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消防百科
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七氟丙烷和超細(xì)干粉在電氣火災(zāi)中性價比分析
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一、電氣火災(zāi)的危險性（致災(zāi)因素的分析）
電氣火災(zāi)隱患的特點就是火災(zāi)隱患的分布性、持續(xù)性和隱蔽性。由于電氣系統(tǒng)分布廣泛、長期持續(xù)運行，電氣線路通常敷設(shè)在隱蔽處（如吊頂、電纜隧道內(nèi)），火災(zāi)初期時不易被火災(zāi)報警系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，也不易為肉眼所觀察到。電氣火災(zāi)的危險性還與用電情況密切相關(guān)，當(dāng)用電負(fù)荷增大時，容易因過電流而造成電氣火災(zāi)。
火災(zāi)它所造成的人員傷亡、財產(chǎn)損失和社會震蕩都是巨大的。電氣火災(zāi)主要發(fā)生在建筑物內(nèi)，建筑物內(nèi)人員密切、疏散困難、排煙不暢，極容易造成群死群傷的重大事故。
1、電氣火災(zāi)的火源
電氣火災(zāi)的火源主要有兩種形式，一種是電火花與電弧；另一種是電氣設(shè)備或線路上產(chǎn)生的危險高溫。
①、電火花與電弧主要在氣體或液體絕緣材料中產(chǎn)生，損壞絕緣后，在縫隙或裂紋間會發(fā)生電弧，使兩導(dǎo)體間被擊穿而產(chǎn)生電弧的電壓為30kV/cm。電弧會產(chǎn)生較高的溫度，如2~20A的電弧電流就可以產(chǎn)生2000~4000oC的局部高溫，0.5A的電弧電流就足以引發(fā)火災(zāi)。電火花可看成是不穩(wěn)定的、持續(xù)時間較短的電弧，其溫度也較高，由電火花、電弧產(chǎn)生的二次火源有著更大的危險性。
②、電氣設(shè)備和線路在運行時總會發(fā)熱，原因有以下幾種：⑴電流在導(dǎo)體的電阻上產(chǎn)生熱量；⑵鐵心損耗產(chǎn)生的熱量；⑶絕緣介質(zhì)損耗產(chǎn)生的熱量。在正常情況下，發(fā)熱與散熱能在一個較低的溫度下達(dá)成平衡，這個溫度不超過電氣設(shè)備的長期允許工作溫度，不會有危險高溫出現(xiàn)，只有當(dāng)正常運行遭到破壞，使發(fā)熱劇增而散熱不及，這時才可能出現(xiàn)溫度的急劇升高，以至出現(xiàn)危險的高溫，這種危險的高溫在條件恰當(dāng)?shù)臅r候就會引發(fā)火災(zāi)。
③、電弧與電火花均屬于明火，其引起火災(zāi)的途徑是直接的。高溫引發(fā)火災(zāi)的途徑比較復(fù)雜，它的效應(yīng)主要有軟化、分解絕緣物質(zhì)產(chǎn)生可（易）燃?xì)怏w、直接烤燃物質(zhì)。
2、電氣火災(zāi)的具體起因
(1)接觸不良，當(dāng)工作電流通過時，在接觸電阻上產(chǎn)生較大的熱量，使連接處溫度升高，高溫又使氧化進一步加劇，使接觸電阻進一步加大，形成惡性循環(huán)，產(chǎn)生較高的溫度，可達(dá)千度以上，使附近的絕緣軟化造成短路而引發(fā)火災(zāi)，也可能直接烤燃附近的可燃物而引發(fā)火災(zāi)。
(2)過電流，原因包括過載和短路。過電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)是電氣火災(zāi)的直接或間接原因。
(3)異常電壓升高，是電力系統(tǒng)在運行過程中，因故障原因而導(dǎo)致的工頻電壓升高，用電設(shè)備的發(fā)熱與電壓的二次方成正比而引發(fā)火災(zāi)。原因有：中心點位移、負(fù)荷嚴(yán)重不平衡有三次諧波、變壓器高壓側(cè)發(fā)生碰殼接地故障、不穩(wěn)定的短路或接地故障、電氣設(shè)備誤操作、設(shè)計選型或施工安裝錯誤等。
(4)雷擊，雷電是一種自然現(xiàn)象。雷電放電、反擊引發(fā)、感應(yīng)過電壓都可能引發(fā)的火災(zāi)。
