文/姜迪寧 李方圓 軻霄

電氣火災(zāi)預(yù)防措施

文/姜迪寧 李方圓 軻霄

電氣火災(zāi)已成為影響火災(zāi)形勢(shì)的主要因素。本文從游離基鏈鎖機(jī)理解釋燃爆引發(fā)本質(zhì)；國(guó)內(nèi)外電氣火災(zāi)統(tǒng)計(jì)情況比較；電氣火災(zāi)原因及防控措施三個(gè)方面初步探討防止電氣火災(zāi)的對(duì)策。

我國(guó)電氣火災(zāi)持續(xù)呈多發(fā)、高發(fā)態(tài)勢(shì)，由于電氣火災(zāi)隱患的隱蔽性，容易在帶電條件下突發(fā)起火等。同時(shí)，除傳統(tǒng)的電氣火災(zāi)原因外，還出現(xiàn)新的電氣火災(zāi)形式，如諧波中性線火災(zāi)、電涌火災(zāi)、電磁波火災(zāi)等也時(shí)有發(fā)生，對(duì)此，本文就防止電氣火災(zāi)的對(duì)策作初步探討。

游離基鏈鎖機(jī)理解釋燃爆引發(fā)本質(zhì)

通常，用“火三角”解釋燃燒所具備的三個(gè)條件，只是對(duì)燃燒現(xiàn)象的描述，不足以完整解釋復(fù)雜燃燒爆炸反應(yīng)過程。前蘇聯(lián)化學(xué)家謝苗諾夫系統(tǒng)地研究了燃燒爆炸鏈鎖反應(yīng)機(jī)理，提出了化學(xué)反應(yīng)有著極為復(fù)雜的過程，所產(chǎn)生的“自由基”即游離基才是鏈鎖反應(yīng)本質(zhì)。在應(yīng)用上，謝苗諾夫把鏈?zhǔn)椒磻?yīng)機(jī)理用于燃燒和爆炸過程的研究，揭示出燃燒和爆炸的聯(lián)系和區(qū)別。他指出，燃燒是緩慢的爆炸，爆炸則是激烈的燃燒。游離基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)分三個(gè)階段：鏈引發(fā)、鏈傳遞、鏈終止。鏈引發(fā)是借助于光、電磁波、熱等方法使反應(yīng)物分子斷裂產(chǎn)生自由基的過程；鏈傳遞是自由基與反應(yīng)物分子發(fā)生反應(yīng)的步驟，在鏈傳遞過程中，原有自由基消失的同時(shí)又產(chǎn)生新的自由基，從而使化學(xué)反應(yīng)能繼續(xù)下去；鏈終止是指自由基與器壁碰撞或者兩個(gè)自由基復(fù)合或者與第三個(gè)惰性分子相撞后失去能量（或抑制滅火劑）而成為穩(wěn)定分子，而使自由基減少或消失的過程。如圖1所示。

對(duì)于燃燒鏈鎖反應(yīng)理論從理論上解釋燃燒本質(zhì)，即可燃物質(zhì)或助燃物質(zhì)先吸收能量而離解成為游離基，與其它分子相互作用形成一系列連鎖反應(yīng)，將燃燒熱釋放出來。鏈鎖反應(yīng)理論將燃燒與爆炸二者統(tǒng)一起來，就電氣燃燒爆炸而言，其中最重要的鏈引發(fā)方式包括：引發(fā)劑引發(fā)自由基；熱引發(fā)生成自由基；光引發(fā)自由基；熱輻射引發(fā)自由基；等離子體引發(fā)自由基；微波引發(fā)自由基等。這也正是加油加氣站、易燃易爆化學(xué)品裝卸棧臺(tái)、爆炸危險(xiǎn)環(huán)境等嚴(yán)禁使用非防爆電氣及撥打手機(jī)的重要原因。通過游離基鏈鎖反應(yīng)機(jī)理解釋燃爆引發(fā)本質(zhì)可知，作為電氣致火因素，主要取決于電能本身所具有的激發(fā)源（鏈引發(fā)）及能量轉(zhuǎn)換，而不僅只是考慮點(diǎn)火源的因素。

國(guó)內(nèi)外電氣火災(zāi)統(tǒng)計(jì)情況比較

根據(jù)公安部消防局編《中國(guó)火災(zāi)統(tǒng)計(jì)年鑒》，1992年至2001年（10年）全國(guó)電氣火災(zāi)統(tǒng)計(jì)情況，如表1所示。

