宋兵兵
安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801
摘 要:本文從上海市安全生產(chǎn)2020年底的一則火災(zāi)事故情況通報談起，分析了上海市電動自行車火災(zāi)防控的嚴重形勢，提出了在傳統(tǒng)的預(yù)防、宣傳、監(jiān)督之外結(jié)合電氣防火限流式保護器進行“技防”的解決方案。
關(guān)鍵詞：電動自行車；電氣火災(zāi)；電氣防火限流式保護器；ASCP200-1；ASCP10-1；ASCP400多回路保護箱
上海市安全生產(chǎn)2020年底發(fā)布了《市安委會辦公室關(guān)于近期本市較大亡人和有影響火災(zāi)事故有關(guān)情況的通報》（滬安委辦〔2020〕20號），其中對2020年上海市發(fā)生的火災(zāi)事故進行了統(tǒng)計和通報，下面摘錄部分內(nèi)容：
“今年以來，全市共發(fā)生火災(zāi)2480起，死亡33人、受傷28人；其中，以電動自行車火災(zāi)事故尤為突出，已發(fā)生273起，造成11人死亡、13人受傷，分別占全市火災(zāi)起數(shù)的11.7%、亡人總數(shù)的33.3%、傷人總數(shù)的46.4%。”
“靜安區(qū)永興路928弄中海萬錦城35號909室“8·7”火災(zāi)發(fā)生后，市委書記李強等市領(lǐng)導(dǎo)高度重視，先后作出批示，要求查明事故原因，舉一反三開展消防安全隱患排查整治，切實防范此類事故再次發(fā)生。為進一步深刻吸取教訓(xùn)，強化底線思維，增強憂患意識，切實防范化解重大消防安全風(fēng)險，狠抓各項火災(zāi)防控措施落實，全力確保本市消防安全形勢穩(wěn)定，現(xiàn)提出如下工作要求�！�
“一、深刻吸取教訓(xùn)，堅決遏制電動自行車火災(zāi)頻發(fā)勢頭。各區(qū)、各部門、各單位要迅速行動，組織發(fā)動街道鄉(xiāng)鎮(zhèn)、市場監(jiān)管、消防和等力量，對電動自行車銷售、維修網(wǎng)點和快遞物流充電場所集中開展檢查，重點對銷售未納入本市電動自行車銷售名錄的電動自行車和使用無證、偽造、冒用認證的電動自行車及蓄電池、充電器等配件的電動自行車銷售網(wǎng)點進行查處，嚴厲打擊私自改裝和拆卸原廠配件，私自拆除限速器等關(guān)鍵性組件，私自組裝、更換大功率蓄電池等相關(guān)違法行為，依法加強電動自行車登記上牌管理工作，加大“超標”車輛上路查處打擊力度。要積極應(yīng)用技防手段，結(jié)合實際推廣充（換）電柜、獨立報警、簡易噴淋、物聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)控、電氣火災(zāi)監(jiān)控等技術(shù)。要強化人防管理措施，加強網(wǎng)格化消防安全檢查，嚴格“三合一”場所、農(nóng)村自建房、室內(nèi)公共區(qū)域電動自行車停放充電管理，清理易燃可燃裝修材料和雜物，設(shè)置防盜窗、鐵柵欄的要堅決采取拆除或者預(yù)留通道措施，確保逃生通道暢通。要按照“每案必查、追根溯源”的原則，對每起電動自行車火災(zāi)事故，消防、市場監(jiān)管等部門啟動聯(lián)動程序，延伸追查產(chǎn)品質(zhì)量情況，涉及違法的一律追究責(zé)任�！�
從通報的數(shù)據(jù)可以看出，電動自行車引起的電氣火災(zāi)不但占比較大，而且引起人員傷亡的概率更是遠高于其他類型的火災(zāi)。而對電動自行車電氣火災(zāi)的防治，正如通報中所說的，是個綜合工程，需要“對電動自行車銷售、維修網(wǎng)點和快遞物流充電場所集中開展檢查，重點對銷售未納入本市電動自行車銷售名錄的電動自行車和使用無合格證、偽造、冒用認證的電動自行車及蓄電池、充電器等配件的電動自行車銷售網(wǎng)點進行查處，嚴厲打擊私自改裝和拆卸原廠配件，私自拆除限速器等關(guān)鍵性組件，私自組裝、更換大功率蓄電池等相關(guān)違法行為……”等等綜合措施，我們下面重點談?wù)勅绾巍胺e極應(yīng)用技防手段”，采取以電氣防火限流式保護器等為代表的智能裝置來幫助防控電氣火災(zāi)。
其實在近幾年的不少國家和地方標準規(guī)范中，已經(jīng)對電動自行車充電場所如何使用電氣防火限流式保護器做了明確規(guī)定，試舉數(shù)例：
1）GB 51348-2019 民用建筑電氣設(shè)計標準
13.5.5 設(shè)置了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的檔口式家電商場、批發(fā)市場等場所的末端配電箱應(yīng)設(shè)置電弧故障火災(zāi)探測器或限流式電氣防火保護器。儲備倉庫、電動車充電等場所的末端回路應(yīng)設(shè)置限流式電氣防火保護器。
2）DGJ08-2048-2016《民用建筑電氣防火設(shè)計規(guī)程》（上海市工程建設(shè)規(guī)范）
第5.4.8條 電氣防火限流式保護器應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 應(yīng)滿足現(xiàn)行國家標準《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》GB14287.6 中相關(guān)規(guī)定；
2 應(yīng)設(shè)置在末端配電箱的進線開關(guān)下側(cè)，其額定電流值應(yīng)與進線回路保護開關(guān)一致；
3 租售式商場商鋪、批發(fā)市場、集貿(mào)市場、甲乙丙類危險器庫房等場所的末端配電箱應(yīng)設(shè)置電氣防火限流式保護器；
4 幼兒園、老年人建筑、集中宿舍及電動車充電站等場所的末端配電箱宜設(shè)置電氣防火限流式保護器。
其它如江西省的DB32/T 3698-2019 《建筑電氣防火設(shè)計規(guī)程》等地方標準和常熟市等地方下發(fā)的指導(dǎo)文件中也都對電動車充電場合的限流式保護器應(yīng)用作出了規(guī)定，由于內(nèi)容大同小異，不再一一引用。
圖1 電動車充電站配電箱典型應(yīng)用圖
3-1電氣防火限流式保護器工作原理
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2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2 短路故障前后電流與時間關(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)。
3-2 ASCP200-1型電氣防火限流式保護器
ASCP200-1型電氣防火限流式保護器是單相限流式保護器，額定電流為63A。
l 主要功能
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，或第三方監(jiān)控軟件或平臺，從而實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
l 技術(shù)參數(shù)
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項目 |
指標 |
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輸入電壓 |
AC 85~265V，45~65HZ |
