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淺談電動二輪自行車火災(zāi)預(yù)防措施研究
任運業(yè)
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要:電動自行車作為當(dāng)代人重要的交通工具,在為大眾帶來便捷的同時也存在一定的火災(zāi)風(fēng)險,故而應(yīng)高度重視火災(zāi)預(yù)吩工作。在此之上,本文簡要分析了電動自行車火災(zāi)餡預(yù)防難點,并通過加強火災(zāi)預(yù)防宣傳、積極建立集中充電樁、優(yōu)化電動自行車性能、注重停放區(qū)域管理等措施,以就強化電動自行車火災(zāi)預(yù)防效果,保障電動自行車行駛安全。
關(guān)鍵詞:電動自行車;火災(zāi);充電樁
0.引言
根據(jù)北京地區(qū)關(guān)于電動自行車火災(zāi)調(diào)查結(jié)果可知:室外火災(zāi)發(fā)生率為82.69%。其中因充電故障與電氣故障引發(fā)火災(zāi)事故比例分別為27.56%、63.46%。面對頻發(fā)的電動自行車火災(zāi)事件,相關(guān)部門應(yīng)積極釆取有效措施加以防控,確保用戶在使用電動自行車階段獲得安全保障,由此擴大電動自行車的應(yīng)用范圍。
1.電動自行車火災(zāi)分析
我國的以北京地區(qū)為例,針對17個地區(qū)開展的電動自行車火災(zāi)調(diào)查工作,截止到2020年8月31H共發(fā)生過156起電動自行車火災(zāi)事故,死亡人數(shù)高達8人。從具體的火災(zāi)發(fā)生原因予以分析,不難發(fā)現(xiàn):其中113起火災(zāi)事故是在電動自行車尚未充電狀態(tài)下發(fā)生的。這表明電動自行車火災(zāi)的發(fā)生不僅局限于充電時期,在其未充電條件下也會受到電氣故障或外來火源的影響而發(fā)生火災(zāi)。另外,電動自行車自身的質(zhì)量也是引起電動自行車火災(zāi)事故的重要因素。其中有三起火災(zāi)是因為用戶使用的電動自行車并非新品,在私自改裝或違規(guī)售賣的情況下導(dǎo)致電動自行車存在較大的安全隱患。因此,結(jié)合電動自行車的構(gòu)造及其火災(zāi)發(fā)生原因,需制定針對性預(yù)防方案,確保電動自行車擁有較高的安全保障。
2.電動自動車火災(zāi)預(yù)防難點
2.1災(zāi)情宣傳不到位
交北京市地區(qū)因其人口密集且電動自行車數(shù)量居多,故而在電動自行車火災(zāi)預(yù)防工作中需要進一步加大災(zāi)情宣傳力度,以免增加火災(zāi)事故發(fā)生率。目前,北京市海淀區(qū)自發(fā)生過114•1"與“12•13"重大火災(zāi)事故后,對于電動自行車火災(zāi)事故的預(yù)防形勢日益嚴(yán)峻。然而現(xiàn)下對于電動自行車火災(zāi)消防方法與防控知識的普及率仍有待提高,尤其在春冬季節(jié),各部門應(yīng)始終秉承著安全一的原則落實火災(zāi)預(yù)防工作,并認(rèn)識到火災(zāi)預(yù)防任務(wù)的緊急性與艱巨性,經(jīng)過消防宣傳加深民眾對電動自行車火災(zāi)消防的認(rèn)知理解。
2.2化學(xué)性質(zhì)復(fù)雜
根電動自行車作為以蓄電池為主要源動力的交通工具,它的結(jié)構(gòu)中往往具有復(fù)雜的化學(xué)成分,如反射器、鞍管、立管等,在其實際使用階段極易受外界刺激而出現(xiàn)性質(zhì)改變現(xiàn)象,并在化學(xué)反應(yīng)下出現(xiàn)明火,形成火災(zāi)。尤其在其充電過程中,電流的轉(zhuǎn)換將增加火災(zāi)發(fā)生風(fēng)險。故而,應(yīng)實現(xiàn)集中充電管理,以此避免電動自行車內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化引發(fā)火災(zāi)山。
2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計不安全
