根據(jù)全國商業(yè)消防與安全協(xié)會“中國商業(yè)火災事故分析報告”(2015)的數(shù)據(jù),2014年商業(yè)流通企業(yè)包括商場、超市、室內(nèi)市場、室外集貿(mào)市場、商鋪、賓館、公共娛樂場所、物資倉庫,共發(fā)生火災事故22615次,共造成損失12.7億元。2014年商場發(fā)生火災共848起,其中433起是由于電氣引起的,占總數(shù)的51%。因此電氣部分已經(jīng)成為造成的火災的重大隱患。圖1到圖4,反映了電氣的安全是商業(yè)火災中最突出的原因。
與地震、臺風等不可控的自然因素不一樣,一般用電事故的發(fā)生在相當程度上是可以避免的。對電力事故引發(fā)的火災問題,應該從源頭抓起,做到盡可能排除隱患,使其發(fā)生概率和風險盡可能地降到最低,而且為此所付出的成本也完全可以接受。
當下中國經(jīng)濟社會正處在快速發(fā)展及轉(zhuǎn)型時期,不少配電網(wǎng)的規(guī)劃都落后于用電狀況的變化,致使系統(tǒng)在使用過程中,常常會處于超出額定負荷狀態(tài)運行。這無疑是對電力設備的一種考驗,同時也會加速其老化,尤其是對那些相對不夠魯棒的部分??紤]到較之于銅電纜,鋁合金電纜在電氣性能方面的還存有一些劣勢,鋁合金電纜開始大規(guī)模進入商業(yè)、超市等商業(yè)流通企業(yè),會使得上述的問題變得更加突出。
根據(jù)目前全國商業(yè)消防與安全協(xié)會前正在起草的“商貿(mào)流通企業(yè)安全隱患排查通則”。商業(yè)的重大隱患包括:
◆特種設備、消防等系統(tǒng)不完善、不可靠。
◆無執(zhí)業(yè)資格證或特種作業(yè)人員操作證后未經(jīng)允許進行有關設施或電氣操作。
◆特種設備、消防設備設施等為按規(guī)定取得國家規(guī)定相關登記、備案、檢驗、檢測的合格證件或報告。
◆無相關安全生產(chǎn)管理制度、安全生產(chǎn)責任制,操作規(guī)程或相關應急預案。
根據(jù)該通則,有任何如上情況就視為有重大消防隱患。目前中國鋁合金電纜在電氣安全方面存在著不少令人擔憂的隱患,具體的問題如下:
技術上接頭端子的隱患
一般電力系統(tǒng)的故障,在初始期都表現(xiàn)為由于產(chǎn)生過量的焦耳熱而導致溫度異常。目前,中國的商業(yè)建筑室內(nèi)基本以銅電纜為主,鋁合金電纜的應用通常必須與銅電纜進行過渡連接,但是,國內(nèi)還沒有相關的鋁合金電纜與銅電纜的過渡技術標準,在沒有技術標準的條件下,現(xiàn)有的做法是按銅鋁過渡端子的標準安裝,事實上,鋁合金電纜的連接一點也沒超越銅鋁電纜的安全水平。
再說,鋁在電纜應用中的性能缺陷及安全隱患是有目共睹的。在鋁和銅這兩種不同金屬的連接上,相對于同種金屬、同種材料的情景而言,其實際接觸部位的冷焊有效接觸面積會明顯減小,接觸電阻變大,因而將產(chǎn)生更多一些的焦耳熱。在短時期內(nèi),以及正常情況下,這種差異的影響可能還不算很大。但在長時間上,或在異常情況下,問題可能就會變得比較嚴重,如環(huán)境潮濕,兩種金屬間產(chǎn)生的電化學腐蝕會加重,結果會進一步增加接觸電阻。
此外,銅鋁過渡端子原用于鋁電纜,端子的連接尺寸無法與終端設備尺寸安全匹配,在施工過程當中常常發(fā)生用削磨端子的方式來連接鋁合金電纜,導致在宏觀上端子接觸面積就不夠。總之,端子接觸電阻的升高,將導致其溫度的升高,兩者會形成一定的正向反饋,最終可能會造成很大的安全隱患。再加上銅鋁金屬熱膨脹系數(shù)不同等其他因素,致使鋁電纜接頭部位容易起火——起火概率約為銅電纜的10倍。因此,鋁合金電纜僅在北美等施工管理水平較高的地區(qū)才可使用。
