建筑电气施工质量隐患分析与火灾预防措施

邓智

广州金融控股集团有限公司 广东 广州 510000

电气火灾从原因归纳来看，主要可分为短路、连接不良和电气设计安装不当三类起因，还有过载、爬电等。而从建筑物全寿命周期划分来看，有可划分为设计原因、施工原因、运营管理原因。建筑电气施工常见质量隐患较多，其中能直接、间接引起电气火灾的质量隐患尤其要消除或避免。笔者长期工作在民用建筑机电安装工程技术管理一线，在超高层建筑电气施工、验收、运营管理等环节工作经历丰富，本文以工程施工、建设运营管理者多重视角，以预防电气火灾为目标，分析建筑电气施工阶段技术要点，侧重分析施工阶段形成电气火灾质量隐患成因，并提出预防措施。通过抛砖引玉，希望能够对建筑电气施工、验收、后期运营管理人员提供参考价值。

1 电气施工过程常见质量隐患及分析

1.1 母线槽安装

高层建筑电气竖井内母线槽在运行时发生电气火灾的案例时有发生，一种情况是发生在交付验收后母线长期不通电，空气中水蒸汽进入母线槽内，母线各相间绝缘达不到运行要求，物业电工又未按照常规操作进行绝缘测试即通电试验，另外一种是投入运营后，母线使用状态是长期处于用电高峰期，母线相间绝缘材料老化，又或者因安装施工阶段质量隐患造成局部位置发热异常等，而后者产生的原因更为隐蔽且分散，对后期建筑使用及维护方来说不易察觉。这些安装阶段质量隐患往往体现在母线垂直度、水平度严重不达标，母线连接头、插接头安装施工时受损及接驳不牢固等处。

1.1.1 母线垂直度及水平度

按照《建筑电气工程质量验收规范》要求，母线槽垂直度、水平度均应少于1.5‰，全长最大偏差不宜大于20mm，照明母线槽水平偏差不宜大于5mm，垂直偏差不宜大于10mm。

垂直度控制往往容易被施工人员忽略，而垂直度恰恰是是影响母线各相导体电阻值的关键因素，在各相导体电阻不同的前提下满负荷运行，会造成电阻高的一相异常发热，直至局部温升至母线绝缘耐受温度，长期运行后导致该相绝缘加速老化或融化，由此埋下母线槽安装质量隐患，直至出现电气火灾事故。尤其是在超高层建筑强电竖井母线槽安装施工过程，应重点控制母线安装垂直度问题。

1.1.2 母线连接头接驳

按照规范要求，当一个连接处有多个螺栓连接时，每个螺栓的拧紧力矩值应一致。本条是安全性的规定，当一个连接处需要多个螺栓进行连接时，如果每个螺栓的拧紧力矩值不一致，可能会影响其连接的可靠性。

成品母线本体是固定长度，来到施工现场后，需要施工人员将连接头、终端头、始端箱以及其它辅材减震弹簧、支吊架等按照深化图纸进行组装、调校。施工过程中，使用标配扭力扳手对母线进行紧固，由于各种原因，往往会出现漏拧固或者拧固力矩达不到产品要求时，导致母线本体间连接不良，长期满负荷运行后，母线接头处可能会异常发热，产生热膨胀，引起电气火灾事故。

1.1.3 母线插接头安装

按照母线槽行业制造规范及安装规范要求，母线接触面应保持清洁，宜涂抗氧化剂，螺栓孔周边应无毛刺。母线接触面的清理主要是为了防止母线接触面发生氧化和污染而造成过热，产生热膨胀，从而引发接触故障甚至引起电气火灾。

建筑工地施工现场内环境因素复杂，母线槽在储存及安装过程中容易遭到污染，比如母线槽在强电井内垂直安装过程中，正好与土建抹灰、腻子涂刷工序交叉，施工人员如不特别留意，很容易造成母线插接头被湿水泥、腻子、油漆污染，在刮除污染物过程中，母线接接头表面抗氧化层就不可避免造成损坏，甚至是插接头物理损坏，如不及时得到有效修复妥当，可能造成后期质量隐患，比如电气交接试验过程中发现母线槽相间绝缘测试不达标，即使暂时都能达标，在被污染的问题插接头处，也将存在质量隐患，长期运行后可能产生异常发热，如遇到照明母线槽在夏季超负荷运行情况时，可能发生插接头处发热爆燃的电气火灾事故。因此，在母线槽转运及施工过程中，要保护好成品母线插接头，尤其是接触头处保护层。