根據(jù)電動自行車的設(shè)計結(jié)構(gòu)也是引起火災(zāi)事故的關(guān)鍵因素。電動自行車一般由電源、車架、控制器、電機等結(jié)構(gòu)組成。在超出電動自行車承載極xian時將增加安全風(fēng)險,尤其在產(chǎn)品實際設(shè)計環(huán)節(jié),若未融入安全設(shè)計理念,將對后續(xù)電動自行車的使用安全帶來隱患。因此,應(yīng)合理設(shè)計電動自行車,保證出廠電動自行車擁有高質(zhì)量。
2.4管理過于片面
電動自行車的無序停放將導(dǎo)致火災(zāi)救援工作發(fā)生延緩。若將其停放于禁停區(qū),一旦發(fā)生火災(zāi),將無法達到快速的滅火效果,甚至?xí)霈F(xiàn)火勢蔓延現(xiàn)象。所以,在電動自行車火災(zāi)預(yù)防工作中需要根據(jù)電動自行車的具體分布規(guī)律為其設(shè)置固定的停放區(qū)域,并配備專業(yè)的消防設(shè)施,提高火災(zāi)消防的時效性。
3.電動自行車火災(zāi)預(yù)防措施
3.1加強火災(zāi)預(yù)防宣傳
美國電動自行車發(fā)生火災(zāi)后所形成的煙霧不但會對人體健康帶來威脅,而且因其成分復(fù)雜會增加撲救難度。所以,應(yīng)適當(dāng)加強火災(zāi)預(yù)防宣傳力度,降低火災(zāi)事故的發(fā)生率,以免對群眾造成一定的出行阻力。在新時代背景下,電動自行車火災(zāi)預(yù)防工作需要善于應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)擴大火災(zāi)預(yù)防宣傳范圍,確保民眾能夠清楚的掌握火災(zāi)預(yù)防技巧,以便在發(fā)生火災(zāi)時能夠依據(jù)自救能力盡快脫險。一方面,可借助電視廣播、報紙等傳統(tǒng)媒體的方式對電動自行車的消防安全知識進行大范圍普及,使其明晰火災(zāi)預(yù)防的重要性。另一方面,可運用網(wǎng)站微博、微信等新媒體形式為民眾提供豐富的火災(zāi)消防資源,也可以在社區(qū)等公共場所張貼安全消防條幅,以此引起廣大群眾的注意。由于部分地區(qū)缺少網(wǎng)絡(luò)設(shè)施或媒體條件薄弱,故而也可通過組建志愿隊、組織宣傳車等方式規(guī)范民眾的用車行為,可對民眾火災(zāi)消防意識的增強與自救能力的培養(yǎng)起到促進作用。如北京市石景山在2020年7月份專門印發(fā)了3萬張電動自行車火災(zāi)消防海報以及100個條幅,通過走訪151個社區(qū)為當(dāng)?shù)鼐用駛鞑フ_的消防觀念,由此保障了當(dāng)?shù)仉妱幼孕熊嚨某鲂邪踩?/p>
3.2積極建立集中充電樁
1)電氣裝置
電氣故障是引發(fā)電動自行車火災(zāi)的重要因素。因此應(yīng)針對電氣裝置予以優(yōu)化設(shè)計。從我國發(fā)布的電氣設(shè)計規(guī)范可知:電動自行車的配電線路材質(zhì)應(yīng)以金屬槽盒為主,并且所選擇的電纜材料也應(yīng)當(dāng)具備低毒低煙阻燃特性,以免在火災(zāi)發(fā)生時對人體健康與生態(tài)環(huán)境造成破壞。此外,在電動自行車電氣線路安裝時,要求工作人員務(wù)必具備專業(yè)證書與豐富的安裝經(jīng)驗,以此避免電動自行車的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)設(shè)計不合理問題。同時,電動自行車在設(shè)計環(huán)節(jié),還需要具備腳踏以及電驅(qū)動等雙重助力功能。至于電氣裝置的標(biāo)稱電壓應(yīng)保持在48V范圍內(nèi),對于電動機的輸出功率不宜高于400W。在電動自行車實際行駛期間,車速也應(yīng)保持在每小時25km,以免超速增加電動自行車運行負(fù)擔(dān)在“過熱"狀態(tài)下引起火災(zāi)。只有保證電動自行車的電氣裝置設(shè)計具有一定的科學(xué)性,才能從根本上杜絕火災(zāi)事故,防止在行駛期間對用戶人身安全帶來威脅閃。
2)充電裝置