圖1 火三角與游離基鏈鎖反應(yīng)燃燒四面體

表1 1992年至2001年全國(guó)電氣火災(zāi)統(tǒng)計(jì)情況

表2 1989年至2007年美國(guó)電氣火災(zāi)統(tǒng)計(jì)情況

表3 美國(guó)NEC對(duì)墻壁固定插座安裝要求演變過程

再?gòu)慕陙斫y(tǒng)計(jì)情況來看，2015年全國(guó)共接報(bào)火災(zāi)33.8萬(wàn)起，造成1 742人死亡、1 112人受傷，直接財(cái)產(chǎn)損失39.5億元，其中電氣火災(zāi)占10.2萬(wàn)起，占總數(shù)的30.1%；2016年全國(guó)共接警火災(zāi)31.2萬(wàn)起，造成1 582人死亡、1 065人受傷，直接財(cái)產(chǎn)損失37.2億元。其中電氣火災(zāi)占總數(shù)的30.4%。2015年以來，全國(guó)因電動(dòng)車在樓道內(nèi)充電引發(fā)的較大亡人火災(zāi)27起，造成121人死亡。近年來，因電氣線路、電器設(shè)備等引發(fā)的高層建筑火災(zāi)占總數(shù)的38.2%。由此可知，國(guó)內(nèi)電氣火災(zāi)仍為各類火災(zāi)首位，絕對(duì)起數(shù)仍處于逐年上升趨勢(shì)，盡管各地采取了電氣防火檢測(cè)措施，但電氣火災(zāi)并未由此而減少。

與美國(guó)電氣火災(zāi)比較，據(jù)美國(guó)消防局國(guó)家火災(zāi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中心統(tǒng)計(jì)，1989年至2007年，美國(guó)電氣火災(zāi)未超過8%，僅占總火災(zāi)平均數(shù)的6.25%，如表2所示。

美國(guó)電氣火災(zāi)能夠持續(xù)保持在6.25%，與其注重制訂電氣安全標(biāo)準(zhǔn)有著緊密關(guān)系?！睹绹?guó)國(guó)家電氣法規(guī)》（National Electrical Code） 簡(jiǎn) 稱NEC是美國(guó)國(guó)家防火協(xié)會(huì)（National Fire Protraction Association，簡(jiǎn)稱NFPA）所制訂。NFPA負(fù)責(zé)制訂一系列防火標(biāo)準(zhǔn)，NEC標(biāo)準(zhǔn)是其中之一，其標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為NFPA-70，其內(nèi)容不僅限于防火，還包括人身安全和財(cái)產(chǎn)安全規(guī)定，該標(biāo)準(zhǔn)自1891年開始至今已頒布了45版，平均2～3年修改一次。例如：NFPA-70美國(guó)NEC根據(jù)其住宅電線插座引發(fā)火災(zāi)比例為11.3%，一個(gè)插座上引入過多的電氣負(fù)載，會(huì)直接導(dǎo)致線路過載火災(zāi)危險(xiǎn)。美國(guó)NEC對(duì)移動(dòng)插座接線板明確規(guī)定不能作為長(zhǎng)期使用，只能臨時(shí)使用。制定相關(guān)規(guī)定，建筑物中布置足夠多的固定插座，是避免使用臨時(shí)接線板，減少電氣火災(zāi)的最直接的簡(jiǎn)易有效控制措施。如表3所示。

相比之下，國(guó)內(nèi)幾乎沒有配套具體電氣防火相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)固定插座設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)要求偏低。由于固定插座過少，用戶不得不使用移動(dòng)接線板，隨著電氣產(chǎn)品增多，每個(gè)接線板接入過多負(fù)載等，電氣防火措施不當(dāng)形成長(zhǎng)期電氣火災(zāi)隱患，最終導(dǎo)致電氣火災(zāi)不斷發(fā)生。

1994年12月8日18時(shí)20分許，新疆克拉瑪依市友誼館火災(zāi)。在演出過程中，舞臺(tái)紗幕被7號(hào)光柱燈烤燃所致，造成325人死亡、132人受傷。

2000年3月29日凌晨3時(shí)許，位于焦作市中心鬧市區(qū)的天堂錄像廳火災(zāi)，系天堂錄像廳第15號(hào)包間的石英電暖器烤燃鄰近沙發(fā)所致，過火面積800 m2，造成74人死亡。

2005年12月15日，位于吉林省遼源縣中心醫(yī)院配電室電纜短路故障引燃可燃物所致，造成37人死亡、95人受傷，直接財(cái)產(chǎn)損失822萬(wàn)元。

