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    关于电气火灾几种灭火系统性价比的探讨

    时间:2019-08-05 15:46:12  来源:电气火灾监控

    亿杰消防

    电,给我们带来了舒适的电气化生活,但若使用不当,“电老虎”也会咬人,除了会发生触电事故外,由于电器使用不当等原因而引起的电气火灾也十分普遍。近几年来,全国火灾事故数量呈上升趋势。从上世纪八十年代起,电气火灾便逐渐成为各类火灾中的“主角”。有关资料显示,到1999年,全国发生的电气火灾比10年前翻了一番,高达1万次,占各类火灾事故的30%以上。而到了2002年,已占各类火灾事故的35%以上;近两年更为突出。在农村火灾原因中,电气列第二位;而在城市火灾原因中,电气则被排在了第一的位置。频频发生的电气火灾主要多发在发电机房、变电站、配电房、计算机房、程控交换机房等场所,为消防灭火带来了难度和新的课题,合理选用自动灭火系统对这些场所进行消防保护,既是消防企业的产品竞争,也是我们消防管理部门审核把关的重大责任。

    一、电气火灾的危险性(致灾因素的分析)

    电气火灾隐患的特点就是火灾隐患的分布性、持续性和隐蔽性。由于电气系统分布广泛、长期持续运行,电气线路通常敷设在隐蔽处(如吊顶、电缆隧道内),火灾初期时不易被火灾报警系统发现,也不易为肉眼所观察到。电气火灾的危险性还与用电情况密切相关,当用电负荷增大时,容易因过电流而造成电气火灾

    火灾它所造成的人员伤亡、财产损失和社会震荡都是巨大的。电气火灾主要发生在建筑物内,建筑物内人员密切、疏散困难、排烟不畅,极容易造成群死群伤的重大事故。

    1、电气火灾的火源

    电气火灾的火源主要有两种形式,一种是电火花与电弧;另一种是电气设备或线路上产生的危险高温。

    ①电火花与电弧主要在气体或液体绝缘材料中产生,损坏绝缘后,在缝隙或裂纹间会发生电弧,使两导体间被击穿而产生电弧的电压为30kV/cm。电弧会产生很高的温度,如2~的电弧电流就可以产生2000~4000oC的局部高温,的电弧电流就足以引发火灾。电火花可看成是不稳定的、持续时间很短的电弧,其温度也很高,由电火花、电弧产生的二次火源有着更大的危险性。

    ②电气设备和线路在运行时总会发热,原因有以下几种:电流在导体的电阻上产生热量;铁心损耗产生的热量;⑶绝缘介质损耗产生的热量。在正常情况下,发热与散热能在一个较低的温度下达成平衡,这个温度不超过电气设备的长期允许工作温度,不会有危险高温出现,只有当正常运行遭到破坏,使发热剧增而散热不及,这时才可能出现温度的急剧升高,以至出现危险的高温,这种危险的高温在条件恰当的时候就会引发火灾。

    ③电弧与电火花均属于明火,其引起火灾的途径是直接的。高温引发火灾的途径比较复杂,它的效应主要有软化、分解绝缘物质产生可(易)燃气体、直接烤燃物质。

    2、电气火灾的具体起因

    ⑴接触不良,当工作电流通过时,在接触电阻上产生较大的热量,使连接处温度升高,高温又使氧化进一步加剧,使接触电阻进一步加大,形成恶性循环,产生很高的温度,可达千度以上,使附近的绝缘软化造成短路而引发火灾,也可能直接烤燃附近的可燃物而引发火灾。

    ⑵过电流,原因包括过载和短路。过电流产生的热效应是电气火灾的直接或间接原因。

    ⑶异常电压升高,是电力系统在运行过程中,因故障原因而导致的工频电压升高,用电设备的发热与电压的二次方成正比而引发火灾。原因有:中心点位移、负荷严重不平衡有三次谐波、变压器高压侧发生碰壳接地故障、不稳定的短路或接地故障、电气设备误操作、设计选型或施工安装错误等。

    ⑷雷击,雷电是一种自然现象。雷电放电、反击引发、感应过电压都可能引发的火灾。

    ⑸设计考虑不周和施工质量差,也是一重要火灾隐患。近年来,由于夏季大量使用空调,一些楼房的电气线路截面偏小,设计容量偏低不堪重负,频频跳闸,更严重的是电气线路长期过载,导致绝缘下降,成为一个难以处理的火灾隐患。除设计线路截面偏小以外,我国至今没有制定电线、电缆载流量的国家标准,如IEC标准2.5mm2铜芯塑料线载流量为26A,而我国的一些资料取30~32A,比IEC标准高出20%多。而设计又多未考虑多根导线穿管暗敷设时发热而导致的载流量降低,这些因素使所选择的线路截面更显偏小,也给今后使用留下隐患。在工程的施工过程中,电气线路安装不规范,施工工艺不良,导线连接不实,接触不良,绝缘刮破等也是发生电气火灾的一个重要原因。特别是中性线连接质量差,如造成中性线断裂,易损坏设备绝缘,引起单相设备烧坏,甚至火灾。

    二、按照国家相关规范可选用的灭火系统类型。

    根据《高规》中的要求,在配电房、电源设备机房、计算机中心、电缆隧道等电气场所应设置自动灭火系统;目前,1211、1301等哈龙产品由于破坏大气层而被淘汰。由此,一些新型高效的灭火设备被得以推广;这主要包括三类:一是气体灭火系统,如:CO2、HFC-227ea、IG-541等,二是超细干粉灭火系统,三是细水雾灭火系统。在这些产品中,除细水雾外,技术上都比较成熟,各种性能指标较合理、且具有推广价值的,笔者对这几种灭火剂进行了比较。

