浅谈电动汽车充电站的电气安全

引言

1月14日日上午10点左右，青岛市市北区辽宁路63号公交停车场内，一辆报废公交车突然起火，由于大风天气，大火很快引燃了停在旁边的几辆报废车。消防人员快速赶到，迅速控制住火势。11时30分，停车场内的大火已经被完全扑灭，共有8辆公交车被烧毁，没有人员伤亡。消防人员正在现场进一步勘查具体起火原因。

电气火灾事故原因分析

（1）短路火灾

在公交车站运行期间，受外部环境与动物啃食等因素影响，出现短路故障，电源通向用电设备的导线未经过负载而直接连接，进而产生较大的短路电流，电流瞬间释放大量热量，引发绝缘烧毁、导体变形损坏、金属熔化、可燃物燃烧等一系列问题，最终引发建筑火灾。而电气火灾的主要机理包括接触不良、炭化路径短路、击穿空气放电、过负荷、热颗粒喷溅、固体液体绝缘击穿、绝缘过热等，如图钉刺穿导体造成的接触不良，短接电路受到磁场作用与金属加热影响产生的预期电弧，出现短接故障时在短接部位喷溅的热颗粒。

（2）过载

受制作工艺、安装质量等因素影响，存在过电流问题，使得线路处于过载运行状态，热导体工作温度增加，加快线路老化速度，导致绝缘强度下降。在线路老化至一定程度，或是长时间处于过载运行状态时，将造成绝缘击穿，出现短路故障。同时，在系统运行期间线路电压异常波动时，在器件中产生不规则电压，当实际电压值超过额定值时，引发介电击穿与短路故障，而在线路设备老化程度过于严重时，更容易在电压波动时造成绝缘击穿，出现建筑电气火灾事故。

（3）漏电

漏电是由于线路绝缘部位损坏或是自然老化等原因引发的电流泄漏故障，在泄漏部位产生电弧与电火花，通过释放大量热量而引燃周围可燃物。针对这一问题，可以使用电笔等工具接触带电体，如果电笔的指示灯长时间处于点亮状态，则表明出现漏电故障，反之，则表明带电体处于静电状态。

（4）不同性质短路火灾

在出现短路故障时，根据短路间另一端导体电位的短路接触状态，可以将短路引起的建筑电气火灾分为金属性短路和电弧性短路两种性质。其中，金属性短路故障表现为，故障短路两处导体接触点在高温条件下产生熔化现象，使得短路变为导电金属，产生较大的短路电流，这一故障的产生原因包括短路操作时间保护过长、短路装置故障失效。

（5）接触不良

在电气系统中，导电性电路是由一定数量的导电元件所组成，各导电元件之间通过机械连接方式保持导电接触状态，这一现象被称作为电接触现象。然而，在部公交车站中，受到人为、工艺、环境等多方面因素影响，偶尔出现电气连接不当现象，导电元件间的实际接触面积小于设计面积，或是在接触焊点表面附着灰尘污渍，设备机械连接松动，造成导电元件接触不良，最终引发电气火灾事故。

（6）电气线路设计负荷与使用负荷不匹配

在部分工程中，受设计因素影响，往往存在电气线路设计负荷与实际使用负荷不匹配的问题，在电气设备与线路运行期间，实际荷载超过额定值与可承受范围，长时间处于过载运行状态，不但加快了线路设备的老化速度，同时，还有可能引发绝缘击穿、线路烧损、引燃周围可燃物等一系列问题的出现。

（7）设备存在安全隐患

在部分电气工程中，电气设备与线路自身存在安全隐患，以某工程为例，一方面，没有正确认识到设备质量管理工作的重要性，在入场环节，仅对设备外观质量、规格型号与生产许可证等资料文件进行审核检查，并未对设备内部结构情况进行检查，也没有开展设备单体调试试验，致使部分存在质量缺陷的设备被投入使用。另一方面，施工人员没有严格遵循相关规范安装电气设备与敷设线路，存在设备安装位置偏差、导电元件接触不良、高温设备与易燃物间隔过小等问题，在建筑电气系统运行期间，存在安全隐患。

