电气火灾预防措施

文/姜迪宁 李方圆 轲霄

电气火灾预防措施

文/姜迪宁 李方圆 轲霄

电气火灾已成为影响火灾形势的主要因素。本文从游离基链锁机理解释燃爆引发本质；国内外电气火灾统计情况比较；电气火灾原因及防控措施三个方面初步探讨防止电气火灾的对策。

我国电气火灾持续呈多发、高发态势，由于电气火灾隐患的隐蔽性，容易在带电条件下突发起火等。同时，除传统的电气火灾原因外，还出现新的电气火灾形式，如谐波中性线火灾、电涌火灾、电磁波火灾等也时有发生，对此，本文就防止电气火灾的对策作初步探讨。

游离基链锁机理解释燃爆引发本质

通常，用“火三角”解释燃烧所具备的三个条件，只是对燃烧现象的描述，不足以完整解释复杂燃烧爆炸反应过程。前苏联化学家谢苗诺夫系统地研究了燃烧爆炸链锁反应机理，提出了化学反应有着极为复杂的过程，所产生的“自由基”即游离基才是链锁反应本质。在应用上，谢苗诺夫把链式反应机理用于燃烧和爆炸过程的研究，揭示出燃烧和爆炸的联系和区别。他指出，燃烧是缓慢的爆炸，爆炸则是激烈的燃烧。游离基链式反应分三个阶段：链引发、链传递、链终止。链引发是借助于光、电磁波、热等方法使反应物分子断裂产生自由基的过程；链传递是自由基与反应物分子发生反应的步骤，在链传递过程中，原有自由基消失的同时又产生新的自由基，从而使化学反应能继续下去；链终止是指自由基与器壁碰撞或者两个自由基复合或者与第三个惰性分子相撞后失去能量（或抑制灭火剂）而成为稳定分子，而使自由基减少或消失的过程。如图1所示。

对于燃烧链锁反应理论从理论上解释燃烧本质，即可燃物质或助燃物质先吸收能量而离解成为游离基，与其它分子相互作用形成一系列连锁反应，将燃烧热释放出来。链锁反应理论将燃烧与爆炸二者统一起来，就电气燃烧爆炸而言，其中最重要的链引发方式包括：引发剂引发自由基；热引发生成自由基；光引发自由基；热辐射引发自由基；等离子体引发自由基；微波引发自由基等。这也正是加油加气站、易燃易爆化学品装卸栈台、爆炸危险环境等严禁使用非防爆电气及拨打手机的重要原因。通过游离基链锁反应机理解释燃爆引发本质可知，作为电气致火因素，主要取决于电能本身所具有的激发源（链引发）及能量转换，而不仅只是考虑点火源的因素。

国内外电气火灾统计情况比较

根据公安部消防局编《中国火灾统计年鉴》，1992年至2001年（10年）全国电气火灾统计情况，如表1所示。

图1 火三角与游离基链锁反应燃烧四面体

表1 1992年至2001年全国电气火灾统计情况

表2 1989年至2007年美国电气火灾统计情况

表3 美国NEC对墙壁固定插座安装要求演变过程

再从近年来统计情况来看，2015年全国共接报火灾33.8万起，造成1 742人死亡、1 112人受伤，直接财产损失39.5亿元，其中电气火灾占10.2万起，占总数的30.1%；2016年全国共接警火灾31.2万起，造成1 582人死亡、1 065人受伤，直接财产损失37.2亿元。其中电气火灾占总数的30.4%。2015年以来，全国因电动车在楼道内充电引发的较大亡人火灾27起，造成121人死亡。近年来，因电气线路、电器设备等引发的高层建筑火灾占总数的38.2%。由此可知，国内电气火灾仍为各类火灾首位，绝对起数仍处于逐年上升趋势，尽管各地采取了电气防火检测措施，但电气火灾并未由此而减少。

