前言

? ? ? ?眾所周知，電動自行車是以輪轂電機、電機控制器、金屬車架等部件為主要結(jié)構(gòu)，以動力電池為行動能源，以多元化低壓電氣系統(tǒng)為控制手段。其以輕便快捷、價格便宜、綠色環(huán)保、通行性高、停車不設(shè)限等先天優(yōu)勢，在我國的城鄉(xiāng)迅速普及，成為廣大群眾出行的主要代步工具。與此同時，電動自行車引發(fā)的火災(zāi)事故不斷上升，亡人傷人風(fēng)險與日俱增。防范電動自行車火災(zāi)是當(dāng)前消防安全管理的重要內(nèi)容之一。本文從電動自行車構(gòu)成部分低壓電氣系統(tǒng)的致災(zāi)因素角度，粗略分析電動自行車消防安全風(fēng)險源頭，旨在啟示電動自行車火災(zāi)防控方向。

1低壓電氣火災(zāi)成因

? ? ? ?從電力學(xué)的角度來看，低壓電氣線路形成火災(zāi)事故主要成因有四方面。

1.1電路短路

? ? ? ?在常用電氣設(shè)備或電力傳輸網(wǎng)絡(luò)中，不同電位的導(dǎo)電部分，直接用金屬導(dǎo)線或小電阻設(shè)備連接在一起，造成短路回路電流突然劇增，從而致使導(dǎo)線瞬間產(chǎn)生高溫、電弧甚至線路熔斷，點燃絕緣層和故障點附近可燃物，繼而引發(fā)火災(zāi)事故。在實際生產(chǎn)生活中，電路短路是引發(fā)電力故障和電氣火災(zāi)事故的重要原因之一。

圖1常見電路短路示意圖

1.2接觸不良

? ? ? ?導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線與配電、用電設(shè)備之間連接時，因接觸不良或接觸電阻過大，在電氣線路持續(xù)電流的作用下，致使導(dǎo)線接觸處產(chǎn)生高溫或電弧，同樣可以引燃絕緣層或附近可燃物引發(fā)火災(zāi)事故。接觸不良是線路火災(zāi)容易忽略并難以防止的一種。

1.3線路漏電

? ? ? ?低壓電氣線路的絕緣材料受外部因素影響或自然老化，絕緣性能下降甚至消失，電流從電流回路內(nèi)泄漏出來，流到周邊可接地物體上，形成漏電電流路徑。在該路徑上可能產(chǎn)生高溫、電弧、電火花，從而引燃周圍可燃物形成火災(zāi)事故。此類火災(zāi)難以預(yù)防，可發(fā)生于相線與中性線、相線與接地之間。它通常還易形成人員觸電事故。

圖2示意圖2

圖3非正常漏電流示意圖

1.4電路過載

? ? ? ?通過電氣線路的電流超過其安全載流量，導(dǎo)致電氣線路產(chǎn)生高溫，引燃絕緣層或周圍可燃物形成火災(zāi)事故。線路過載是造成線路電氣火災(zāi)的又一重要因素。過載不僅能直接引起火災(zāi)，而且過載會損壞線路絕緣材料，又往往是引起線路短路、接觸不良、漏電等故障的先導(dǎo)因素，需重點加以防范。

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2電動自行車的火災(zāi)防范

? ? ? ?通過以上分析，防范電動自行車火災(zāi)事故既要提髙安全管理措施，還要從本質(zhì)上改善車輛內(nèi)在致災(zāi)因素入手。綜合考慮低壓電氣線路防范短路、過載、漏電、接觸不良等情況的措施，最有效的是嚴(yán)格選擇電線電纜、合理規(guī)劃線路敷設(shè)路徑、穩(wěn)定電氣設(shè)備電壓電流溫度等參數(shù)，保持電氣連接部位接觸良好、使用熔斷器等安全保護(hù)裝置、優(yōu)化絕緣材料性能，輔之以減少周邊可燃物(即電動自行車易燃外殼)等方式。相應(yīng)來講，電動自行車防范火災(zāi)事故，可以從以下方面進(jìn)行著手。

2.1優(yōu)化安全技術(shù)規(guī)范

? ? ? ?在車身制造上，優(yōu)化整車結(jié)構(gòu)研發(fā)，加大優(yōu)質(zhì)創(chuàng)新防火材料和超輕耐用金屬材質(zhì)的使用，使電動自行車能夠兼顧美觀、耐用的客戶要求和輕量、安全的標(biāo)準(zhǔn)要求。在內(nèi)部電氣線路上，要科學(xué)布置線路走位，釆用優(yōu)質(zhì)線纜材料和電氣設(shè)備。在元件使用上，要加大各電氣系統(tǒng)模塊化整合設(shè)置，盡量減少分散的輔助電氣線路的連接，從而降低導(dǎo)線連接點的安全風(fēng)險。同時，相關(guān)部門可研究制定相應(yīng)的指導(dǎo)意見，鼓勵電動自行車生產(chǎn)企業(yè)主動提升安全技術(shù)規(guī)范，采用成熟優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的動力電池，從本質(zhì)上降低電動自行車發(fā)生火災(zāi)風(fēng)險因素，提升電動自行車防控火災(zāi)的能力。