1.2 电缆敷设与接驳

1.2.1 槽盒配线或桥架电缆敷设

一般能引起火灾的设备线路在60kW以上，因此施工过程中应重点关注截面35平方电缆敷设，安装前检查绝缘皮是否破损，金属槽盒是否有异物，安装过程采用合理的电缆敷设方案，避免在电缆敷设过程损坏绝缘皮。

民用建筑电气施工阶段一般由专业的电气技术人员进行施工及管理，但是在工程验收移交给产权单位后，会存在建筑产权单位工程技术力量不足，或物业管理运营方管理不善等原因，在后续局部租赁区域装修工程管理过程中，常常默认借用原设计电气线槽敷设线缆，造成原设计电气线槽线缆数量大大超过规范允许范围的情况非常普遍，线槽内线缆密度大，不利散热，加速电线电缆老化，绝缘度降低，形成电气火灾隐患。更有甚者，装修施工照明线路借道电力线槽内敷设，此举更是加速普通小电线绝缘老化、破损，最终造成电气系统安全事故，实在得不偿失，非常值得建设运营工程管理人员注意。

按照建筑电气工程线槽配线安装规范要求，同一线槽内（包括绝缘在内）的导线截面积总和应该不超过线槽内部截面积的40%，载流导体不宜超过30根，控制和信号线路的电线或电缆的总截面不应超过线槽内截面的50%，有电磁兼容要求的线路与其他线路敷设于同一金属线槽内时，应用金属隔板隔离或采用屏蔽电线、电缆。

1.2.2 电缆头制作与接驳

电缆头作为与其它导电部件连接的关键点，往往会出现接触不良或者是接触面过小而发热过高，引起电气事故或火灾，也应引起工程人员重视。电缆头制作是电缆安装的关键工序，尤其是芯线截面较大的电力电缆，电缆头的引线与开关设备连接时要注意引线的方向，留有足够的长度，不致使开关设备的连接处受额外引力或发生强行组对一样的强制力，以避免受到振动后使设备损坏[1]。

1.3 配电箱安装

1.3.1 配电箱图纸审核与定板送样

图1 配电箱内接零与保护性接地汇流排分开设置

图纸审核与定样，看似与火灾质量隐患毫无关联，但其实，此步能起到很好的预防作用，达到事前质量控制的目的。一般工厂会按照建筑院图纸深化成供货图纸，需要各方审核后再样板选定。对于常用的低压配电线路TN-S接零保护系统，应注意配电箱内接零（N）与保护性接地(PE)汇流排严格进行分开设置，充分避免零线与保护性接地线混用现象。

配电箱避免安装通风、散热不良的狭小空间，容易发生过热引起火灾，强电间要加装排气扇或者气体灭火设置。

1.3.2 配电箱断路器开关连接和注意事项

配电箱断路器开关三相进出线电源相间，容易因各种原因造成短路及爬电事故。比如配电箱进出线接驳口不封闭，因小动物误闯或因工程人员施工、维修不慎，跌落金属零件或工具至配电箱内电源外漏处，引起相间短路、电弧火花等。另外，在配电箱进出电源接驳口处，往往存在金属线槽、电线管切割毛刺等遗留，如果不及时清扫，也极大可能造成线缆在敷设过程中损坏绝缘外皮。

1.4 防雷与接地

民用建筑物内、外部用电设施遭受雷电袭击，产生电气火灾及办公人员设施损坏情况也很常见，所以，在建筑电气施工阶段电气防火也应着眼于防雷与接地系统施工。通常情况下，综合防雷与接地系统由内部防雷、外部防雷两部分组成，其中内部防雷包括屏蔽、合理布线、等电位连接、安装浪涌保护器等，外部防雷包括安装接闪器、引下线、接地处理等[2]。

对于低压配电系统中的TN-S接零保护系统， 系统接零与接地保护系统应是严格分开的。而在电气施工过程中，部分施工人员技术意识不强，存在将局部位置的中性线兼作保护接地线接驳使用，当出现三相不平衡情况时，不平衡电流流过保护性接地线,会在不同位置对形成电位差，如果同接地线相连接的用电设备的金属外壳电位差超过36V安全电压时，就可能会对人员造成人身伤害，如果这些带电设备进一步与水管、动力管道等发生连接，就会产生火花、电弧等,进而造成一系列电气安全事故。