电气火灾事故的有效预防措施

（1）加强设备管理

在电气安装工程中，为预防电气故障，应加强设备管理力度，禁止安装存在质量缺陷的设备。首先，在入场环节，对电气设备与线缆的结构质量进行检查，开展单体设备试运行试验，从中随机抽取少量线缆等材料作为试样，将试样送至实验室检测，根据试验与检测结果，退回存在质量缺陷的设备材料。其次，在电气设备安装完毕后，依次开展设备单体试运行与联合调试试验，发现与处理设备潜在故障，确保设备安装质量达标。最后，在工程验收环节，对施工成果质量进行全面性检测，确定电气安装质量达到设计要求与工程建设标准后，再将建筑电气工程交付使用。

（2）日常维护保养与定期检修

做好线路设备的日常维护保养工作，清除设备线路表面附着的灰尘污渍，恢复设备线路运行状态，预防电气故障与建筑火灾事故的出现。同时，对电气设备与线路的运行状态进行监测，记录实时运行数据，将其与额定值和历史运行数据进行对比分析，以此来判断建筑电气系统和单体设备的实时运行状况，在发现异常情况时，及时组织开展故障诊断与检修作业，在必要情况下断开故障设备与非故障部位的连接，控制故障影响范围和受损程度，避免出现建筑电气火灾。

（3）加强重点部位防护

为预防短路、漏电、过载运行、接触不良等常见电气故障的出现，需要对电气系统中的重点部位采取防护措施，在系统处于异常状态时，自动执行相应的保护动作，从而起到切断故障部分与系统连接，或是恢复设备线路的正常运行。同时，也可在系统中设置漏电保护器，当系统的实际漏电值超过设定值后，漏电保护器将自动切断电源，并发出报警信号。

（4）故障仿真分析与预防

考虑到多数电气故障的发生遵循特定规律，可以提前开展故障仿真分析试验，模拟不同工况条件下的电气系统运行状况及过程，基于仿真分析结果来准确判断各类电气故障乃至建筑电气火灾事故的出现规律、产生原因、所造成具体影响，在其基础上针对性采取预防措施，以及制定事故应急处理方案。

（5）设备在线监测与故障自动识别

一些电气故障在早期阶段呈现出明显特征，如线路电流电压值异常波动、工作温度升高、发出异常声响、释放电弧等，且电气故障形成与出现建筑电气火灾之间存在时间差，如果在时间差内发现并解决电气故障，可以有效控制故障造成的损失，避免出现火灾。

（6）构建火灾预警平台

基于物联网开发建筑火灾预警平台，在建筑室内外区域中布置一定数量的信息传感装置，持续对温度、空气湿度与空气成分等要素进行监测采集。如此，在平台运行期间，将持续调用并读取温度、烟雾浓度、湿度等数据，将监测数据与额定值进行对比分析，判断是否超过阈值，如果任意一项或多项数据超过安全阀值时，表明出现电气火灾事故，平台将自动发出警报，通过网络向管理人员、消防部门发送相关信息，快速组织开展现场救援工作，快速扑灭与有效控制火势。

（7）健全技术规范与管理体系

近年来，随着科技水平的不断提高，在建筑工程中使用了大量的新型电气设备，建筑电气系统运行水平得到明显提升。然而，在相关技术规范与电气管理体系中，却并未对新型设备的技术标准、操作流程进行明确规定，致使设备安装质量与运行状态受到人为主观因素影响，存在安全隐患。因此，需要定期对建筑电气工程的相关技术规范和设备运维管理体系进行完善补充，为设备安装、调试运行、维护保养、故障诊断与检修等具体活动的开展提供明确依据。

（8）人员管理

人员是开展建筑电气设备安装与电气运行维护等活动的主体，如果工作人员的专业素养不达标，或是缺乏安全生产意识，将会形成新的安全隐患，提高建筑电气火灾事故与电气故障的出现概率。因此，加强人员管理力度，减少人为因素对建筑用电安全造成的影响。在建筑电气运维管理阶段，对设备线路日常维护、定期检修、故障诊断等工作的开展情况进行监督记录，要求工作人员严格遵循相关操作规范。

安科瑞公交站安全用电云平台

（1）概述

通过在公交站配电箱安装安全用电监测终端，实时监测公交车站配电系统漏电电流及水浸状态，并将监测数据通过移动网络上传至云端服务器。管理人员可通过手机APP、短信及时接收现场的异常报警信息。安全用电监测终端可以接收平台控制指令，在天气恶劣时远程断开公交站电源以确保安全。控制命令可以单独控制某个公交车站，也可以根据公交线路或者区域集群控制，提高管理效率。

（2）系统功能

综合看板

通过电子地图展示整个城市的公交站点分布情况，整体了解所有公交站的运行情况，集中显示公交站的报警、用电、通讯状态等信息；