2010年8月28日下午2時(shí)50分許，位于沈陽(yáng)市鐵西區(qū)萬(wàn)達(dá)商業(yè)廣場(chǎng)一樓售樓處大廳內(nèi)的沙盤模型電路故障引發(fā)火災(zāi)，造成9人死亡、9人受傷。

2013年6月3日6時(shí)10分許，位于吉林省長(zhǎng)春市德惠市的吉林寶源豐禽業(yè)有限公司主廠房一車間女更衣室西面和毗連的二車間配電室的上部電氣線路短路，引燃周圍可燃物。加之失火導(dǎo)致鄰近液氨管道物理爆炸，致使燃燒擴(kuò)大，造成121人死亡、76人受傷，直接財(cái)產(chǎn)損失1.82億元。

2014年1月11日1時(shí)10分許，云南省迪慶藏族自治州香格里拉縣獨(dú)克宗古城倉(cāng)房社區(qū)池廊碩8號(hào)“如意客棧”臥室內(nèi)使用五面鹵素取暖器不當(dāng)導(dǎo)致火災(zāi)，直接財(cái)產(chǎn)損失8 983.93萬(wàn)元。

電氣火災(zāi)引發(fā)原因及防控措施

電氣火災(zāi)是因電能引起火源而發(fā)生的。傳統(tǒng)電氣火災(zāi)原因主要有：漏電、短路、過載、接觸不良、過負(fù)荷、電弧、電火花以及雷電和靜電等。近年來，又出現(xiàn)新的電氣火災(zāi)原因，如中性線、電涌、電磁波等引發(fā)高溫發(fā)熱，并引燃周圍可燃物釀成火災(zāi)。對(duì)電氣火災(zāi)防控，不是靠事后消防措施，而是要靠早期預(yù)防。主要電氣火災(zāi)原因及防控措施如下：

漏電火災(zāi)及防控措施

漏電，就是線路的某一個(gè)地方因?yàn)槟撤N原因使電線的絕緣或支架材料的絕緣能力下降，導(dǎo)致電線與電線之間、導(dǎo)線與大地之間有一部分電流通過，這種現(xiàn)象就是漏電，由此會(huì)產(chǎn)生局部高溫，從而引起火災(zāi)。防控措施：電線穿管保護(hù)，對(duì)敷設(shè)明線定期檢測(cè)等。

短路火災(zāi)及防控措施

電氣線路中的裸導(dǎo)線或絕緣導(dǎo)線的絕緣體破損后，火線與零線，或火線與地線（包括接地從屬于大地）在某一點(diǎn)碰在一起，引起電流突然大量增加的現(xiàn)象就叫短路。此時(shí)短路點(diǎn)瞬間溫度成百倍增高，導(dǎo)致短路點(diǎn)熔化或引燃周圍可燃物。防控措施：電線穿管保護(hù)，避免亂接臨時(shí)線等。

過負(fù)荷火災(zāi)及防控措施

所謂過負(fù)荷是指當(dāng)導(dǎo)線中通過電流量超過了安全載流量時(shí)，導(dǎo)線的溫度不斷升高，這種現(xiàn)象就叫導(dǎo)線過負(fù)荷。當(dāng)導(dǎo)線過負(fù)荷時(shí)，就會(huì)加快導(dǎo)線絕緣層老化變質(zhì)。當(dāng)嚴(yán)重過負(fù)荷時(shí)，導(dǎo)線的溫度會(huì)不斷升高，甚至?xí)饘?dǎo)線的絕緣發(fā)生燃燒，并能引燃導(dǎo)線附近的可燃物，從而造成火災(zāi)。防控措施：不得隨意增加電氣負(fù)載，尤其是不得隨意增設(shè)臨時(shí)線路和設(shè)備等。

接觸電阻過大火災(zāi)及防控措施

凡是導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線與開關(guān)、熔斷器、儀表、電氣設(shè)備等連接的地方都有接頭，在接頭的接觸面上形成的電阻稱為接觸電阻。當(dāng)接觸部位的局部電阻過大，當(dāng)電流通過接頭時(shí)，就會(huì)在此處產(chǎn)生大量的熱，形成高溫，這種現(xiàn)象就是接觸電阻過大。防控措施：對(duì)各種電氣接頭等，采取防止過熱連接方式，并定期進(jìn)行檢測(cè)。

