浅谈限流式保护器在船舶火灾防控中的应用

刘丹

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定201801

 

【摘要】文章分析了船舶与船舶火灾的特点，船舶火灾的区域及船舶发生火灾的成因，提出了防控船舶火灾的策略，以期对保障船员生 命与船舶安全有所帮助。 

【关键词】船舶火灾；特点与成因；设备短路；防控策略

0前言

      随着世界贸易量逐年增多，作为国际贸易运输的主要载体，船舶运输的 重要性日益凸现。船舶是一个相对独立的流动场所，发生火灾后，扑救难度较大，主要是由 于其内部空间狭小，设备集中，加之人员疏散不易等，实施逃生和消防救援比较困难。特别是当船舶在海上航行时发生火灾，往往只能依靠本身的消防力量进行自救。 

      船舶火灾易发，如果失控蔓延，扑救难度加大，因此容易造成重大人员伤亡及财产损失，甚至影响海洋环境。火灾发生后，燃烧产物会弥漫整个舱室，燃烧产生的浓烟大且毒性强，走廊梯道将充满高温和有毒气体，不利于救援的展开。火灾场所能见度差，地形复杂，施救困难，特别是在大风浪等情况下，即使有外援船也很难接近受灾船舶，更无法进行施救。 

      船舶发生火灾的原因很多，主要表现在以下几个方面：（1）吸烟是引起船舶火灾的重要原因之一；（2）自燃，包括船用物品自燃、货物自燃；（3）电气线路和设备短路；（4）高温热表面未采取隔热包扎等保护措施或保护设施损坏；（5）厨房油锅起火；（6）船载危险品，包装或容器破损，装卸疏于管理；（7）在未经测爆合格的油舱、油柜动火；（8）火星，摩擦产生的火星，机舱烟囱飞出的火星；（9）静电火花，油船原油洗舱时产生的静电火花；（10）修船期间，明火作业点多且作业时间长，也易发生火灾。 

      船舶防火的区域较其他部位更易发生火灾 , 需要引起广大船员重视和采取严格的防范措施。 （1）机舱，机舱内由于存在大 量的可燃液体、众多输油管路 , 机舱在修理时要进行明火作业 , 因此火灾危险性较大。机舱一旦失火 , 易导致主机停车和电力供应的中断 , 甚至使机舱烧毁 ,致使船舶动力尽失。（2）货舱，船舶货舱内载运大量的可燃易燃货物。（3）生活处所，船舶的生活区火源多且不易控制，装饰材料多为易燃物质。（4）厨房及其他舱室，包括油漆间、物料间等。 

      船舶防火工作须在“预防为主 , 防消结合"工作方针的指导下，把火灾预防工作放在，在思想上时刻保持警惕。 

4.1制定目标，明确责任。

      船舶须根据本船实际制定消防安全目标。船长为船舶防火责任人 , 对船员进行消防知识教育；制定船舶灭火应急方案 ,定期组织演练；协助调查火灾原因。部门长为部门防火责任人 , 负责本部门的各项防火工作。 

4.2定期举行消防安全会议。

      船员须树立和保持正确的态度，有责任消除或报告船舶各部位所出现的火灾隐患或危险情况。 

4.3提高船员的防火防爆意识，严格执行船舶消防安全操作制度。

      通过定期组织学习和检查 , 提高对防火安全重要性的认识。 

4.4建立健全船舶防火有关的安全制度。

      船上须制定防火安全制度 ,督促船员认真遵守。全体船员共同担负船舶防火的任务。定期举行船舶消防培训与演习，使船员熟悉发生火灾时其在船上的应变岗位、职责和和行动要求。 

4.5善于发现船员的不安全行为，制定船员的日常防火要求。

      船员应树立防火责任意识，积极学习有关消防知识，自觉遵守有关的消防规章和制度；禁止任何人任何时候在禁烟场所吸烟，在装有易燃易爆品的甲板上，或在装卸货期间的甲板上禁止吸烟；烟头必须随手熄灭并放入注水的和带盖的烟灰缸内；不得私自携带和存放易燃易爆品；禁止随意焚烧废旧纸张塑料等物品；离开房间时应随手关灯，尤其应注意舷窗附近的灯具；航行中不得锁门睡觉，以免当发生火灾时，不利于逃生；使用的电加热器必须是合格的安全型产品，禁止私自使用明火电炉，使用电加热器时必须有人看管，离开时需关掉电源；不准随意接拆电线和插座；用厨房炉灶烹调食物时必须有人看管，不得随意离开厨房；废弃的含油棉纱头应存放在专用的带盖金属容器内，不得随手乱扔，并且对含有油污的棉麻制品及时处理，不要长时间存放在闷热的地方，防止其自燃；必须将防火巡视值班制度落到实处，易于发生火灾的场所，每班都按规定进行的巡回检查，相关内容记入航海日志；每位船员都应确保其居住区、值班区域、工作区域和所在区域的防火安全；垃圾桶应用不燃材料制成，并且要有桶盖，垃圾及时清除，以防自燃和被引燃。 

