浅谈高层民用建筑供配电系统电气防火措施与技术
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摘要：通过对引起电气火灾的原因进行分析整理，结合实际火灾案例，对我国高层民用建筑供配电系统上火灾安全方面较薄弱的环节的设计加以分析和研讨，并提出切实可行的改进建议，从而具有为民用建筑电气设计和施工验收规范的改进以及为《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》的电气方面的改进提供参考依据的现实意义。
Abstract: Through the analysis of cause of electrical fire, this paper analyzed and discussed the weak link in the fire safety design of power supply and distribution system in tall civil buildings, combining with the actual fire cases, and proposed practical recommendations for improvement, which has practical significance in the improvement of electrical design for the civil buildings and construction inspection norms as well as the improvement of the electrical aspects of "Architectural Design Code for Fire Prevention " and "Fire Prevention Design Norms of Tall Civil Buildings".
关键词：高层民用建筑；供配电系统；电气火灾；电器防火
Key words: tall civil buildings；power supply and distribution system；electrical fire；electrical fire prevention
中图分类号：TU97 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）35-0065-02
1高层建筑电气火灾发生特点
在高层建筑中，为了满足各种使用功能的需要，电气设备数量多，分布广；随着高科技的迅速发展和应用，各种电气、电子系统日趋复杂，线路纵横密布，引起火灾的机率也大。因此，用电设备及电气线路已成为高层建筑火灾的主要着火源。数据统计表明我国的电气火灾总数居各类火灾原因的首位。在查明原因的重、特大火灾中，因电气原因引起的火灾超过40％。电气火灾对高层建筑物的危害比低层建筑物更大，其火灾特点主要表现为：火势蔓延途径多、危害大：疏散困惑容易造成重大防亡事故：消防设施不够完备，扑救困难：功能复杂．起火因素多。
2高层建筑电气防火国内外研究状况
电气防火研究是伴随着消防科学的发展而发展起来。18世纪70年代，法国人尤思福最先研制了剧场防火用的阻火剂；19世纪美国和英国最先建立了私人火灾保险机构，开始了简单的消防器材试验工作。1875年世界上第―个发电厂在巴黎建立，1888年三相交流电得到应用。由于电力应用范围的扩大，不同的发电厂也开始组网，联成电力系统。电网容量不断增加，短路电流也随之上升，电弧的威胁也日趋严重。电力需求的不断增长，安全供电和安全用电问题便日益突出起来。美国1916年制订了《国家电气安全规范》，对有效地预防电气火灾，起到相当好的作用。
我国的消防事业的发展也很快，在《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》、《仓库防火管理规则》等规范中对电气防火的规定了相关技术规范。
近年来国内外有关科研部门在电气防火领域主要关注的课题如下：①电热或火灾热对电线、电缆的影响；②电线及电缆的可燃性、燃烧产物和电缆防火、阻燃技术；③防爆电气设备的防爆性能；④充油电气设备的火灾预防；⑤消防电源与配电的可靠性；⑥家用电器火灾预防；⑦雷电火灾；⑧静电火灾；⑨电气火灾报警：⑩电气火灾原因的鉴别；???建筑防火管理与控制。
3火灾案例简介与分析
04年10月，河南省开封市相国寺十层宾馆裙房五楼舞厅发生火灾，相隔20分钟，在同一舞厅内的不同部位相继起火燃烧。根据开封市鼓楼区公安消防分局消防科提供的资料，初步分析火灾的起因为照明灯具及其线路由于电热作用引燃可燃物造成火灾。主要理由如下：①火灾后现场勘察发现五楼舞厅的配电盘上的总控制开关处于合闸状态，而且经询问火灾相关人员并核实确认当晚五楼舞厅没有人关灯锁门。②在现场提取到两个重要的物证分别为：在第一次起火点处提取的射灯电源线上的熔痕和在第二次起火点处提取的单股铜导线上的熔痕，均为短路熔痕。③在火灾现场发现，紫色大绒布质窗帘，而该类布质在普通灯泡射灯的烘烤下其着火点为120℃。④经调查询问有关人员证实当晚干活的四个民工均没有抽烟，同时起火点附近提取的玻璃和墙面上的烟尘没有检测出易燃液体残留成分，当晚的天气情识和舞盱存放的物品化学性可以排除遗留火种、人为放火及自燃引起火灾的可能性。此电气火灾的案例说明，建筑供配电系统中的短路、过载、接触不良是引起电气火灾的主要原因。
4高层民用建筑供配电系统电气防火设计综述
4.1 一级负荷用电从电力网引接两回路电源进线加备用自投的供电方式，不能满足一级负荷对供电可靠性及连续性的要求，因为有时发生全部停电事故是由内部故障引起的，有的是由电力网故障引起的，因地区大电力网在主网电压上部是并网的，所以用电部门无论从电网取几回电源进线，也无法得到严格意义上的两个独立电源。因此，电力网的各种故障，可能引起全部电源进线同时失去电源，造成停电事故。
一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。一级负荷容量较大或有高匪用电设备时，应采用两路高压电源。如―级负荷容量不大时，应优先采用从电力系统或临近单位取得第二低压电源，也可用应急发电机组，如一级负荷仅为照明或电话站负荷时，最好用蓄电池组作为备用电源。―级负荷别重要负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。
4.2 供电系统高层民用建筑中消防泵、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警、自动灭火装置、火灾事故照明、疏散指示标志和电动防火门窗、卷帘、阀门等的负荷电源和配电必须做到供电可靠、耐火、安全、科学，正常供电必须保证由两个独立电源供电，最好由由两个独立电源点供电，并来自两个不同的总降压变电所，同时设独立电源点作为应急电源。
高层民用建筑中，火灾事故照明或疏散指示标志的光源处最好增加把蓄电池直流电变为交流电的逆变器。高层民用建筑中高压配电系统最好采用单母线分段，自动切换，互为备用，电源进线最好全部采用电缆进线。照明与动力不要共用干线，动力负荷采用放射式供电，照明负荷采用母线槽配电，与动力分开。高层民用建筑中，当一个防火对象设置两个以上消防设备时，柴油发电机容量必须满足同时起动或同时使用该消防设备的要求，为减少突加负荷时的电流冲击，建议消防设备采用分时起动控制时，不要瞬时投入全部负荷的容量。目前我国高层民用建筑中大多是采用柴油发电机组做应急备用电源，建议采用燃汽轮发电机，这种发电机具有体积小、重量轻、反应速度快，故障率低等优点，国外高层建筑中已有应用，很有发展前景。