充電樁防火限流式保護器在居民樓中的應用
【摘要】基于近年來居民樓電動車火災數量居高不下的現狀，對電動車火災原因進行分析,發現火災多是由于電動車生產質量、設計缺陷和充電線路私拉亂扯所引起。根據電動車火災的規律特點，結合小區物業實際情況,有針對性地提出了從電動車的設計生產、安全存放和正確充電等方面入手，有效防止電動車火災的發生。同時,政府主管部門要加強消防安全方面的宣傳，優化居民樓消防安全環境。
【關鍵詞】居民樓；電動車;火災成因；電氣火災
0前言
電動自行車因為清潔環保、價格便宜、出行不受交 通狀況限制的特點，受到廣大市民的青睞。但由于電動自行車行業監管力度弱,質量標準也參差不齊,導致電動自行車火災數量居高不下。
1居民樓電動車發生火災的原因
1.1電動車質量問題
電動車發生火災的首要原因是電路設備質量問題。據近幾年全國電動車火災數據統計顯示，電路故障引發的火災占90%以上。其中，充電時發生的火災事故數量又占電路故障引發火災總量的80%[1],現行的《電動自行車安全技術規范＞(GB17761 -2018)于2019年4月15日才正式頒布實施，在此之前,沒有一個明確的國家行業部門和強制性的國家標準對電動車生產企業市場準入進行審核把關，使得市面上的電動自行車質量良莠不齊。電氣線路隨意改裝且敷設不達標、電池質量不過關,造成了電動車充電時頻頻發生火災事故。多數電動車為達到美觀輕便的要求，外部結構多為高分子易燃材料,一旦發生火災，在100 s以內電動車將達到猛烈燃燒階段，并伴隨產生大量有毒煙氣，極易造成樓內居民傷亡。
1.2充電線路敷設不規范
電動車作為一種便捷的交通工具,近幾年社會保有數量呈幾何級數增長。國家在小區充電樁規劃設計上并沒有強制性的配套政策，多數小區電動車充電樁規劃建設工作明顯滯后,使得小區電動車出現室外無電可充的情況。為方便電動車停放和充電，很多業主在門廳、樓梯間私拉電線,有些業主甚至通過十幾層樓高的窗外懸垂拉線充電。由于充電線路距離過長、長時間充電或者線路老化等原因，造成線路超負荷運作, 過載發熱。個別業主甚至直接將電動車推至樓道內充電，一旦發生火災難以及時撲救,極易造成人員傷亡。
1.3電動車設計缺陷
目前,市場上銷售的絕大多數電動自行車欠壓過流保護技術都不成熟，多數電動車鎖控電路無轉化器保護，充電回路無過載保護裝置，這些問題將導致電動車在充電發生故障時不能第一時間自動切斷電源。電動車充電器與蓄電池之間未設計安裝短路保護裝置, 充電器內元器件質量不達標，充電器經常受到震動等原因,都會使質量低劣的充電器因為擊穿、變壓器線圈短路故障而發生火災L2_3]o有些不法商家為滿足消費者行駛速度需求，往往私拆限速線路，增大電池配置, 造成電流過大，發熱量增加，加速線路老化，很容易造成內部電路短路、過載等故障，導致線路著火，引發火災。
2居民樓內電動車火災特點
2.1電動車火災多高發于夜間
據消防部門火災數據統計,大部分的電動車著火時間多發于22點至次日6點。基于電動車的使用特性，一般白天多半都在騎行中，極少數白天充電，即使白天充電發生火災，也可以察覺處置,不至于引發火災。晚上是電動車充電的高峰時段，由于電動車電池一般6?7 h即可充滿，假如從19點開始充電，凌晨2?3點即可充滿。而過度充電會導致充電器和電池設備發熱，增大引發火災的概率。凌晨時間，人們一般都處于深度睡眠狀態，一旦發生火災無法及時察覺，毒煙擴散速度快，人員疏散困難,極易造成亡人事故。
2.2電動車火災燃燒速度快
現在市場上銷售的電動車除車架和輪轂外，大部分零部件多為高分子材料制成,這些材料大多數阻燃性差,燃燒迅速,燃燒過程中會產生大量毒煙,并在樓道內煙囪效應作用下，以1 m/s的速度向上擴散。2019年10月20日，某小區樓道內一輛電動自行車發生火災，在短短1 min內電動車猛烈燃燒，大火籠罩整個車身,燃燒產生的濃煙迅速充斥整個樓道，一旦有人員從樓道疏散逃生,疏散通道將變成死路。
2.3電動車火災多發于一樓
通過近年的電動車火災數據統計發現，電動車火災有一半以上發生在居民樓一樓。由于電動車重量大，搬動不方便，尤其在沒有設計電梯的多層建筑內，為同時滿足充電、方便使用和防盜的需求，電動車多停放在一樓門廳、樓梯間內。由于電動車停放過多，火災荷載密度大，大量電線在一樓門廳、樓梯間內私拉亂接，一旦發生火災,建筑的疏散通道和安全出口會被高溫和毒煙所阻，樓內居民很難通往室外逃生，且劇烈燃燒的電動車產生的大量有毒煙氣，迅速通過樓梯間向上蔓延，容易導致樓內居民群死群傷。
3居民樓電動車火災的防范措施
近年來，濰坊市各級政府、行業主管和消防部門，經常性聯合開展電動自行車消防安全專項治理行動，如禁止電動車進樓、小區內建設充電樁和電動車上牌等一系列治理措施，故電動車火災明顯減少，亡人火災事故數量下降為零,電動車火災得到有效遏制。
3.1政府部門嚴把電動車產品質量關口
嚴控電動車生產審批和市場準入制度，從生產環節提升產品質量技術標準。市場監督管理部門要嚴厲查處“三無"制造企業，從嚴打擊售賣偽劣產品的違法行為。通過對企業獲取生產許可證的條件、 企業質量管理體系運行情況、原材料進廠和產品出廠檢驗情況、企業委托加工情況、企業執行的產品標準情況、企業產品標識標注情況、產品質量追溯情況等方面實地檢查，對產品質量進行全程監督抽查，對違法企業從嚴從重查處，增大違法成本，從源頭加強電動車產品生產質量。