2 质量隐患预防措施

2.1 母线槽安装

严格控制好母线槽安装水平度、垂直度。母线槽水平支吊架，在调节支吊架的平直度时，可先在支吊架一侧进行人工拉线或墙壁上弹线作为平直度指引 ，依次测量每副支吊架横担与此指引线的水平和垂直距离，然后通过调节横担固定螺栓的位置来调节母线支吊架的标高。调整完成后，使用激光水平仪多次对调整结果进行复检，直至符合、优于规范要求数值，通过最大限度提高母线槽安装水平度、垂直度来降低母线槽安装质量隐患的发生。

2.2 电缆敷设与接驳

采用电缆竖井倒装工艺，人力与卷扬机相结合等常规电缆敷设方案，通过专用的电缆紧锁夹具，电缆放线架等专用工具，避免电缆因自重断裂以及避免电缆绝缘破损等情形，通过最大限度减轻竖井内电缆绝缘皮破损，延缓绝缘皮老化来排除电气施工质量隐患甚至电气火灾隐患[3]。

在电缆电线敷设施工完成进行电气交接试验时，严格执行施工规范要求。低压电线和电缆，线间和线对地间的绝缘电阻值必须大于0.5MΩ，铠装电力电缆头的接地线应采用铜绞线或镀锡铜编织线。其中电缆芯线与电器设备的连接应符合下列规定：

（1）截面积在10mm2及以下的单股铜芯线直接与设备、器具的端子连接；

（2）截面积在2.5mm2及以下的多股铜芯线拧紧搪锡或接续端子后与设备、器具的端子连接；

（3）截面积大于2.5mm2的多股铜芯线，多股铜芯线与插接式端子连接前，多股铜芯线端部拧紧搪锡。

以上电缆接头接驳相关要求，旨在保证导线与设备器具间连接可靠，不致通电运行后产生过热，诱发火灾事故。

2.3 配电箱安装

在配电箱安装前，组织建设、监理、设计方对采购到货的配电箱进行检查。检查箱内电气元器件是否按设计图纸进行配置，接零与保护性接地汇流排是否分开设置，箱内布置及走线是否合理，配电箱外壳及门铰铜编织带是否连接顺畅，检查与消防专业相关的消防电源监控系统、电气火灾监控系统，是否已按图预装或已预留足够空间等，

对预装有电气火灾监控系统的配电箱，在安装完毕并送电测试完成后，借助该电气火灾监控系统，对设计要求测量的电源回路进行泄露电流敏感度测试，从使用功能角度去检验电线、电缆敷设过程中绝缘损坏情况，以检验电线、电缆安装施工质量是否满足设计规范要求以及产品探测范围，及时发现并积极处置线路绝缘破损质量隐患[4]。

配电箱进出线接驳口处往往存在金属毛刺，需要借助塑料护套或者绝缘橡胶板来对电线、电缆绝缘外皮进行有效保护。

图2 配电箱电源进出口加套塑料保护套

断路器电源进出线侧加装相间绝缘隔板，避免发生爬电、短路事故。

图3 断路器进线三相电源间加装相间绝缘隔板

2.4 防雷与接地

对于采用TN-S接零保护系统的民用建筑来说，防雷与接地分部分项工程在施工过程中，常因人为因素造成质量隐患，而且此类隐患也难以被电气工程技术人员察觉，针对此类问题建议如下：

一是要严格区分接零及接地保护线。在施工作业前，和施工人员做好关于接地施工的技术交底的同时，宣贯零线与保护性接地线混接危害性，避免因图一时省事进行混接形成质量隐患。二是要检查接地安装，在民用建筑高低压变配电房、柴油发电机房储油间、电信弱电机房室外线槽进出口等处进行重复接地或者保护性接地安装。另外，在接地施工期间，须仔细地甄别接地保护以及重复接地两者的区别[5]。

3 结语

建筑电气施工严格按《建筑电气工程质量验收规范》验收，不仅是出于美观及功能需求目的，更重要一点，是需要将电气火灾事故消灭在萌芽状态。本文通过对民用建筑电气安装存在的火灾隐患成因进行分析，并提出了相应的预防措施。希望本文能够对民用建筑电气安装的管理和维护提供一定的参考价值，以确保电气设备的安全运行，避免因此引起火灾。