与美国电气火灾比较，据美国消防局国家火灾统计数据中心统计，1989年至2007年，美国电气火灾未超过8%，仅占总火灾平均数的6.25%，如表2所示。

美国电气火灾能够持续保持在6.25%，与其注重制订电气安全标准有着紧密关系。《美国国家电气法规》（National Electrical Code） 简 称NEC是美国国家防火协会（National Fire Protraction Association，简称NFPA）所制订。NFPA负责制订一系列防火标准，NEC标准是其中之一，其标准号为NFPA-70，其内容不仅限于防火，还包括人身安全和财产安全规定，该标准自1891年开始至今已颁布了45版，平均2～3年修改一次。例如：NFPA-70美国NEC根据其住宅电线插座引发火灾比例为11.3%，一个插座上引入过多的电气负载，会直接导致线路过载火灾危险。美国NEC对移动插座接线板明确规定不能作为长期使用，只能临时使用。制定相关规定，建筑物中布置足够多的固定插座，是避免使用临时接线板，减少电气火灾的最直接的简易有效控制措施。如表3所示。

相比之下，国内几乎没有配套具体电气防火相关标准，或相关标准对固定插座设置标准要求偏低。由于固定插座过少，用户不得不使用移动接线板，随着电气产品增多，每个接线板接入过多负载等，电气防火措施不当形成长期电气火灾隐患，最终导致电气火灾不断发生。

1994年12月8日18时20分许，新疆克拉玛依市友谊馆火灾。在演出过程中，舞台纱幕被7号光柱灯烤燃所致，造成325人死亡、132人受伤。

2000年3月29日凌晨3时许，位于焦作市中心闹市区的天堂录像厅火灾，系天堂录像厅第15号包间的石英电暖器烤燃邻近沙发所致，过火面积800 m2，造成74人死亡。

2005年12月15日，位于吉林省辽源县中心医院配电室电缆短路故障引燃可燃物所致，造成37人死亡、95人受伤，直接财产损失822万元。

2010年8月28日下午2时50分许，位于沈阳市铁西区万达商业广场一楼售楼处大厅内的沙盘模型电路故障引发火灾，造成9人死亡、9人受伤。

2013年6月3日6时10分许，位于吉林省长春市德惠市的吉林宝源丰禽业有限公司主厂房一车间女更衣室西面和毗连的二车间配电室的上部电气线路短路，引燃周围可燃物。加之失火导致邻近液氨管道物理爆炸，致使燃烧扩大，造成121人死亡、76人受伤，直接财产损失1.82亿元。

2014年1月11日1时10分许，云南省迪庆藏族自治州香格里拉县独克宗古城仓房社区池廊硕8号“如意客栈”卧室内使用五面卤素取暖器不当导致火灾，直接财产损失8 983.93万元。

电气火灾引发原因及防控措施

电气火灾是因电能引起火源而发生的。传统电气火灾原因主要有：漏电、短路、过载、接触不良、过负荷、电弧、电火花以及雷电和静电等。近年来，又出现新的电气火灾原因，如中性线、电涌、电磁波等引发高温发热，并引燃周围可燃物酿成火灾。对电气火灾防控，不是靠事后消防措施，而是要靠早期预防。主要电气火灾原因及防控措施如下：

漏电火灾及防控措施

漏电，就是线路的某一个地方因为某种原因使电线的绝缘或支架材料的绝缘能力下降，导致电线与电线之间、导线与大地之间有一部分电流通过，这种现象就是漏电，由此会产生局部高温，从而引起火灾。防控措施：电线穿管保护，对敷设明线定期检测等。

短路火灾及防控措施

电气线路中的裸导线或绝缘导线的绝缘体破损后，火线与零线，或火线与地线（包括接地从属于大地）在某一点碰在一起，引起电流突然大量增加的现象就叫短路。此时短路点瞬间温度成百倍增高，导致短路点熔化或引燃周围可燃物。防控措施：电线穿管保护，避免乱接临时线等。