電動自行車在充電裝置的設(shè)計部分,也應(yīng)考慮到其安全性。一般而言,電動自行車具有蓄電池、充電器等結(jié)構(gòu)。其中蓄電池的大輸出電壓不宜超出60V,且充電器應(yīng)帶有防觸電保護作用,一旦出現(xiàn)異常充電行為,將立即啟動防觸電保護裝置,以免電動自行車在短路電流等故障下發(fā)生火災(zāi)。同時,還應(yīng)避免出現(xiàn)蓄電池惡意篡改狀況,在充電裝置設(shè)計階段,可將蓄電池置于電池組盒內(nèi)部,并將兩者間距控制在300mm左右,防止蓄電池發(fā)生摩擦起熱現(xiàn)象引發(fā)火災(zāi)。另外,為了增強電動自行車的防火性能,設(shè)計者可選用單芯導(dǎo)線連接形式對儀表電燈予以連接,并且還需開展灼熱試驗,驗證充電裝置中的絕緣部件在高溫7509條件下是否發(fā)生升溫問題,保證流于市場中的電動自行車擁有較高的品質(zhì)。
3.3注重停放區(qū)域管理
1)布置消防設(shè)施
電動自行車在發(fā)生火災(zāi)時大多數(shù)處于非行駛狀態(tài),故而應(yīng)在電動自行車停放區(qū)域布置充足的消防設(shè)施,以此在短時間內(nèi)控制火情,以免造成更嚴(yán)重的財產(chǎn)生命損失。以電動自行車售賣點為例,在售賣區(qū)域內(nèi),因其停放的電動自行車數(shù)量較多,故而應(yīng)在此范圍內(nèi)合理制定消防設(shè)施規(guī)劃:其一,電動自行車停放區(qū)與群眾活動區(qū)之間應(yīng)建立具備2h耐火極限的阻火墻,設(shè)置獨立的逃生通道,一旦火勢蔓延應(yīng)立即實施自救;其二,電動自行車售賣點的整體占地面積不宜超出300m2,并且應(yīng)設(shè)置獨立的消防通道,其寬度應(yīng)>1.4m,以免增加火災(zāi)救援難度;其三,銷售點的門牌號以及店鋪名應(yīng)保證清晰,促使救援人員及時到達;其四,在售賣點存放滅火器或消防水栓等消防設(shè)施曲。同時,也需建設(shè)至少為占地面積5%尺寸的排煙通風(fēng)窗,由此為火勢的有效控制創(chuàng)造便捷條件,防止密閉空間增加人員傷亡風(fēng)險。只有切實做好消防設(shè)施布置工作,才能在發(fā)生火情的一時間實現(xiàn)快速救援。所以,在停放電動自行車時,還應(yīng)考慮到救援工作的順暢性,由此規(guī)避不必要的風(fēng)險。
2)加設(shè)救援通道
北京地區(qū)之所以會出現(xiàn)電動自行車火災(zāi)人員傷亡現(xiàn)象,多半源于救援通道設(shè)計的不規(guī)范性。據(jù)此,應(yīng)適當(dāng)加設(shè)救援通道,并對電動自行車停放區(qū)域進行科學(xué)管理,以此在密切監(jiān)控中保證電動自行車安全。具體方法如下:
清除停放區(qū)雜物,在停放電動自行車的場所,應(yīng)避免出現(xiàn)廢舊電池等可燃性物品。
引進可視化監(jiān)控系統(tǒng),為了及時控制火情、了解電動自行車實際狀態(tài),應(yīng)在電動自行車停放區(qū)域內(nèi)安裝quan方位實時監(jiān)控裝置,并選用監(jiān)控數(shù)據(jù)存儲時間長、具備數(shù)據(jù)查詢回看功能的監(jiān)控系統(tǒng),以免錯失管理時機。
制定管理責(zé)任制,電動自行車管理工作需要民眾與管理部門的通力合作,故而應(yīng)制定完善的管理制度,落實各管理主體職責(zé),以此提升電動自行車火災(zāi)預(yù)防工作的有效性。
定期實施保養(yǎng)維護,針對監(jiān)控系統(tǒng)、消防通道、滅火器需定期進行保養(yǎng)清查,繼而大化保障電動自行車行駛安全。
4.限流式保護器在電氣防火中的應(yīng)用
4.1限流式保護器的設(shè)計
電氣防火限流式保護器可有效克服傳統(tǒng)斷路器、空氣開關(guān)和監(jiān)控設(shè)備存在的短路電流大、切斷短路電流時間長、短路時產(chǎn)生的電弧火花大,以及使用壽命短等當(dāng)弊端,發(fā)生短路故障時,能以微秒級速度快速限制短路電流以實現(xiàn)滅弧保護,從而能顯著減少電氣火災(zāi)事故,保障使用場所人員和財產(chǎn)的安全。
