān)改進(jìn)意見(jiàn)和建議。然后，根據(jù)市場(chǎng)公平競(jìng)爭(zhēng)等相關(guān)原則，進(jìn)行一定的管理，最終確定項(xiàng)目建設(shè)單位。

4.2 不斷的加強(qiáng)對(duì)相關(guān)設(shè)備、材料的審核與管理

在文物建筑電氣防火施工的全過(guò)程中，施工責(zé)任人員需要承擔(dān)這一責(zé)任。同時(shí)，相關(guān)工程監(jiān)理需要合理遵循相關(guān)責(zé)任制，從源頭上控制和檢查監(jiān)督安全質(zhì)量問(wèn)題，使用的電氣設(shè)備、材料需要通過(guò)招投標(biāo)方式進(jìn)行，從信譽(yù)良好的制造商處購(gòu)買和使用。

4.3 加強(qiáng)電氣施工人員隊(duì)伍的建設(shè)

近些年來(lái)，隨著我國(guó)當(dāng)前在文物建筑電氣防火安裝、設(shè)計(jì)方面的技術(shù)的進(jìn)步仍然有著很大的提高，對(duì)于施工、監(jiān)工以及電氣設(shè)計(jì)安全團(tuán)隊(duì)有著嚴(yán)格的要求，只有在這幾方面多管齊下，才能從根本上杜絕電氣的風(fēng)險(xiǎn)，此外，需要引進(jìn)一些有過(guò)文物建筑施工方面的技術(shù)人才，以期能為相關(guān)的建筑行業(yè)做出更多、更大的貢獻(xiàn)與奉獻(xiàn)。

5安科瑞限流式保護(hù)器的介紹與選型

5.1限流式保護(hù)器的設(shè)計(jì)

電氣防火限流式保護(hù)器可克服傳統(tǒng)斷路器、空氣開(kāi)關(guān)和監(jiān)控設(shè)備存在的短路電流大、切斷短路電流時(shí)間長(zhǎng)、短路時(shí)產(chǎn)生的電弧火花大，以及使用壽命短等當(dāng)弊端，發(fā)生短路故障時(shí)，能以微秒級(jí)速度快速限制短路電流以實(shí)現(xiàn)滅弧保護(hù)，從而能顯著減少電氣火災(zāi)事故，保障使用場(chǎng)所人員和財(cái)產(chǎn)的安全。

安科瑞ASCP200-1電氣防火限流式保護(hù)器的主要元件是固態(tài)開(kāi)關(guān)，不同于傳統(tǒng)家用的空氣開(kāi)關(guān)（微斷）。我們知道，傳統(tǒng)空氣開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)是一種機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)程，分?jǐn)鄷r(shí)間需要幾十毫秒(一般30～50ms)，帶負(fù)載斷開(kāi)時(shí)通常伴隨有電弧的產(chǎn)生。而固態(tài)開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)則是依靠半導(dǎo)體內(nèi)部的載流子運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，分?jǐn)鄷r(shí)間微秒級(jí)，速度快，無(wú)電弧產(chǎn)生。

如圖1所示，當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，傳統(tǒng)空氣開(kāi)關(guān)在電流升至C點(diǎn)時(shí)才能動(dòng)作，且無(wú)法瞬時(shí)切斷電流，而固態(tài)開(kāi)關(guān)則可以在電流升至B點(diǎn)時(shí)即瞬間切斷短路電流。

圖1短路故障前后電流與時(shí)間關(guān)系圖

從流過(guò)電阻的電流熱量公式Q=I2Rt，可以很容易看出，傳統(tǒng)空氣開(kāi)關(guān)與固態(tài)開(kāi)關(guān)在短路時(shí)所釋放的能量差別可以達(dá)到數(shù)千倍之多。因此當(dāng)裝配限流式保護(hù)器的回路發(fā)生短路故障時(shí)，就可以避免電弧的產(chǎn)生，從而降低了電氣火災(zāi)。

5.2 ASCP200-1功能特點(diǎn)

ASCP200-1型電氣防火限流式保護(hù)器是單相限流式保護(hù)器，較大額定電流為63A。主要功能如下:

A）短路保護(hù)功能，線路發(fā)生短路故障時(shí)，能在150微秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速限流保護(hù)；