5.1限流式保护器的设计

      电气防火限流式保护器可克服传统断路器、空气开关和监控设备存在的短路电流大、切断短路电流时间长、短路时产生的电弧火花大，以及使用寿命短等当弊端，发生短路故障时，能以微秒级速度快速限制短路电流以实现灭弧保护，从而能显著减少电气火灾事故，保障使用场所人员和财产的安全。

      安科瑞ASCP200-1电气防火限流式保护器的主要元件是固态开关，不同于传统家用的空气开关（微断）。我们知道，传统空气开关的断开是一种机械运动过程，分断时间需要几十毫秒(一般30～50ms)，带负载断开时通常伴随有电弧的产生。而固态开关的断开则是依靠半导体内部的载流子运动实现，分断时间微秒级，速度快，无电弧产生。

      如图1所示，当发生短路故障时，传统空气开关在电流升至C点时才能动作，且无法瞬时切断电流，而固态开关则可以在电流升至B点时即瞬间切断短路电流。

 图1短路故障前后电流与时间关系图

 

      从流过电阻的电流热量公式Q=I2Rt，可以很容易看出，传统空气开关与固态开关在短路时所释放的能量差别可以达到数千倍之多。因此当装配限流式保护器的回路发生短路故障时，就可以避免电弧的产生，从而降低了电气火灾。

5.2 ASCP200-1功能特点

      ASCP200-1型电气防火限流式保护器是单相限流式保护器，较大额定电流为63A。主要功能如下:

      A）短路保护功能，线路发生短路故障时，能在150微秒内实现快速限流保护；

      B）过载保护功能，线路持续过载时，保护器限流保护；

      C）表内超温保护功能，保护器内部器件工作温度过高时，保护器限流保护；

      D）过/欠压保护功能，线路欠压或过压时，保护器告警或限流保护（可设）；

      E）电缆温度监测功能，被测线缆温度超过报警设定值时，保护器告警或限流保护（可设）；

      F）漏电流监测功能，线路漏电超过报警设定值时，保护器告警或限流保护（可设）；

      G）通讯功能，保护器配置1路RS485接口，1路2G无线通讯，可以将数据发送到安科瑞Acrel-6000安全云平台，或第三方监控软件或平台，从而实现远程监控。

5.3 ASCP200-1技术参数

 

5.4应用方案图示

      ASCP200-1型电气防火限流式保护器建议安装在入户开关下端，额定电流值根据入户开关的具体规格进行设置，典型应用示意图如图2所示：

图2 ASCP200-1家用防火解决方案安装示意图

5.5使用注意事项

      在选用限流式保护器时，限流式保护器的设定的额定电流应该与其前上级的断路器的额定电流保持一致。例如，当限流式保护器输入端断路器的额定电流为32A时，应将限流式保护器的额定电流设置为32A。为保障限流式保护器的正常使用，严禁将其使用于与其前端断路器的额定电流不匹配的配电线路中。

      ASCP200系列采用限流式保护器采用壁挂式安装，可以挂墙安装，也可以安装在箱体内，应确保安装场所无滴水、腐蚀性化学气体和沉淀物质，并注意环境温度和通风散热。

      为确保可靠连接，接线时应按接线图进行，同时为了防止接头处接触电阻过大而导致局部过热，也避免因接触不良而导致保护器工作不正常，线头应采用合适大小的U形冷压头压接后，再插入保护器相应端子上并将螺钉拧紧压实。

      保护器内部带有交流电，严禁非人士擅自打开产品外壳。保护器在使用期间，若被保护线路发生短路或过载故障而被限流保护时，保护器仍处于带电状态，不允许随意碰触用电线路的金属部分。待检查线路，并排除故障后，长按保护器的复位按键约2秒钟，使保护器恢复正常运行时。

      当保护器因超温而发生限流保护时，则可能是因为负载电流过大，环境温度过高或通风散热不良等原因导致，可通过加强通风等措施，等保护器温度降下来后，再长按复位键，使保护器复位，恢复正常运行。

      消除船舶火灾隐患是预防船舶发生火灾的关键工作，所以船舶领导日常对船舶火灾隐患的排查及消除显得非常重要。船舶火灾是可以预防的，关键在于全体成员在思想上都要对船舶消防工作高度重视，并将船舶防火工作真正加以落实，只有清楚地认识到这一点，才能切实地搞好船舶消防工作，更好地保障船舶和人员安全，保护海洋环境。

      [1]方明树.船舶火灾的成因及防控策略．

      [2]安科瑞企业微电网设计与应用手册，2020.06版.