淺談限流式保護器在文物建筑電氣防火中的應(yīng)用

孟洋

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘要】中是一個歷史悠久的文明家擁有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)具有很高的精神價值，文化價值和實用價值。所以加強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：限流保護

1 文物建筑的防火必要性

中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。甚至還會有文物建筑是建在半山腰或山頂，消防車無法上去。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，臺階遍布，高低錯落，消防人員救援就會特別困難。所以做好文物建筑防火措施是一項艱巨的任務(wù)。

2 文物建筑的火災(zāi)特點

2.1 火災(zāi)負荷高，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。整個結(jié)構(gòu)，例如充滿干燥木材的爐膛，在燃燒過程中產(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)中觸動蠟燭等原因造成的。以及一些宗教活動，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，它們也會引起火災(zāi)。如果游客帶打火機鞭炮等火源（尤其是煙頭）都有可能會引起火災(zāi)。

2.2 沒有防火間距，就會發(fā)生“火燒連營”的局面

因受古時候建筑藝術(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，沒有任何間距，不僅沒有防火隔間，也沒有防火通道和安全撤離通道。大部分文物建筑都是運用庭院布局的“四合院”，形成一個古老的建筑群。

2.3 消防設(shè)備非常差，地理位置還特別偏遠，缺水消防困難

一方面，文物建筑一般遠離城鎮(zhèn)，位于山坡或山頂，沒有河流或遠離河流特別遠 ；城鎮(zhèn)里偶爾也會有幾個文物建筑也會因為高庭院墻壁，臺階過多，門窄欄桿高，不利于消防車即使進行救援，經(jīng)常小火災(zāi)會導(dǎo)致重大災(zāi)害的形成，從而造成巨大經(jīng)濟損失。另一方面，由于種種原因，文物建筑單位資金相對緊張，而這些資金還不能保障購買滅火設(shè)備（如消防泵， 滅火設(shè)備和必要的自動報警器，自動滅火裝置等）無法實施。甚至一些文物建筑既沒有消防供水設(shè)施，也沒有室內(nèi)或室外的滅火設(shè)備，所以火災(zāi)后它們無法及時的進行補救。

2.4 火勢強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)致火勢的迅速蔓延。

3 建筑防火設(shè)計

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

3.1 自動災(zāi)害報警系統(tǒng)

及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，快速報警和及時滅火對文物建筑是重要的。安裝適合的自動火災(zāi)報警系統(tǒng)是一項先措施。通過對古文物建筑中各種火災(zāi)報警系統(tǒng)的對比分析，認為在文物建筑中安裝無線火災(zāi)報警系統(tǒng)是較好的實現(xiàn)方法之一。無線火災(zāi)報警系統(tǒng)由控制面板，探測器，手動報警按鈕和報警裝置組成。所有設(shè)備都配有無線電收發(fā)器和收發(fā)器。除控制面板外，其他設(shè)備均由獨立電池供電。該系統(tǒng)的*是不需要電纜布線。沒有布線要求，不需要破壞建筑結(jié)構(gòu)，不需要鋪設(shè)任何管道，這對文物建筑防火是特別重要。

3.2 需要滅火設(shè)施

作者認為，古代文物建筑中的消防設(shè)備設(shè)置可以采用“戶外加強，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)置顯眼的標志。泵按鈕啟動張紙應(yīng)安裝在室外消防栓上，用于發(fā)生時火災(zāi)便于使用。同時為了防止滅火造成嚴重的水漬損害，可以用霧水槍代替直流水槍。同樣，必須在室內(nèi)安裝必要的移動式滅火器，沙子和其他滅火設(shè)備，以撲滅初始火災(zāi)。通過這種方式，它不僅可以保護文物文物建筑免受火災(zāi)的傷害，而且不會影響文物建筑的美感，這符合文物建筑保護的觀點。

3.3 設(shè)置防火間距和防火分段

對于擴建、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)計規(guī)范”的要求建造，并應(yīng)進行防火分區(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。必要時可以加上限流、過載保護的裝置來預(yù)防電氣火災(zāi)。

3.5 避雷裝置安裝

安裝應(yīng)按照建筑物防雷的有關(guān)要求進行，并在每年雷雨季節(jié)進行檢查和維護，確保其功能是否有效。

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

3.7 消防用餐場所的改造

餐廳用火消防場所必須要考慮 爐灶的位置和建設(shè)，爐灶必須遠離文物集中的文物建筑或倉庫。爐灶不應(yīng)接近易燃建筑物。當(dāng)煙囪穿過悶熱的物品或屋頂時，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。不能在使用時發(fā)生破裂或漏火。并且在使用的過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)立即取出過多燃料。使用油燈和蠟燭時，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)固定在周圍沒有可燃材料的地方，并及時清除油污。添加燈油時，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，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 加強預(yù)防電氣設(shè)計及安裝措施

4.1 不斷的加強施工單位資質(zhì)的審核力度

如果想在電氣設(shè)計過程中安全的效果，施工團隊必須有一定專業(yè)知識的員工來進行和完成。相關(guān)監(jiān)管部門需要認真審查各承包商和分包商的具體資質(zhì)，并提出相關(guān)改進意見和建議。然后，根據(jù)市場公平競爭等相關(guān)原則，進行一定的管理，終確定項目建設(shè)單位。