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功耗 |
功耗≤5VA（無負載情況下） |
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額定電流 |
0~63A可設(shè)置 |
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短路保護時間 |
<150μs |
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過載保護 |
動作范圍：110%~140%；動作延時：3~60s |
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過壓保護 |
動作范圍：100%~120%；動作延時：0~60s |
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欠壓保護 |
動作范圍：60%~100%；動作延時：0~60s |
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線纜溫度監(jiān)測 |
監(jiān)測范圍 |
-20~120℃（精度±2℃） |
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報警設(shè)置 |
動作范圍：45~110℃；動作延時：0~60s |
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漏電流監(jiān)測 |
監(jiān)測范圍 |
20~1000mA（精度：±2% 或 ±5mA） |
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報警設(shè)置 |
動作范圍：30~1000mA；動作延時：0~60s |
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故障記錄 |
20條記錄（故障類型、故障值、故障時間） |
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報警方式 |
聲光報警（其中聲音可以通過消音按鍵消除） |
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通訊 |
1路RS485接口，Modbus-RTU協(xié)議；1路2G無線通訊 |
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安裝使 用環(huán)境 |
工作場所 |
無雨雪直接侵襲、無腐蝕性氣體、粉塵，無劇烈震動的場所 |
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工作環(huán)境溫度 |
-10 ~+55℃ |
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相對濕度 |
空氣的相對濕度不超過95% |
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海拔高度 |
≤2000m |
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3-3 ASCP10-1型電氣防火限流式保護器
ASCP10-1型電氣防火限流式保護器用于單相線路保護，額定電流20A。
l 主要功能
A）短路保護功能。當(dāng)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，并發(fā)出聲光報警信號。
B）過載保護功能。當(dāng)被保護線路的電流過載且過載持續(xù)時間超過動作時間（3~60秒可設(shè)）時，保護器啟動限流保護，并發(fā)出聲光報警信號。
C）表內(nèi)超溫保護功能。當(dāng)保護器內(nèi)部器件工作溫度過高時，保護器實施超溫限流保護，并發(fā)出聲光報警信號。
D）組網(wǎng)通訊功能。保護器具有1路RS485接口，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。監(jiān)控后臺可以是安科瑞Acrel-6000/B電氣火災(zāi)監(jiān)控主機，也可以是安科瑞Acrel-6000安全用電管理云平臺，或第三方監(jiān)控軟件或平臺。
l 技術(shù)參數(shù)
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項目 |
指標 |
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輸入電壓 |
AC 85~265V，45~65Hz |
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功耗 |
功耗≤3VA（無負載情況下） |
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額定電流 |
6A，10A，16A，20A；撥碼可設(shè) |
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短路保護時間 |
<150μs |
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過載保護 |
動作范圍：默認120%；動作延時：默認3s；通訊可設(shè) |
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報警方式 |
聲光報警（其中聲音可以通過按鍵消除） |
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通訊 |
RS485接口，Modbus-RTU協(xié)議；通訊參數(shù)撥碼可設(shè) |
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安裝使 用環(huán)境 |
工作場所 |
無雨雪直接侵襲、無腐蝕性氣體、粉塵，無劇烈震動的場所 |
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工作環(huán)境溫度 |
-10 ~+55℃ |
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相對濕度 |
空氣的相對濕度不超過95% |
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海拔高度 |
≤2000m |
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3-4 ASCP400多回路電氣防火限流式保護箱
ASCP400多回路電氣防火限流式保護箱集成了6個限流單元，可以實現(xiàn)6個單相回路的短路保護滅弧功能，額定電流為40A。接線簡單，方便安裝，擴展性強。
作者簡介：宋兵兵，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為絕緣監(jiān)測及剩余電流監(jiān)測， QQ：3007723194 手機：13482141563（微信同號）