过负荷火灾及防控措施

所谓过负荷是指当导线中通过电流量超过了安全载流量时，导线的温度不断升高，这种现象就叫导线过负荷。当导线过负荷时，就会加快导线绝缘层老化变质。当严重过负荷时，导线的温度会不断升高，甚至会引起导线的绝缘发生燃烧，并能引燃导线附近的可燃物，从而造成火灾。防控措施：不得随意增加电气负载，尤其是不得随意增设临时线路和设备等。

接触电阻过大火灾及防控措施

凡是导线与导线、导线与开关、熔断器、仪表、电气设备等连接的地方都有接头，在接头的接触面上形成的电阻称为接触电阻。当接触部位的局部电阻过大，当电流通过接头时，就会在此处产生大量的热，形成高温，这种现象就是接触电阻过大。防控措施：对各种电气接头等，采取防止过热连接方式，并定期进行检测。

静电火灾及防控措施

静电引起火灾或爆炸必须具备四个条件：一是空间有爆炸混合物存在；二是有产生静电的工艺条件和操作过程；三是静电积聚达到或超过相当程度，致使介质间的局部电场被击穿；四是静电放电火花能量达到爆炸混合物的最小点火能量。防控措施：有爆炸危险环境，采取导除静电措施。

雷电火灾及防控措施

雷电造成灾害主要有有两种途径，一种是直击雷，另一种是感应雷等，从而容易引起电击、火灾、爆炸，危及人身安全或对供电系统造成危害。防控措施：按照防雷有关规定，采取防雷保护措施，定期检测接地电阻符合规定要求。

谐波电流中性线火灾及防控措施

三相电线中性点没有接地引出来的导线叫中性线。和大地接通的导线叫地线。中性点接地后引出来的导线叫零线。如果三相负载完全平衡的话，中性线的电流就为零。中性线出现漏电、出现谐波电流等，就会导致三相不平衡电流，引发中性线火灾。防控措施：防止中性线断开，确保三相平衡电流。

电涌火灾及防控措施

电涌（又称浪涌）是指超出正常工作电压的瞬间过电压，被称为瞬变脉冲电压、瞬态过电、突波等。电涌的危害有两种：灾难性的危害和积累性的危害。防控措施：在有可能产生电涌的设备上，强制使用浪涌保护器。

电磁波火灾及防控措施

爆炸危险环境使用手机，由于无线电发射机发射出的无线电波（射频电磁辐射），能使接受无线电的天线感生射频电流。当射频电流在金属导体间环流时，就会产生射频火花，就会引燃爆炸危险环境爆炸混合物。不仅如此，从前面所述游离基链锁反应三个阶段可知，链引发阶段中，电磁辐射引发自由基、微波引发自由基等都能导致爆炸危险环境爆炸混合物发生燃爆，就算使用防爆手机也不例外。防控措施：在爆炸危险环境严禁使用手机、使用非防爆电气等。

总之，对于预防电气火灾，政府、部门、单位、公民应齐抓共管，确实落实电气安全岗位责任制，采取电气专项安全教育培训和检查。政府会同电力、能源、质检、安监、消防等部门组织制定电气防火安全规范及相应管理规定，弥补当前国内电气防火安全管理规范、规定不足的短板，针对以上电气火灾，制定相应的电气防火规范、规定编制实施计划，采取先进科技手段，从电气防火本质安全入手，按规定要求安装电气火灾监控系统，针对电气火灾原因，采取相应电气安全措施，确保电气防火安全。

本文作者姜迪宁，系国家安全监管总局消防特聘专家、国务院安委会应急救援指挥中心专家、中国消防协会消防科学传播团队专家、全国商业消防与安全协会专家委员会专家、中国消防协会科普教育工作委员会副秘书长、中国地质大学（北京）、中国人民公安大学等多所院校客座教授。

实习编辑 宋亚欣