4.2 不斷的加強對相關(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程中，施工責(zé)任人員需要承擔(dān)這一責(zé)任。同時，相關(guān)工程監(jiān)理需要合理遵循相關(guān)責(zé)任制，從源頭上有效控制和檢查監(jiān)督安全質(zhì)量問題，使用的電氣設(shè)備、材料需要通過招投標方式進行，從信譽良好的制造商處購買和使用。

4.3 加強電氣施工人員隊伍的建設(shè)

近些年來，隨著我當(dāng)在文物建筑電氣防火安裝、設(shè)計方面的技術(shù)的進步仍然有著很大的提高，對于施工、監(jiān)工以及電氣設(shè)計安全團隊有著嚴格的要求，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，此外，需要引進一些有過文物建筑施工方面的專業(yè)技術(shù)人才，以期能為相關(guān)的建筑行業(yè)做出多、大的貢獻與奉獻。

5安科瑞限流式保護器的介紹與選型

5.1限流式保護器的設(shè)計

電氣防火限流式保護器可有效克服傳統(tǒng)斷路器、空氣開關(guān)和監(jiān)控設(shè)備存在的短路電流大、切斷短路電流時間長、短路時產(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，能以微秒級速度快速限制短路電流以實現(xiàn)滅弧保護，從而能顯著減少電氣火災(zāi)事故，保障使用場所人員和財產(chǎn)的安全。

安科瑞ASCP200-1電氣防火限流式保護器的主要元件是固態(tài)開關(guān)，不同于傳統(tǒng)家用的空氣開關(guān)（微斷）。我們知道，傳統(tǒng)空氣開關(guān)的斷開是一種機械運動過程，分斷時間需要幾十毫秒(一般30～50ms)，帶負載斷開時通常伴隨有電弧的產(chǎn)生。而固態(tài)開關(guān)的斷開則是依靠半導(dǎo)體內(nèi)部的載流子運動實現(xiàn)，分斷時間微秒級，速度快，無電弧產(chǎn)生。

如圖1所示，當(dāng)發(fā)生短路故障時，傳統(tǒng)空氣開關(guān)在電流升至C點時才能動作，且無法瞬時切斷電流，而固態(tài)開關(guān)則可以在電流升至B點時即瞬間切斷短路電流。

圖1短路故障后電流與時間關(guān)系圖

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

5.2 ASCP200-1功能特點

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

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

B）過載保護功能，線路持續(xù)過載時，保護器限流保護；

C）表內(nèi)超溫保護功能，保護器內(nèi)部器件工作溫度過高時，保護器限流保護；

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

E）電纜溫度監(jiān)測功能，被測線纜溫度超過報警設(shè)定值時，保護器告警或限流保護（可設(shè)）；

F）漏電流監(jiān)測功能，線路漏電超過報警設(shè)定值時，保護器告警或限流保護（可設(shè)）；

G）通訊功能，保護器配置1路RS485接口，1路2G無線通訊，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到安科瑞Acrel-6000安全云平臺，或三方監(jiān)控軟件或平臺，從而實現(xiàn)遠程監(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器建議安裝在入戶開關(guān)下端，額定電流值根據(jù)入戶開關(guān)的具體規(guī)格進行設(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

在選用限流式保護器時，限流式保護器的設(shè)定的額定電流應(yīng)該與其上級的斷路器的額定電流保持一致。例如，當(dāng)限流式保護器輸入端斷路器的額定電流為32A時，應(yīng)將限流式保護器的額定電流設(shè)置為32A。為保障限流式保護器的正常使用，嚴禁將其使用于與其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)確保安裝場所無滴水、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，接線時應(yīng)按接線圖進行，同時為了防止接頭處接觸電阻過大而導(dǎo)致局部過熱，也避免因接觸不良而導(dǎo)致保護器工作不正常，線頭應(yīng)采用合適大小的U形冷壓頭壓接后，再插入保護器相應(yīng)端子上并將螺釘擰緊壓實。

保護器內(nèi)部帶有交流電，嚴禁非專業(yè)人士擅自打開產(chǎn)品外殼。保護器在使用期間，若被保護線路發(fā)生短路或過載故障而被限流保護時，保護器仍處于帶電狀態(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，長按保護器的復(fù)位按鍵約2秒鐘，使保護器恢復(fù)正常運行時。

當(dāng)保護器因超溫而發(fā)生限流保護時，則可能是因為負載電流過大，環(huán)境溫度過高或通風(fēng)散熱不良等原因?qū)е拢赏ㄟ^加強通風(fēng)等措施，等保護器溫度降下來后，再長按復(fù)位鍵，使保護器復(fù)位，恢復(fù)正常運行。

參考文獻 ：

[1] 李冬梅.建筑電氣防火設(shè)計中電線電纜的應(yīng)用技術(shù)探析 [J]. 智庫時代，2017（05）：21-23.

[2] 郭軍麗.電氣防火大數(shù)據(jù)平臺的建設(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)計要點與策略研究

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