    认为选取该系统应遵循以下几个原则:

    一是高效。即能允许条件下,最短时间控制并熄灭火势,不复燃。

    二是安全。灭火剂要能保证无毒或者低毒,低腐蚀。

    三是要有前瞻性。要能符合环保等理念,且在较长时间内,技术不会落后而被淘汰。

    四是技术成熟。要保证系统的稳定性和可靠性,安装、管理和维护才有技术保障。

    五是经济。要使设备达到最大的性价比,且要降低维护成本。

    三、配电房灭火工程的经济性比较(七氟丙烷与超细干粉)

    1、两种灭火剂的基本情况

    HFC-227ea的分子式为CF3CHFCF(七氟丙烷),属于HFC(含氢氟烃)类物质,由美国大湖公司开发,商品名称为FM-200。是一种常温下为气态的化学灭火剂,加压后以液态储存。

    它应用于全淹没式的系统环境中,结合物理的和化学的反应过程消除热能,阻止的发生。超细干粉的平均粒径小于20微米(部颁标准),根据干粉的灭火机理,干粉越细灭火效率越高。超细干粉可以在空气中悬浮较长时间,可以象气体一样绕过障碍物灭火,因而全淹没效果很好,粉雾还具趋热性,能主动捕捉燃烧基,适用于相对封闭的空间灭火,同时也可以应用于敞开式场所局部应用灭火。武汉雨神消防的超细干粉是一种能整体防潮的矿物质,不须硅油包裹,具很好的流动性和电绝缘性,对保护物无腐蚀,对人体无任何刺激,灭火后残留物易清除,灭火剂的有效期提高到五年以上。超细干粉是国内最先开发且经过多项深位火灾进行过灭火试验,并取得国家权威部门检验合格的产品,其覆盖层因粉末的粒径更细则隔绝空气效果显著,且在灭火剂中添加有阻燃成分,比普通干粉的抗复燃性更好!

    2、两种灭火剂灭火特性的比较

    从灭火效率的角度讲,“七氟丙烷对配电房、通信机房其灭火浓度一般采用8%”,“系统的喷放时间,在通讯机房和电子计算机房等防护区,不宜大于7S;在其它防护区,不应大于10S”;而烟烙尽的浓度一般取38.5%,灭火系统的使用条件要求,系统开启后,90%药剂喷放时间应>23S及<40S,并且要求60S内达到灭火浓度。可见七氟丙烷灭火效率要比超细干粉高许多。但从灭火效果而言,由于气体灭火系统需要一定的浸渍时间来保证的,但七氟丙烷灭火浓度跨越范围小,仅为7.35%-10.5%。而IG-541可达37.5%-52%。在维持一定的浸渍时间时由于受空间密闭的影响,药剂总难免会泄漏。而超细干粉是以化学灭火为主,物理灭火为辅,灭火剂与火焰接触,一秒钟灭火,灭火后能在物体表面形成一种覆盖层;如此,七氟丙烷造成复燃的可能性就比超细干粉要大得多。

    3、两种灭火剂的安全性比较

    根据对物质的安全性判断标准,这二种系统的设计浓度均在NOAEL值下,因此喷射时在防护区内的人员相对是安全的。超细干粉灭火剂无腐蚀,无毒,在灭火剂喷放后,对防护区内人员在呼吸方面有一定影响,但不会使人员窒息。但是FM-200在高温下分解产生的HF,对人体和设备腐蚀性较强,实际酸气产生的量大于300ppm。例如:英国火灾损失预防委员会属下的(L)在对FM200进行灭火喷放试验时发现伴随着灭火进行时,环境中产生了大量“烟灰”(实为大量氢氟酸产生的白雾)。其浓度一次测定为10,324ppm,一次为8,549ppm。这远大于短时间内接触50ppm的氢氟酸,就达到危险程度的国际标准,在有人的场所使用时应慎用。在工程应用中,配电房、网管机房等房间内设备精密价高,且平时有人工作,应充分考虑这一点。

    4、两种灭火剂的对环境的影响

    通过比较,超细干粉灭火系统对环境的影响要比七氟丙烷小的多。而七氟丙烷所引发GWP值是很高的,对环境的负面影响更大。

    5、两种系统的经济比较

    气体灭火系统的额大小是与防护区大小、多少、输送距离的长短、产品的质量有着密切关系的。INGEREN的“应用量相对容积比”(反映灭火剂用量、设备用量和占地面积等各项因素造成的建设成本的大小)非常高。即,一般来说由于超细干粉灭火系统体积小,灭火效率高,无管网超细干粉灭火系统根本不需要气瓶间。在同一防护区内,在技术措施允许的范围内其一次投资额要比七氟丙烷低。从实际使用看,由于七氟丙烷药剂的昂贵,七氟丙烷系统的性价合理性要比超细干粉灭火系统高许多。

    6、两种灭火剂的发展趋势

    根据资料,由于七氟丙烷气体灭火系统存在的缺陷,在欧盟的许多国家包括日本都不予采用。假以时日,如美国加入《京都议定书》后,七氟丙烷很可能就会因温室问题而遭禁用。在我国,公安部消防局和行业协会管理联合下发的《哈龙替代产品推广应用的规定》,对于应设置气体灭火系统的场所,推荐使用惰性气体灭火系统,也可使用含氢氟烃的卤代烃类气体灭火系统。

    四、结论:

    通过分析比较,可以看出超细干粉灭火系统在配电房等工程方面相对其它灭火产品具有更多的优势和高性价比,在灭火系统选型上,若优先选用超细干粉灭火产品是具有科学性、前瞻性和示范性的。

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