本文选自国家级期刊《城市建设理论研究》，《城市建设理论研究》杂志是经新闻出版总署批准，中国商业联合会主管、商业网点建设开发中心主办，联合国全人类发展中国协会、科技部科学技术进步研究所、中国社会科学院城市发展与环境研究中心指导，面向国内外公开发行的国家级科技类期刊。旬刊：上旬为时政综合概要；中旬为学术交流；下旬为城市建设深度报道。
摘要：随着社会的进步与发展，电气设备运用到社会生活中的各个方面。近几年来，电气火灾逐渐变成各类火灾中的“主角”，本文就分析电气设计中产生的电气火灾原因，及针对其采取的防范措施进行了探讨。
关键词：电气设计,电气火灾原因,措施
随着我国国民经济的增长，生产和生活水平的不断提高，生产和生活用电正迅速增加，潜在的电气火灾危险性也在与日剧增。据有关数据显示，在农村火灾原因中，电气列第二位；在城市火灾原因中，电气则被排在了第一的位置。针对具体的原因如何采取相应的措施，在电气设计中如何防范电气火灾的发生，本文做了详细回答。
一、电气火灾发生的原因
1、设计故障引起的火灾
1）接地故障引起的火灾
接地故障指带电导体与水管、钢管、设备金属外壳的接触短路，接地故障比较隐蔽，不易发觉，也比较复杂，故接地故障起火的危险性较大。
2)故障电流起火
一旦发生接地故障，产生的故障电流除通过PE、PEN线外，还通过电气设备金属外壳，各种管道及接线端子。由于接地故障电阻较大，故障电流受到限制，因此电流保护器难以切断故障电流，以短路电流形式存在，而仅0.15A的故障电流长期存在所产生的电弧温度可达2000℃，这就难免会引燃周围的可燃物造成火灾，再则若PE、PEN导线截面选择太小，通过较大接地故障电流时，线路温升较高时，也会引起火灾。
3)故障电压起火
发生接地故障，使电气设备外露金属可导电部分带对地故障电压，接地故障电压除了发生常见的电击事故外，还会造成与带地电位的各种金属管道、金属构件之间打火，拉弧或引起火源，从简单的实验就可看到仅有10几伏的维持电压就可使电弧连续不断，周围若有可燃物，就很容易引起火灾。
4)接线端子连接不实起火
通常相线与中性线接线端连接不牢电气设备工作不正常，可即时发现处理。而接地线接线端子连接不牢，设备照常工作故障不易发现，一旦发生故障，由于接触电阻较大，故障电流受到限制，断路器不能及时切断电源，而接线端子处的接触电阻会产生高温或电弧，电弧产生的电火花则能引燃设备周围可燃物而引起火灾。
5)配电线路不当可产生的火灾
低压配电线路敷设到建筑物的每个部位，而由于设计或施工不当及业主用电管理不善等因素，造成低压配电线路发生火灾的隐患和危害性程度最大。近年来酿成电气火灾的危害案例最多的就是低压配电线路，在国内外由于电线、电缆、母线槽着火延燃成重大火灾事故时有发生，损失惨重，已引起人们深切关注。
原因：①在施工过程，穿线套管无清理、管口无处理和无护套保护，在穿线过程造成电线、电缆绝缘层机械损伤，留下短路隐患。接头、接线端子连接不牢造成打火、电弧均可引燃周围可燃物发生火灾。各种电气线路管道穿墙，穿楼板、孔洞未作封堵，在高层建筑电气竖井内线线槽和电缆线槽穿楼层孔洞无采用耐火材料堵塞严实，一旦发生火灾，则产生烟囱效应，火势将迅速蔓延。②设计不当，没有合理选用配电设备，断路器与导线截面不配套，没有按用途设计选用阻燃，难燃和不燃的电线、电缆、母线槽和电缆桥架、金属线槽及其它防火材料，各专业之间没有密切协调，没有根据环境特征来确定电气设备安装位置、安装方式和配电线路走向，使工程留下事故及火灾隐患。
2、电气线路中的谐波电流——新出现的电气火灾隐患由于电气技术的发展，非线性负荷的电气设备日益增多，如计算机、微波炉、变频调速设备等。这类设备的负荷电流含有多次谐波电流，这些谐波电流进入公用电网可引起电源电压畸变、波形失真、损耗增加，并可使电气线路过载发热，加速绝缘老化而存在火灾隐患，一些发达国家为此充分放大了中性线截面，甚至取为相线截面的两倍。
3、旧建筑的老化电气线路——非常重要的电气火灾隐患旧建筑中大量使用铝芯电线、电缆，电气线路设计过于节约，线路容量偏低，线路老化严重，引发相当多的火灾事故，是发生电气火灾的非常重要原因。我国从1999年起国家强制性标准《住宅设计规范》就明确要求住宅内应使用铜导线。