目前據(jù)悉只有美國的一家公司解決了銅鋁端子連接問題,但是價格也非常高,升高了鋁合金電纜的使用成本。而中國絕大多數(shù)的鋁合金金電纜供應商并沒有解決這個問題。若考慮到未來,有可能有電動汽車以及新能源的接入時,電網(wǎng)末端負荷波動頻繁,潮流幅度變化劇烈,使得接頭端子處溫度波動大,頻繁出現(xiàn)熱脹冷縮,不同材料端子接觸的熱穩(wěn)定性問題可能還會凸現(xiàn)。因此,在目前情況下,鋁合金電纜進入商業(yè)流通企業(yè)會留有很多隱患。
另外,在災害發(fā)生的情況下,鋁合金電纜的抗災能力遠不如銅電纜。鋁合金電纜在耐高溫性能方面性能弱,鋁的熔融溫度為660℃,而銅可達1080℃,在高溫環(huán)境中使用的耐火電纜要求要在經(jīng)受750℃~1000℃作用下仍能維持通電的功能。此時,銅電纜這種耐高溫的屬性,對于大眾生命的保障至關重要。
缺少相應標準導致的隱患
據(jù)了解,鋁合金電纜行業(yè)專門標準主要有已經(jīng)頒布實施的《額定電壓0.61kV鋁合金導體交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜》和《電纜導體用鋁合金線》標準。還有就是針對鋁合金電纜導體桿材生產(chǎn)、銷售的國家推薦性標準《電工用稀土高鐵鋁合金桿》,及經(jīng)修改后頒布的新版《電工圓鋁桿》標準。所有這些標準并沒有涉及接頭端子問題,端子問題如不解決,鋁合金電纜的各種特性都無法發(fā)揮作用。因此火災的隱患依然存在。
中國工程院黃崇祺院士《“以鋁節(jié)銅”要澄清是非》一文中也指出:“從應用方而言,最關注的是在不同電壓等級下鋁和鋁合金電纜的連接和安全可靠運行問題。”
缺少操作規(guī)范導致的隱患
電纜接頭的處理需要在現(xiàn)場進行,因此操作人員的培訓、規(guī)范、素質(zhì)非常重要。鋁合金電纜在北美能夠安全運行,與其嚴格的運作規(guī)范密切相關。而在我國,在還沒有相應操作規(guī)范的前提下,大規(guī)模使用鋁合金電纜,會為商業(yè)企業(yè)留下隱患。
綜上所述,鋁合金電纜進入商業(yè)流通企業(yè)后,雖然價格可能相對便宜,但可能會對未來的安全造成隱患,有可能導致巨大的經(jīng)濟損失和對人的生命安全構成威脅。
隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和計劃生育等公共政策的實施,中國家庭的結構已經(jīng)發(fā)生了巨大改變,核心家庭包括大量的獨生子女家庭構成了社會主體。這樣的家庭在面對傷亡事故時,無論是在情感上還是在經(jīng)濟上都會非常脆弱。未來中國社會經(jīng)濟水平還將快速提高,所以經(jīng)濟考量不應該成為當前電力基礎設施建設的首要因素。要構建和諧社會、增進社會福祉,從長遠看,保障民眾生命財產(chǎn)安全,遠比只能很有限地降低一點供電成本來的重要,就像防災意識很強的日本,其配電網(wǎng)系統(tǒng)無論是商用還是民用都很少使用鋁和鋁合金電纜。
最近,國家安全發(fā)展示范城市建設基本規(guī)范(征求意見稿)指出:把安全生產(chǎn)真正作為發(fā)展的前提和基礎,實現(xiàn)安全與質(zhì)量、安全與效益、安全與速度相統(tǒng)一,把經(jīng)濟社會發(fā)展切實建立在安全保障能力不斷增強、勞動者生命安全和身體健康得到切實保障的基礎上,確保人民群眾平安幸福地享有經(jīng)濟發(fā)展和社會進步的成果。在防災這個涉及到千家萬戶生命財產(chǎn)安全問題上,應該具有高度的警惕,防止片面追求經(jīng)濟利益而犧牲城市安全的悲劇發(fā)生。