靜電火災(zāi)及防控措施

靜電引起火災(zāi)或爆炸必須具備四個(gè)條件：一是空間有爆炸混合物存在；二是有產(chǎn)生靜電的工藝條件和操作過程；三是靜電積聚達(dá)到或超過相當(dāng)程度，致使介質(zhì)間的局部電場(chǎng)被擊穿；四是靜電放電火花能量達(dá)到爆炸混合物的最小點(diǎn)火能量。防控措施：有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境，采取導(dǎo)除靜電措施。

雷電火災(zāi)及防控措施

雷電造成災(zāi)害主要有有兩種途徑，一種是直擊雷，另一種是感應(yīng)雷等，從而容易引起電擊、火災(zāi)、爆炸，危及人身安全或?qū)╇娤到y(tǒng)造成危害。防控措施：按照防雷有關(guān)規(guī)定，采取防雷保護(hù)措施，定期檢測(cè)接地電阻符合規(guī)定要求。

諧波電流中性線火災(zāi)及防控措施

三相電線中性點(diǎn)沒有接地引出來的導(dǎo)線叫中性線。和大地接通的導(dǎo)線叫地線。中性點(diǎn)接地后引出來的導(dǎo)線叫零線。如果三相負(fù)載完全平衡的話，中性線的電流就為零。中性線出現(xiàn)漏電、出現(xiàn)諧波電流等，就會(huì)導(dǎo)致三相不平衡電流，引發(fā)中性線火災(zāi)。防控措施：防止中性線斷開，確保三相平衡電流。

電涌火災(zāi)及防控措施

電涌（又稱浪涌）是指超出正常工作電壓的瞬間過電壓，被稱為瞬變脈沖電壓、瞬態(tài)過電、突波等。電涌的危害有兩種：災(zāi)難性的危害和積累性的危害。防控措施：在有可能產(chǎn)生電涌的設(shè)備上，強(qiáng)制使用浪涌保護(hù)器。

電磁波火災(zāi)及防控措施

爆炸危險(xiǎn)環(huán)境使用手機(jī)，由于無線電發(fā)射機(jī)發(fā)射出的無線電波（射頻電磁輻射），能使接受無線電的天線感生射頻電流。當(dāng)射頻電流在金屬導(dǎo)體間環(huán)流時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生射頻火花，就會(huì)引燃爆炸危險(xiǎn)環(huán)境爆炸混合物。不僅如此，從前面所述游離基鏈鎖反應(yīng)三個(gè)階段可知，鏈引發(fā)階段中，電磁輻射引發(fā)自由基、微波引發(fā)自由基等都能導(dǎo)致爆炸危險(xiǎn)環(huán)境爆炸混合物發(fā)生燃爆，就算使用防爆手機(jī)也不例外。防控措施：在爆炸危險(xiǎn)環(huán)境嚴(yán)禁使用手機(jī)、使用非防爆電氣等。

總之，對(duì)于預(yù)防電氣火災(zāi)，政府、部門、單位、公民應(yīng)齊抓共管，確實(shí)落實(shí)電氣安全崗位責(zé)任制，采取電氣專項(xiàng)安全教育培訓(xùn)和檢查。政府會(huì)同電力、能源、質(zhì)檢、安監(jiān)、消防等部門組織制定電氣防火安全規(guī)范及相應(yīng)管理規(guī)定，彌補(bǔ)當(dāng)前國(guó)內(nèi)電氣防火安全管理規(guī)范、規(guī)定不足的短板，針對(duì)以上電氣火災(zāi)，制定相應(yīng)的電氣防火規(guī)范、規(guī)定編制實(shí)施計(jì)劃，采取先進(jìn)科技手段，從電氣防火本質(zhì)安全入手，按規(guī)定要求安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，針對(duì)電氣火災(zāi)原因，采取相應(yīng)電氣安全措施，確保電氣防火安全。

本文作者姜迪寧，系國(guó)家安全監(jiān)管總局消防特聘專家、國(guó)務(wù)院安委會(huì)應(yīng)急救援指揮中心專家、中國(guó)消防協(xié)會(huì)消防科學(xué)傳播團(tuán)隊(duì)專家、全國(guó)商業(yè)消防與安全協(xié)會(huì)專家委員會(huì)專家、中國(guó)消防協(xié)會(huì)科普教育工作委員會(huì)副秘書長(zhǎng)、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）、中國(guó)人民公安大學(xué)等多所院?？妥淌?。

實(shí)習(xí)編輯 宋亞欣