政府要督促市場監管，聯合組織對轄區內電動自行車銷售企業進行摸排和督促，引導其加強自律，主動消化不符合新標準的庫存車輛。新標準實施后,市場監管部門要加強電動自行車銷售環節的監督檢查，嚴厲查處違法銷售不符合新標準、未獲得CCC認證的電動自行車以及非法改裝、拼裝、篡改電動自行車的行為。
3.2物業服務企業把嚴“樓門口"
加強物業服務企業的消防安全意識，督促物業劃定電動自行車安全停放、充電管理區域,鼓勵建設智能充電設施為小區居民提供充電服務。同時，物業要經常性開展消防安全巡查檢查工作,對發現電動車進樓、 私拉亂扯電線和疏散樓梯間堆放雜物的行為要及時糾正。有條件的物業應主動利用高科技技防手段，對電動車進樓行為進行自動管控，如電梯內安裝電動車自動識別報警系統，當業主將電動車推入電梯時,電梯將自動停止運行，打破靠“人管人治"的尷尬局面。
3.3加強消防安全宣傳教育，提升居民安全意識
消防和物業服務主管部門要針對居民樓電動車火災特點，采取多種形式開展針對性強的消防安全宣傳教育,廣泛宣傳告知群眾電動車違規存放、充電的火災危險性，普及消防安全知識,提升居民的消防安全意識和逃生自救能力。有針對性地曝光小區消防安全隱患、問題整改進度和整改責任人等，廣泛在樓道內張貼嚴禁電動車進樓、禁止在樓道堆放雜物等警示性宣傳標語，利用廣告媒體重復播放電動車火災典型案例，真正提高小區業主的消防安全素質，自覺維護小區 內消防公共安全。
4安科瑞限流式保護器的介紹與選型
4.1限流式保護器的設計
電氣防火限流式保護器可有效克服傳統斷路器、空氣開關和監控設備存在的短路電流大、切斷短路電流時間長、短路時產生的電弧火花大，以及使用壽命短等當弊端，發生短路故障時，能以微秒級速度快速限制短路電流以實現滅弧保護，從而能顯著減少電氣火災事故，保障使用場所人員和財產的安全。
安科瑞ASCP200-1電氣防火限流式保護器的主要元件是固態開關，不同于傳統家用的空氣開關（微斷）。我們知道，傳統空氣開關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生。而固態開關的斷開則是依靠半導體內部的載流子運動實現，分斷時間微秒級，速度快，無電弧產生。
如圖1所示，當發生短路故障時，傳統空氣開關在電流升至C點時才能動作，且無法瞬時切斷電流，而固態開關則可以在電流升至B點時即瞬間切斷短路電流。
圖1短路故障前后電流與時間關系圖
從流過電阻的電流熱量公式Q=I2Rt，可以很容易看出，傳統空氣開關與固態開關在短路時所釋放的能量差別可以達到數千倍之多。因此當裝配限流式保護器的回路發生短路故障時，就可以避免電弧的產生，從而有效降低了電氣火災。
4.2 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，線路發生短路故障時，能在150微秒內實現快速限流保護；
B）過載保護功能，線路持續過載時，保護器限流保護；
C）表內超溫保護功能，保護器內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）；
E）電纜溫度監測功能，被測線纜溫度超過報警設定值時，保護器告警或限流保護（可設）；
F）漏電流監測功能，線路漏電超過報警設定值時，保護器告警或限流保護（可設）；
G）通訊功能，保護器配置1路RS485接口，1路2G無線通訊，可以將數據發送到安科瑞Acrel-6000安全云平臺，或第三方監控軟件或平臺，從而實現遠程監控。
4.3 ASCP200-1技術參數
4.4應用方案圖示
ASCP200-1型電氣防火限流式保護器建議安裝在入戶開關下端，額定電流值根據入戶開關的具體規格進行設置，典型應用示意圖如圖2所示：
圖2 ASCP200-1家用防火解決方案安裝示意圖
4.5使用注意事項
在選用限流式保護器時，限流式保護器的設定的額定電流應該與其前上級的斷路器的額定電流保持一致。例如，當限流式保護器輸入端斷路器的額定電流為32A時，應將限流式保護器的額定電流設置為32A。為保障限流式保護器的正常使用，嚴禁將其使用于與其前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，應確保安裝場所無滴水、腐蝕性化學氣體和沉淀物質，并注意環境溫度和通風散熱。
為確保可靠連接，接線時應按接線圖進行，同時為了防止接頭處接觸電阻過大而導致局部過熱，也避免因接觸不良而導致保護器工作不正常，線頭應采用合適大小的U形冷壓頭壓接后，再插入保護器相應端子上并將螺釘擰緊壓實。
保護器內部帶有交流電，嚴禁非專業人士擅自打開產品外殼。保護器在使用期間，若被保護線路發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，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，長按保護器的復位按鍵約2秒鐘，使保護器恢復正常運行時。
當保護器因超溫而發生限流保護時，則可能是因為負載電流過大，環境溫度過高或通風散熱不良等原因導致，可通過加強通風等措施，等保護器溫度降下來后，再長按復位鍵，使保護器復位，恢復正常運行。
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