(5)設(shè)計考慮不周和施工質(zhì)量差，也是一重要火災(zāi)隱患。
近年來，由于夏季大量使用空調(diào)，一些樓房的電氣線路截面偏小，設(shè)計容量偏低不堪重負(fù)，頻頻跳閘，更嚴(yán)重的是電氣線路長期過載，導(dǎo)致絕緣下降，成為一個難以處理的火災(zāi)隱患。除設(shè)計線路截面偏小以外，我國至今沒有制定電線、電纜載流量的國家標(biāo)準(zhǔn)，如IEC標(biāo)準(zhǔn)2.5mm2銅芯塑料線載流量為26A，而我國的一些資料取30~32A，比IEC標(biāo)準(zhǔn)高出20%多。而設(shè)計又多未考慮多根導(dǎo)線穿管暗敷設(shè)時發(fā)熱而導(dǎo)致的載流量降低，這些因素使所選擇的線路截面更顯偏小，也給今后使用留下隱患。在工程的施工過程中，電氣線路安裝不規(guī)范，施工工藝不良，導(dǎo)線連接不實，接觸不良，絕緣刮破等也是發(fā)生電氣火災(zāi)的一個重要原因。較是中性線連接質(zhì)量差，如造成中性線斷裂，易損壞設(shè)備絕緣，引起單相設(shè)備燒壞，甚至火災(zāi)。
二、按照國家相關(guān)規(guī)范可選用的滅火系統(tǒng)類型。
根據(jù)《高規(guī)》中的要求，在配電房、電源設(shè)備機房、計算機中心、電纜隧道等電氣場所應(yīng)設(shè)置自動滅火系統(tǒng)；目前，1211、1301等哈龍產(chǎn)品由于破壞大氣層而被淘汰。由此，一些新型高效的滅火設(shè)備被得以推廣；這主要包括三類：一是氣體滅火系統(tǒng)，如：CO2、HFC-227ea、IG-541等，二是超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)，三是細(xì)水霧滅火系統(tǒng)。在這些產(chǎn)品中，除細(xì)水霧外，技術(shù)上都比較成熟，各種性能指標(biāo)較合理、且具有推廣價值的，筆者對這幾種滅火劑進行了比較。
認(rèn)為選取該系統(tǒng)應(yīng)遵循以下幾個原則：
一是高效。即能允許條件下，較短時間控制并熄滅火勢，不復(fù)燃。
二是安全。滅火劑要能保證無毒或者低毒，低腐蝕。
三是要有前瞻性。要能符合環(huán)保等理念，且在較長時間內(nèi)，技術(shù)不會落后而被淘汰。
四是技術(shù)成熟。要保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，安裝、管理和維護才有技術(shù)保障。
五是經(jīng)濟。要使設(shè)備達(dá)到較大的性價比，且要降低維護成本。
三、配電房滅火工程的經(jīng)濟性比較（七氟丙烷與超細(xì)干粉）
1、兩種滅火劑的基本情況
HFC-227ea的分子式為CF3CHFCF（七氟丙烷），屬于HFC（含氫氟烴）類物質(zhì)，由美國大湖公司開發(fā)，商品名稱為FM-200。是一種常溫下為氣態(tài)的化學(xué)滅火劑，加壓后以液態(tài)儲存。它應(yīng)用于全淹沒式的系統(tǒng)環(huán)境中，結(jié)合物理的和化學(xué)的反應(yīng)過程消除熱能，阻止的發(fā)生。超細(xì)干粉的平均粒徑小于20微米（部頒標(biāo)準(zhǔn)），根據(jù)干粉的滅火機理，干粉越細(xì)滅火效率越高。超細(xì)干粉可以在空氣中懸浮較長時間，可以象氣體一樣繞過障礙物滅火，因而全淹沒效果較好，粉霧還具趨熱性，能主動捕捉燃燒基，適用于相對封閉的空間滅火，同時也可以應(yīng)用于敞開式場所局部應(yīng)用滅火。武漢綠色消防的超細(xì)干粉是一種能整體防潮的礦物質(zhì)，不須硅油包裹，具較好的流動性和電絕緣性，對保護物無腐蝕，對人體無任何刺激，滅火后殘留物易清除，滅火劑的有效期提高到五年以上。超細(xì)干粉是國內(nèi)較先開發(fā)且經(jīng)過多項深位火災(zāi)進行過滅火試驗，并取得國家權(quán)威部門檢驗合格的產(chǎn)品，其覆蓋層因粉末的粒徑更細(xì)則隔絕空氣效果顯著，且在滅火劑中添加有阻燃成分，比普通干粉的抗復(fù)燃性更好！
2、兩種滅火劑滅火特性的比較
