关于高校宿舍配电的消防隐患分析及应对策略

【摘要】某高校近2个月发生多起学生宿舍火灾，火灾发生时间为早上6点到九点之间，学生反应学校在早上送电、晚上停电的时候经常会出现电火花等现象，笔者通过分析，此高校宿舍送电方式与“2008. 11•14上海商学院火灾”的学校供电方式一样，本文从火灾案例出发，分析电气引起火灾的机理，探讨学校原配电方案的消防弊端，提出合理的配电方案。

【关键词】消防，配电，宿舍，隐患

一、火灾案例

2013年11月26日9时（案例一），某高校17号楼421-1宿舍发生火灾，主要烧毁床铺、被褥等物品，无人员伤亡；2014年1月16日6时（案例二），某高校15号楼414-1宿舍发生火灾，主要烧毁床铺、被褥等物品，无人员伤亡；宿舍都是本世纪初建筑，砖混结构，都是6层；一个宿舍有左右两个小宿舍，每个小宿舍住4人，学习桌和床是联体结构，下面为学习桌，上面为床，都是木制结构。

案例一的火灾发生在学生上课后，屋内没人，早上大约8点离开宿舍；案例二的火灾发生在学生熟睡中，屋内有1人；火灾现场类似：靠近窗户一侧有一木床烧损严重，已经严重变形塌陷，其它3床炭化纹理清晰，落地窗玻璃部分烧化，部分炸裂，塑料门框软化，房间墙皮脱落，过烟痕迹明显，空调内机掉落，木门一侧炭化起泡；其中案例二的火灾当事人参与火灾初期扑救和抢救物质，致使火灾现场与案例一火灾有部分差异。经过详细的火灾事故调查，结合现场人员的反馈，认为电气线路火灾是这两次事故的一个可能原因。

二、电气线路隐患引发火灾的机理

电流通过电阻性负载就要发热，如电炉丝,电铬铁、电熨斗等等，研究表明电能转化为热能，转化的热量为 [1]，热能在一定条件下就会转化为现实中的火灾。

2.1 电气线路短路

短路的形成有2种：一种是由导体间直接接触（图1），短路点往往是高温熔焊的金属短路，称为金属性短路；另一种则是带电导体对地短路，是以电弧为通路的电弧性短路。在电气线路短路引起的火灾中，接地故障电弧引起的火灾远多于带电导体间金属性短路引起的火灾，这首先是因为电弧性接地故障发生的几率远大于带电导体间短路的几率[2]，金属性短路电流以若干千安计，金属线芯产生高温以至炽热，绝缘被剧烈氧化而自燃，火灾危险甚大，但金属性短路产生的大短路电流能使断路器瞬时动作切断电源，火灾往往得以避免，电弧性短路因电流受阻抗影响，电弧长时间延续，而电引起的局部温度可高达3000～4000℃，很容易烤燃附近可燃物质引起火灾，而且由于接地故障引起的短路电流较小，不足以使一般断路器动作跳闸切断电源，所以电弧性短路引起的火灾危险远大于金属性短路。

图1 简化电路短路示意图

2.2 过负荷

过负荷即为在额定的电气线路上试用更多的电器，根据欧姆定律 [3]，电压U为线路供电电压为定值，电阻R越大，电流I越小，反之，电阻R越小，电流I越大，日常使用的电脑、电视机等家用电气都为并联电路，电器越多，总电阻R越小，电流越大。根据焦耳定律 ，电流I对热量的影响更为关键，在同等增幅的条件下远高于电阻R变化对热量的贡献，同等时间下，用电器的增多导致线路电流的增大，从而引起热量的增多。

从另一个角度说明，一个质量合格的电源插座上会标明额定电压、额定电流和最大功率，当多种电器的电流流通插座时，电流愈大其热效应也越大，超过使用的最大功率，会烧损电线和插座[4,5]。

电路过负荷还可以引起电缆过负荷，造成导线接触部分的损坏，或是造成终端头外部接触部分的损坏，加速绝缘的老化，使铅皮发生龟裂或整条电缆铅包膨胀，会使电缆线路事故率增加，同时缩短电缆的使用寿命。