B）過(guò)載保護(hù)功能，線路持續(xù)過(guò)載時(shí)，保護(hù)器限流保護(hù)；

C）表內(nèi)超溫保護(hù)功能，保護(hù)器內(nèi)部器件工作溫度過(guò)高時(shí)，保護(hù)器限流保護(hù)；

D）過(guò)/欠壓保護(hù)功能，線路欠壓或過(guò)壓時(shí)，保護(hù)器告警或限流保護(hù)（可設(shè)）；

E）電纜溫度監(jiān)測(cè)功能，被測(cè)線纜溫度超過(guò)報(bào)警設(shè)定值時(shí)，保護(hù)器告警或限流保護(hù)（可設(shè)）；

F）漏電流監(jiān)測(cè)功能，線路漏電超過(guò)報(bào)警設(shè)定值時(shí)，保護(hù)器告警或限流保護(hù)（可設(shè)）；

G）通訊功能，保護(hù)器配置1路RS485接口，1路2G無(wú)線通訊，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到安科瑞Acrel-6000安全云平臺(tái)，或第三方監(jiān)控軟件或平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

5.3 ASCP200-1技術(shù)參數(shù)

5.4應(yīng)用方案圖示 

ASCP200-1型電氣防火限流式保護(hù)器建議安裝在入戶開(kāi)關(guān)下端，額定電流值根據(jù)入戶開(kāi)關(guān)的具體規(guī)格進(jìn)行設(shè)置，典型應(yīng)用示意圖如圖2所示：

圖2 ASCP200-1家用防火解決方案安裝示意圖

5.5使用注意事項(xiàng)

在選用限流式保護(hù)器時(shí)，限流式保護(hù)器的設(shè)定的額定電流應(yīng)該與其前上級(jí)的斷路器的額定電流保持一致。例如，當(dāng)限流式保護(hù)器輸入端斷路器的額定電流為32A時(shí)，應(yīng)將限流式保護(hù)器的額定電流設(shè)置為32A。為保障限流式保護(hù)器的正常使用，嚴(yán)禁將其使用于與其前端斷路器的額定電流不匹配的配電線路中。

ASCP200系列采用限流式保護(hù)器采用壁掛式安裝，可以掛墻安裝，也可以安裝在箱體內(nèi)，應(yīng)確保安裝場(chǎng)所無(wú)滴水、腐蝕性化學(xué)氣體和沉淀物質(zhì)，并注意環(huán)境溫度和通風(fēng)散熱。

為確保可靠連接，接線時(shí)應(yīng)按接線圖進(jìn)行，同時(shí)為了防止接頭處接觸電阻過(guò)大而導(dǎo)致局部過(guò)熱，也避免因接觸不良而導(dǎo)致保護(hù)器工作不正常，線頭應(yīng)采用合適大小的U形冷壓頭壓接后，再插入保護(hù)器相應(yīng)端子上并將螺釘擰緊壓實(shí)。

保護(hù)器內(nèi)部帶有交流電，嚴(yán)禁非人士擅自打開(kāi)產(chǎn)品外殼。保護(hù)器在使用期間，若被保護(hù)線路發(fā)生短路或過(guò)載故障而被限流保護(hù)時(shí)，保護(hù)器仍處于帶電狀態(tài)，不允許隨意碰觸用電線路的金屬部分。待檢查線路，并排除故障后，長(zhǎng)按保護(hù)器的復(fù)位按鍵約2秒鐘，使保護(hù)器恢復(fù)正常運(yùn)行時(shí)。

當(dāng)保護(hù)器因超溫而發(fā)生限流保護(hù)時(shí)，則可能是因?yàn)樨?fù)載電流過(guò)大，環(huán)境溫度過(guò)高或通風(fēng)散熱不良等原因?qū)е拢赏ㄟ^(guò)加強(qiáng)通風(fēng)等措施，等保護(hù)器溫度降下來(lái)后，再長(zhǎng)按復(fù)位鍵，使保護(hù)器復(fù)位，恢復(fù)正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn) ：

[1] 李冬梅.建筑電氣防火設(shè)計(jì)中電線電纜的應(yīng)用技術(shù)探析 [J]. 智庫(kù)時(shí)代，2017（05）：21-23.

[2] 郭軍麗.電氣防火大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)及應(yīng)用 [J]. 消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2018，31（01）：12-15

[3] 梁志毅.文物建筑電氣防火設(shè)計(jì)要點(diǎn)與策略研究

[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)，2020.06版