4、10KV网络小电阻接地系统——又一新的电气火隐患在电网改造中，10KV电网线路大量采用高压电缆供电，而且线路一般都较长，使线路的电容电流不断增大，因此，城市10KV供电网越来越多地将过去的中性点不接地系统（或经消弧线圈接地）改为经小电阻接地系统，这虽然有许多优点，但同时也存在着隐患。原不接地系统接地故障电流为正常相的容性电流，接地故障电压仅约百伏左右。改接小电阻接地系统后，一般接地小电阻选择较小，流过接地点的电流为几百安，接地故障暂态过电压可达数百伏甚至1—2KV。如果在10/0.4KV变电所内发生10KV接地故障，且变压器低压侧的中性点与变压器外壳、10KV高压配电柜共同使用一个接地体时，该故障电压会沿着PEN线或PE线传到采用保的用户，低压用电设备外壳可能产生接触电压危及人身安全，低压设备的绝缘，特别是老旧设备的绝缘将承受不了如此高的过电压，极易被击穿短路而导致起火危险，这也是电气技术发展而带来的负面影响之一。
5、设计考虑不周和施工质量差——也是一重要火灾隐患近年来，由于夏季大量使用空调，一些楼房的电气线路截面偏小，设计容量偏低不堪重负，频频跳闸，更严重的是电气线路长期过载，导致绝缘下降，成为一个难以处理的火灾隐患。除设计线路截面偏小以外，我国至今没有制定电线、电缆载流量的国家标准，如IEC标准2.5mm铜芯塑料线载流量为26A，而我国的一些资料取30~32A，比IEC标准高出20%多。在工程的施工过程中，电气线路安装不规范，施工工艺不良，导线连接不实，接触不良，绝缘刮破等也是发生电气火灾的一个重要原因。
二、电气设计中采取的相应的电气火灾预防措施
1、加强电气火灾预防性检测对象
电气火灾预防性检测重点对象是供配电装置、低压配电和控制电器、配电线路和用电设备
（1）供配电装置
供配电装置的防火检测范围包括：①标志，合格证、生产许可证或安全认证标志和设铭牌等。②配电变压器③高压电器。高压断路器、高压负荷开关、高压阻过大时高压互感器、高压电容器。
（2）低压配电和控制电器造
低压配电和控制电器的防火检测范围包括：低压开关电器、转换电器、控制电器、插座与照明开、剩余电流动作保护器。
（3）配电线路
配电线路的防火检测包括以下内容：配电线路的选择、配电线路的敷设、配电线路的运行。
（4））用电设备
用电设备的防火检测范围包括：照明器具、电动机、稳压整流设备。
2、加强电气火灾预防性检测标准
电气火灾发生前电气设备或线路一般会出现物理参数变化和异常现象的征兆，通过检测这些物理参数手段和观察是否出现异常现象是可以判断电气设备或线路是否处于安全状态的。这些物理参数包括电压、电流、绝缘电阻、超声波和温度，异常现象包括电火花和电弧。如果通过检测和观察发现一些物理参数和现象异常，对比规范可以确认为火灾隐患，那应该立即采取措施排除火灾隐患。在进行电气火灾预防性检测前应依据规范和厂家文件建立电气设备和线路安全判断标准，标准应覆盖所有检测对象。
通过使用各种电气火灾预防性检测仪器，采用外测温技术、超声波探测技术和电工测量技术进行电气火灾预防性检测，除较简单的电压和电流检测以外，主要有过热性电气火灾隐患检测、放电型电气火灾隐患检测、谐波检测、绝缘电阻的检测和接地电阻检测五种检测方法，下面对这五种检测方法进行分别进行阐述。
3、改造老旧线路，消除电气火灾隐患
对于年代久远的建筑物其老化线路应使用铜芯电线进行更新，彻底消除火灾隐患。铝接线端和铜端子连接时铝接线端应搪锡，铜线和铝线连接应采用铜铝过渡接头。新的建筑工程应该严格按照《住宅设计规范》GB50096-1999的要求进行设计。
4、适当提高设计标准，确保施工质量
电气设计应以发展的眼光选择导线截面，适应未来的需要。同时还应充分考虑到导线载流量偏大问题，严格控制线路的长度不超过允许范围，杜绝隐患。在施工中应严格按规范操作，做好线路连接、大功率灯具防火、保护线路绝缘、防止中性线断裂等工作，消除不必要的隐患。另外，我国国家标准的建筑防火设计规范、电气施工验收规范等与IEC相关标准有一定的差距，一些电气火灾隐患的防范在这些规范中未作具体规定，因此应提高国家标准及规范的电气安全水平，并制定导线载流量的国家标准，以利于防止电气火灾措施的落实。
三、结束语
随着规范和制度的日益完善，电气设计中预防性措施将在发现和消除电气火灾隐患还有火灾发生中起到越来越大作用。但是电气火灾的预防是一门多学科的工程技术，有待相关专业更密切的合作。
参考文献
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[2]杨在塘．建筑电气消防安全培训读本[M]．北京：中国建筑工业出版社，2007．
[3]邸曼，张明．电气火灾成因分析[J]．北京：电气工程应用，2006．