2.3 接触不良

接触不良是指导线与导线、导线与电气设备间的连接处由于接触面处理不好、接头松动，而造成连接处接触不良，从而导致局部产生较高电阻的现象。电气线路接触不良现象一般发生在连接部位，造成电气线路接触不良的原因主要有以下几个方面：电气接头表面污损、未及时消除电气接头表面氧化膜、电气接头松动、电气接头处理不好等。从以上导致电气线路接触不良的种种原因可以归纳为：接触部位的电阻的增大，造成大量的电能损失，严重影响电气设备的正常工作，并且在输送功率不变的情况下，随着电阻的增大，其产生的热量也随之增大，使得接触部位温度不断上升，一旦达到线路承受极限，极易构成引燃源，成为一项重大安全隐患，极易酿成火灾、触电事故的发生[6,9]。

2.4 漏电火灾

正常低压线路通电运行时，由于绝缘层介质特性及分布电容的影响，存在一定的泄露电流，其特点是泄露电流沿线路均匀分布，线路每处通过微小电流，并不对线路绝缘造成危害[10]。当线路某处受到一种或多种因素的影响绝缘降低或者遭损坏形成故障，发生非正常漏电时，漏电流将主要集中在线路故障处。线路非正常漏电一旦形成，因漏电流相对较小，线路过流保护器无法检测动作（如防短路、过负荷的熔断器、断路器），往往造成电气火灾。

漏电火灾具有以下特点：绝缘降低但电阻大的故障处搭接接地导体、潮湿建筑物等，与地构成回路，漏电电流大，由于故障处局部发热造成绝缘物起火，经验表明，100mA以上的漏电电流就可能起火；绝缘破损的故障处和接地体“时接时断”故障处产生电弧或电火花，引燃绝缘层或近处易燃物。

三、学校采取原有配电方案弊端

此学校学生宿舍供电方案为：每天早上6点供电，每天晚上23点断电，与“2008. 11•14上海商学院火灾”的学校供电方式一样，商学院火灾事发前一晚，宿舍女生曾用“热得快”烧水，晚上11时宿舍断电，6人均忘记将插头拔掉，第二日昨日清晨6时恢复供电后，“热得快”开始自行加热，10分钟后，高温引发了电器故障，迸发出的火星不巧落在了女生们晾挂的衣物上，最终酿成火灾事故；此高校还存在有以下几方面的问题，无后备供电电源，只配置单项交流电，没有富余量，原先设计的供电能力和供电方案均已不满足现实需求；许多用电设备接线或者接地不规范等。

四、应对策略

一是改变供电方案。改为常供电，减少突然送电带来的电压不稳、荷载突然增大引起的过热问题，降低突然送电给学生笔记本等贵重物质的电流冲击，减少因断电未拔插销，因突然送电引起的类似热得快、电吹风、直发板等引燃可燃物的火灾。

二是在每栋宿舍变电箱安装限流装置。因为目前全国的大多数高校校园都有一定的历史。不仅校内的建筑面临老化，使火灾危险源增加；而且建筑内的配套线路老化严重、电力设施落后。基础供电设施得不到及时更新，学生的用电却不断增加。因此，必须在在每栋宿舍变电箱安装限流装置，设置安全的用电负荷范围，为宿舍消防安全提供保障。

三是加强学生教育。高等教育是提升学生综合素质的有效途径，但高校学生在加强理论知识学习的同时，却往往疏忽了安全防范，尤其是火灾安全预防的教育；因此，增加高校学生消防安全知识的培训具有重要的意义；一方面使学生认识到各类消防隐患如违章电器的重大危害，使学生主动遵守安全消防规范，避免使用该类潜在危险源，减少火灾发生的可能性；另一方面，定期举行消防安全演习，引导学生正确疏散，能在火灾发生的情况下减少人员伤亡，最大程度的避免损失。

参考文献

[1]刘洪滢，一种演示电流热效应的方法[J]，《物理通报》，1994年

[2]朱则刚，防治在建工程隐患，根除电气火灾魔咒[J]，《大众用电》，2013年

[3]秦曾煌，《电工技术》第六版[M]，高等教育出版社，2004年

[4]李隽樱，请勿“小马拉大车” [J]，《湖南安全与防灾》，2012年

[5]彭梁平，万能插座超负荷易引发火灾，《消防科普》

[6]王宵，电气线路接触不良的判断分析及预防[J]，《北京电力高等专科学校学报》，2012年

[7]王厚余，电气线路火灾综论[J]．电气工程应用，1994，(2)

[8]曹国秀，浅谈电气线路引起火灾的几点认识[J]．企业科技与发展，2007，(14)

[9]张学楷，线路连接接触不良引发电气火灾的分析及其预防[J]．建筑电气，1994，(2)

[10]朱力平等，中国消防手册第二卷[M]. 上海科学技术出版社2006

（作者：徐州消防支队铜山大队工程师  赫永恒）