2.2嚴(yán)把安全質(zhì)量關(guān)口

? ? ? ?在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，電動車產(chǎn)業(yè)集聚地區(qū)要嚴(yán)格核查電動自行車生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)資質(zhì)，要督促電動車生產(chǎn)企業(yè)嚴(yán)格按照《電動自行車安全技術(shù)規(guī)范》(GB 17761-2018)合法生產(chǎn)合規(guī)產(chǎn)品。在銷售環(huán)節(jié)，各地要按照相應(yīng)出臺非機動車安全管理條例，建立市場監(jiān)管、安監(jiān)、公安等聯(lián)合執(zhí)法機制，加大銷售、組裝等。在使用環(huán)節(jié)，公安、交管等部門要加大群眾電動自行車日常使用的監(jiān)督管理，查處違規(guī)改裝電氣線路、超規(guī)配置電池等行為。在維修環(huán)節(jié)，要嚴(yán)格把控電動自行車修理維護(hù)質(zhì)量，規(guī)范維修網(wǎng)點的零配件質(zhì)量和安裝規(guī)范，確保維修后的整車電氣線路性能合規(guī)。

2.3規(guī)范充電場所建設(shè)

? ? ? ?從用戶使用場景來看，要參考《電動自行車集中停放充電場所建設(shè)消防安全參考技術(shù)要點》，規(guī)范電動自行車集中停放充電裝置建設(shè)，持續(xù)開展高質(zhì)量的充電設(shè)施建設(shè)，力爭實現(xiàn)有條件的住宅小區(qū)及人員密集場所電動自行車充電設(shè)施建設(shè)全覆蓋，從而解決電動自行車或鋰電池進(jìn)門入戶充電行為，最大限度減少電動自行車火災(zāi)形成時造成的人員傷亡風(fēng)險。對于新建小區(qū)，將電動自行車棚和充電樁規(guī)劃納入新小區(qū)的建設(shè)設(shè)計中，實現(xiàn)電動自行車的停放和充電至少達(dá)到1 1的條件。對于老舊社區(qū)，協(xié)同住房城鄉(xiāng)建設(shè)管理部門做好電動自行車集中停放場所后續(xù)增設(shè)工作。同時，輔助建設(shè)電梯智能阻車系統(tǒng)、電動自行車充電棚安防設(shè)備，主動接入政府一網(wǎng)統(tǒng)管系統(tǒng)，積極提升電動自行車安全使用的監(jiān)管成效。

2.4安全用車用電宣傳

? ? ? ?對人民群眾開展經(jīng)常性的宣傳教育，提示電動自行車的安全隱患、正確使用方法包括充電停放、保養(yǎng)維護(hù)等，引導(dǎo)群眾安全合法使用電動自行車。嚴(yán)格依法查處違規(guī)停放、充電等行為，依法追究相應(yīng)責(zé)任。定期組織電動車火災(zāi)警示教育，加強對群眾電動車火災(zāi)處置和逃生知識的宣傳，提升群眾安全防范意識，扭轉(zhuǎn)電動自行車火災(zāi)防范被動應(yīng)付的局面。

3限流式保護(hù)器在電氣防火的應(yīng)用

3.1限流式保護(hù)器的功能及應(yīng)用方案

3.1.1限流式保護(hù)器的設(shè)計

? ? ? ?電氣防火限流式保護(hù)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(hù)，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電氣防火限流式保護(hù)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4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4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(dá)到數(shù)千倍之多。因此當(dāng)裝配限流式保護(hù)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)。

3.1.2 ASCP200-1功能特點

? ? ? ?ASCP200-1型電氣防火限流式保護(hù)器是單相限流式保護(hù)器，較大額定電流為63A。主要功能如下:

? ? ? ?A）短路保護(hù)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(hù)；

? ? ? ?B）過載保護(hù)功能，線路持續(xù)過載時，保護(hù)器限流保護(hù)；

? ? ? ?C）表內(nèi)超溫保護(hù)功能，保護(hù)器內(nèi)部器件工作溫度過高時，保護(hù)器限流保護(hù)；

? ? ? ?D）過/欠壓保護(hù)功能，線路欠壓或過壓時，保護(hù)器告警或限流保護(hù)（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(hù)器告警或限流保護(hù)（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(hù)器告警或限流保護(hù)（可設(shè)）；

? ? ? ?G）通訊功能，保護(hù)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，或第三方監(jiān)控軟件或平臺，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

審核編輯：符乾江