淺談限流式保護器在船舶火災防控中的應用

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

 

【摘要】文章分析了船舶與船舶火災的特點，船舶火災的區域及船舶發生火災的成因，提出了防控船舶火災的策略，以期對保障船員生 命與船舶安全有所幫助。 

【關鍵詞】船舶火災；特點與成因；設備短路；防控策略

0前言

      隨著世界貿易量逐年增多，作為國際貿易運輸的主要載體，船舶運輸的 重要性日益凸現。船舶是一個相對獨立的流動場所，發生火災后，撲救難度較大，主要是由 于其內部空間狹小，設備集中，加之人員疏散不易等，實施逃生和消防救援比較困難。特別是當船舶在海上航行時發生火災，往往只能依靠本身的消防力量進行自救。 

      船舶火災易發，如果失控蔓延，撲救難度加大，因此容易造成重大人員傷亡及財產損失，甚至影響海洋環境。火災發生后，燃燒產物會彌漫整個艙室，燃燒產生的濃煙大且毒性強，走廊梯道將充滿高溫和有毒氣體，不利于救援的展開。火災場所能見度差，地形復雜，施救困難，特別是在大風浪等情況下，即使有外援船也很難接近受災船舶，更無法進行施救。 

      船舶發生火災的原因很多，主要表現在以下幾個方面：（1）吸煙是引起船舶火災的重要原因之一；（2）自燃，包括船用物品自燃、貨物自燃；（3）電氣線路和設備短路；（4）高溫熱表面未采取隔熱包扎等保護措施或保護設施損壞；（5）廚房油鍋起火；（6）船載危險品，包裝或容器破損，裝卸疏于管理；（7）在未經測爆合格的油艙、油柜動火；（8）火星，摩擦產生的火星，機艙煙囪飛出的火星；（9）靜電火花，油船原油洗艙時產生的靜電火花；（10）修船期間，明火作業點多且作業時間長，也易發生火災。 

      船舶防火的區域較其他部位更易發生火災 , 需要引起廣大船員重視和采取嚴格的防范措施。 （1）機艙，機艙內由于存在大 量的可燃液體、眾多輸油管路 , 機艙在修理時要進行明火作業 , 因此火災危險性較大。機艙一旦失火 , 易導致主機停車和電力供應的中斷 , 甚至使機艙燒毀 ,致使船舶動力盡失。（2）貨艙，船舶貨艙內載運大量的可燃易燃貨物。（3）生活處所，船舶的生活區火源多且不易控制，裝飾材料多為易燃物質。（4）廚房及其他艙室，包括油漆間、物料間等。 

      船舶防火工作須在“預防為主 , 防消結合"工作方針的指導下，把火災預防工作放在，在思想上時刻保持警惕。 

4.1制定目標，明確責任。

      船舶須根據本船實際制定消防安全目標。船長為船舶防火責任人 , 對船員進行消防知識教育；制定船舶滅火應急方案 ,定期組織演練；協助調查火災原因。部門長為部門防火責任人 , 負責本部門的各項防火工作。 

4.2定期舉行消防安全會議。

      船員須樹立和保持正確的態度，有責任消除或報告船舶各部位所出現的火災隱患或危險情況。 

4.3提高船員的防火防爆意識，嚴格執行船舶消防安全操作制度。

      通過定期組織學習和檢查 , 提高對防火安全重要性的認識。 

4.4建立健全船舶防火有關的安全制度。

      船上須制定防火安全制度 ,督促船員認真遵守。全體船員共同擔負船舶防火的任務。定期舉行船舶消防培訓與演習，使船員熟悉發生火災時其在船上的應變崗位、職責和和行動要求。 

4.5善于發現船員的不安全行為，制定船員的日常防火要求。

      船員應樹立防火責任意識，積極學習有關消防知識，自覺遵守有關的消防規章和制度；禁止任何人任何時候在禁煙場所吸煙，在裝有易燃易爆品的甲板上，或在裝卸貨期間的甲板上禁止吸煙；煙頭必須隨手熄滅并放入注水的和帶蓋的煙灰缸內；不得私自攜帶和存放易燃易爆品；禁止隨意焚燒廢舊紙張塑料等物品；離開房間時應隨手關燈，尤其應注意舷窗附近的燈具；航行中不得鎖門睡覺，以免當發生火災時，不利于逃生；使用的電加熱器必須是合格的安全型產品，禁止私自使用明火電爐，使用電加熱器時必須有人看管，離開時需關掉電源；不準隨意接拆電線和插座；用廚房爐灶烹調食物時必須有人看管，不得隨意離開廚房；廢棄的含油棉紗頭應存放在專用的帶蓋金屬容器內，不得隨手亂扔，并且對含有油污的棉麻制品及時處理，不要長時間存放在悶熱的地方，防止其自燃；必須將防火巡視值班制度落到實處，易于發生火災的場所，每班都按規定進行的巡回檢查，相關內容記入航海日志；每位船員都應確保其居住區、值班區域、工作區域和所在區域的防火安全；垃圾桶應用不燃材料制成，并且要有桶蓋，垃圾及時清除，以防自燃和被引燃。 