從滅火效率的角度講，“七氟丙烷對配電房、通信機房其滅火濃度一般采用8%”，“系統(tǒng)的噴放時間，在通訊機房和電子計算機房等防護區(qū)，不宜大于7S；在其它防護區(qū)，不應(yīng)大于10S”[2]；而煙烙盡的濃度一般取38.5%，滅火系統(tǒng)的使用條件要求，系統(tǒng)開啟后，90%藥劑噴放時間應(yīng)>23S及<40S，并且要求60S內(nèi)達(dá)到滅火濃度。可見七氟丙烷滅火效率要比超細(xì)干粉高許多。但從滅火效果而言，由于氣體滅火系統(tǒng)需要一定的浸漬時間來保證的，但七氟丙烷滅火濃度跨越范圍小，僅為7.35%-10.5%。而IG-541可達(dá)37.5%-52%。在維持一定的浸漬時間時由于受空間密閉的影響，藥劑總難免會泄漏。而超細(xì)干粉是以化學(xué)滅火為主，物理滅火為輔，滅火劑與火焰接觸，一秒鐘滅火，滅火后能在物體表面形成一種覆蓋層；如此，七氟丙烷造成復(fù)燃的可能性就比超細(xì)干粉要大得多。
3、兩種滅火劑的安全性比較
根據(jù)對物質(zhì)的安全性判斷標(biāo)準(zhǔn)，這二種系統(tǒng)的設(shè)計濃度均在NOAEL值下，因此噴射時在防護區(qū)內(nèi)的人員相對是安全的。超細(xì)干粉滅火劑無腐蝕，無毒，在滅火劑噴放后，對防護區(qū)內(nèi)人員在呼吸方面有一定影響，但不會使人員窒息。但是FM-200在高溫下分解產(chǎn)生的HF，對人體和設(shè)備腐蝕性較強，實際酸氣產(chǎn)生的量大于300ppm。例如：英國火災(zāi)損失預(yù)防委員會屬下的（L）在對FM200進行滅火噴放試驗時發(fā)現(xiàn)伴隨著滅火進行時，環(huán)境中產(chǎn)生了大量“煙灰”（實為大量氫氟酸產(chǎn)生的白霧）。其濃度一次測定為10，324ppm，一次為8，549ppm[3]。這遠(yuǎn)大于短時間內(nèi)接觸50ppm的氫氟酸，就達(dá)到危險程度的國際標(biāo)準(zhǔn)，在有人的場所使用時應(yīng)慎用。在工程應(yīng)用中，配電房、網(wǎng)管機房等房間內(nèi)設(shè)備精密價高，且平時有人工作，應(yīng)充分考慮這一點。
4、兩種滅火劑的對環(huán)境的影響
通過比較，超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)對環(huán)境的影響要比七氟丙烷小的多。而七氟丙烷所引發(fā)GWP值是較高的，對環(huán)境的負(fù)面影響更大。
5、兩種系統(tǒng)的經(jīng)濟比較
氣體滅火系統(tǒng)的額大小是與防護區(qū)大小、多少、輸送距離的長短、產(chǎn)品的質(zhì)量有著密切關(guān)系的。INGEREN的“應(yīng)用量相對容積比”（反映滅火劑用量、設(shè)備用量和占地面積等各項因素造成的建設(shè)成本的大小）較高。即，一般來說由于超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)體積小，滅火效率高，無管網(wǎng)超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)根本不需要氣瓶間。在同一防護區(qū)內(nèi)，在技術(shù)措施允許的范圍內(nèi)其一次投資額要比七氟丙烷低。從實際使用看，由于七氟丙烷藥劑的昂貴，七氟丙烷系統(tǒng)的性價合理性要比超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)高許多。
6、兩種滅火劑的發(fā)展趨勢
根據(jù)資料，由于七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)存在的缺陷，在歐盟的許多國家包括日本都不予采用。假以時日，如美國加入《京都議定書》后，七氟丙烷較可能就會因溫室問題而遭禁用。在我國，公安部消防局和行業(yè)協(xié)會管理聯(lián)合下發(fā)的《哈龍?zhí)娲a(chǎn)品推廣應(yīng)用的規(guī)定》，對于應(yīng)設(shè)置氣體滅火系統(tǒng)的場所，推薦使用惰性氣體滅火系統(tǒng)，也可使用含氫氟烴的鹵代烴類氣體滅火系統(tǒng)。
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