安科瑞ASCP200-1和ASCP300系列電氣防火限流式保護器。
ASCP200-1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?jǐn)鄷r間需要幾十毫秒(一般30~50ms),帶負(fù)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?jǐn)鄷r間微秒級,速度快,無電弧產(chǎn)生。
如圖11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11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)。
ASCP300系列電氣防火限流式保護器是三相限流式保護器,*大額定電流為125A??蓱?yīng)用于電動車充電站的線路保護。
4.2ASCP200-1功能特點
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,或三方監(jiān)控軟件或平臺,從而實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
4.3ASCP200-1技術(shù)參數(shù)
項目 | 指標(biāo) | |
輸入電壓 | AC85~265V,45~65HZ | |
功耗 | 功耗≤5VA(無負(fù)載情況下) | |
額定電流 | 0~63A可設(shè)置 | |
短路保護時間 | <150μs | |
過載保護 | 動作范圍:110%~140%;動作延時:3~60s | |
過壓保護 | 動作范圍:100%~120%;動作延時:0~60s | |
欠壓保護 | 動作范圍:60%~100%;動作延時:0~60s | |
線纜溫度監(jiān)測 | 監(jiān)測范圍 | -20~120℃(精度±2℃) |
報警設(shè)置 | 動作范圍:45~110℃;動作延時:0~60s | |
漏電流監(jiān)測 | 監(jiān)測范圍 | 20~1000mA(精度:±2%或±5mA) |
報警設(shè)置 | 動作范圍:30~1000mA;動作延時:0~60s | |
故障記錄 | 20條記錄(故障類型、故障值、故障時間) | |
報警方式 | 聲光報警(其中聲音可以通過消音按鍵消除) | |
通訊 | 1路RS485接口,Modbus-RTU協(xié)議;1路2G無線通訊 | |
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 |
工作環(huán)境溫度 | -10~+55℃ | |
相對濕度 | 空氣的相對濕度不超過95% | |
海拔高度 | ≤2000m |
4.4應(yīng)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(guān)下端,額定電流值根據(jù)入戶開關(guān)的具體規(guī)格進行設(shè)置,典型應(yīng)用示意圖如圖2所示:
圖2ASCP200-1家用防火解決方案安裝示意圖
4.5ASCP300功能特點
A)短路保護功能。保護器實時監(jiān)測用電線路電流,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)過欠壓保護功能。當(dāng)保護器檢測到線路電壓欠壓或過壓時,保護器發(fā)出聲光報警信號,可預(yù)先設(shè)置是否啟動限流保護。
E)配電線纜溫度監(jiān)測功能。當(dāng)被監(jiān)測線纜溫度超過報警設(shè)定值時,保護器發(fā)出聲光報警信號,可預(yù)先設(shè)置是否啟動限流保護。
F)斷相保護功能。當(dāng)保護器檢測到線路斷相時,保護器發(fā)出聲光報警信號,啟動限流保護。
G)漏電流監(jiān)測功能。當(dāng)被監(jiān)測的線路漏電超過報警設(shè)定值時,保護器發(fā)出聲光報警信號,可預(yù)先設(shè)置是否啟動限流保護。
H)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,或三方監(jiān)控軟件或平臺。