5.1限流式保護器的設計

      電氣防火限流式保護器可克服傳統斷路器、空氣開關和監控設備存在的短路電流大、切斷短路電流時間長、短路時產生的電弧火花大，以及使用壽命短等當弊端，發生短路故障時，能以微秒級速度快速限制短路電流以實現滅弧保護，從而能顯著減少電氣火災事故，保障使用場所人員和財產的安全。

      安科瑞ASCP200-1電氣防火限流式保護器的主要元件是固態開關，不同于傳統家用的空氣開關（微斷）。我們知道，傳統空氣開關的斷開是一種機械運動過程，分斷時間需要幾十毫秒(一般30～50ms)，帶負載斷開時通常伴隨有電弧的產生。而固態開關的斷開則是依靠半導體內部的載流子運動實現，分斷時間微秒級，速度快，無電弧產生。

      如圖1所示，當發生短路故障時，傳統空氣開關在電流升至C點時才能動作，且無法瞬時切斷電流，而固態開關則可以在電流升至B點時即瞬間切斷短路電流。

 圖1短路故障前后電流與時間關系圖

 

      從流過電阻的電流熱量公式Q=I2Rt，可以很容易看出，傳統空氣開關與固態開關在短路時所釋放的能量差別可以達到數千倍之多。因此當裝配限流式保護器的回路發生短路故障時，就可以避免電弧的產生，從而降低了電氣火災。

5.2 ASCP200-1功能特點

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

      A）短路保護功能，線路發生短路故障時，能在150微秒內實現快速限流保護；

      B）過載保護功能，線路持續過載時，保護器限流保護；

      C）表內超溫保護功能，保護器內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）；

      E）電纜溫度監測功能，被測線纜溫度超過報警設定值時，保護器告警或限流保護（可設）；

      F）漏電流監測功能，線路漏電超過報警設定值時，保護器告警或限流保護（可設）；

      G）通訊功能，保護器配置1路RS485接口，1路2G無線通訊，可以將數據發送到安科瑞Acrel-6000安全云平臺，或第三方監控軟件或平臺，從而實現遠程監控。

5.3 ASCP200-1技術參數

 

5.4應用方案圖示

      ASCP200-1型電氣防火限流式保護器建議安裝在入戶開關下端，額定電流值根據入戶開關的具體規格進行設置，典型應用示意圖如圖2所示：

圖2 ASCP200-1家用防火解決方案安裝示意圖

5.5使用注意事項

      在選用限流式保護器時，限流式保護器的設定的額定電流應該與其前上級的斷路器的額定電流保持一致。例如，當限流式保護器輸入端斷路器的額定電流為32A時，應將限流式保護器的額定電流設置為32A。為保障限流式保護器的正常使用，嚴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，應確保安裝場所無滴水、腐蝕性化學氣體和沉淀物質，并注意環境溫度和通風散熱。

      為確保可靠連接，接線時應按接線圖進行，同時為了防止接頭處接觸電阻過大而導致局部過熱，也避免因接觸不良而導致保護器工作不正常，線頭應采用合適大小的U形冷壓頭壓接后，再插入保護器相應端子上并將螺釘擰緊壓實。

      保護器內部帶有交流電，嚴禁非人士擅自打開產品外殼。保護器在使用期間，若被保護線路發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，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，長按保護器的復位按鍵約2秒鐘，使保護器恢復正常運行時。

      當保護器因超溫而發生限流保護時，則可能是因為負載電流過大，環境溫度過高或通風散熱不良等原因導致，可通過加強通風等措施，等保護器溫度降下來后，再長按復位鍵，使保護器復位，恢復正常運行。

      消除船舶火災隱患是預防船舶發生火災的關鍵工作，所以船舶領導日常對船舶火災隱患的排查及消除顯得非常重要。船舶火災是可以預防的，關鍵在于全體成員在思想上都要對船舶消防工作高度重視，并將船舶防火工作真正加以落實，只有清楚地認識到這一點，才能切實地搞好船舶消防工作，更好地保障船舶和人員安全，保護海洋環境。

      [1]方明樹.船舶火災的成因及防控策略．

      [2]安科瑞企業微電網設計與應用手冊，2020.06版.