4.6ASCP300技術(shù)參數(shù)
項目 | 指標(biāo) | |||
ASCP300-80B | ASCP300-100B | ASCP300-125B | ||
輸入電壓 | AC380V±10%,45~65Hz | |||
功耗 | ≤30VA(無負(fù)載情況下) | |||
額定電流 | 0~80A可設(shè)置 | 0~100A可設(shè)置 | 0~125A可設(shè)置 | |
短路保護時間 | <150μs | |||
過載保護 | 動作范圍:120%動作延時:3~60s | |||
過壓保護 | 動作范圍:100%~120%;動作延時:0~60s | |||
欠壓保護 | 動作范圍:60%~100%;動作延時:0~60s | |||
線纜溫度監(jiān)測 | 監(jiān)測范圍 | -20~140℃(精度:±4%或者±2℃) | ||
報警設(shè)置 | 動作范圍:45~110℃;動作延時:0~60s | |||
漏電流監(jiān)測 | 監(jiān)測范圍 | 20~1000mA(精度:±2%或±5mA) | ||
報警設(shè)置 | 動作范圍:20~1000mA;動作延時:0~60s | |||
故障記錄 | 20條記錄(故障類型、故障值、故障時間) | |||
報警方式 | 聲光報警(其中聲音可以通過消音按鍵消除) | |||
通訊 | 1路RS485接口,Modbus-RTU協(xié)議 | |||
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 | ||
工作溫度 | -10~+55℃ | |||
相對濕度 | 5~95%,不凝露 | |||
海拔高度 | ≤2000m |
4.7使用注意事項
在選用限流式保護器時,限流式保護器的設(shè)定的額定電流應(yīng)該與其前一級的斷路器的額定電流保持一致。例如,當(dāng)限流式保護器輸入端斷路器的額定電流為32A時,應(yīng)將限流式保護器的額定電流設(shè)置為32A。為保障限流式保護器的正常使用,嚴(yán)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(nèi),應(yīng)確保安裝場所無滴水、腐蝕性化學(xué)氣體和沉淀物質(zhì),并注意環(huán)境溫度和通風(fēng)散熱。
為確??煽窟B接,接線時應(yīng)按接線圖進行,同時為了防止接頭處接觸電阻過大而導(dǎo)致局部過熱,也避免因接觸不良而導(dǎo)致保護器工作不正常,線頭應(yīng)采用合適大小的U形冷壓頭壓接后,再插入保護器相應(yīng)端子上并將螺釘擰緊壓實。
保護器內(nèi)部帶有交流電,嚴(yán)禁非專業(yè)人士擅自打開產(chǎn)品外殼。保護器在使用期間,若被保護線路發(fā)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(tài),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(fù)位按鍵約2秒鐘,使保護器恢復(fù)正常運行時。
當(dāng)保護器因超溫而發(fā)生限流保護時,則可能是因為負(fù)載電流過大,環(huán)境溫度過高或通風(fēng)散熱不良等原因?qū)е?,可通過加強通風(fēng)等措施,等保護器溫度降下來后,再長按復(fù)位鍵,使保護器復(fù)位,恢復(fù)正常運行。
結(jié)語
當(dāng)前綜上所述,電動自行車火災(zāi)預(yù)防工作作為影響電動自行車行駛安全的關(guān)鍵因素,應(yīng)引起相關(guān)人員的髙度重視。同時,需從火災(zāi)預(yù)防宣傳、建立集中充電樁、優(yōu)化性能、停放管理等方面著手,以此在提高電動自行車管理水平與充電安全性的基礎(chǔ)上降低火災(zāi)事故發(fā)生率,為我國安定社會的發(fā)展創(chuàng)造有利條件。
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作者介紹:
任運業(yè),男,現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。