淺談大型醫(yī)院典型電氣火災(zāi)分析與防控對策研究

程瑜

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：結(jié)合醫(yī)院建筑特點和案例分析，歸納醫(yī)院電氣火災(zāi)的5大特點，通過調(diào)研分析得出醫(yī)院電氣火災(zāi)頻發(fā)的主要原因包括線路老化、運維檢修管理不及時等7個方面，并從醫(yī)院后勤管理的角度提出建立健全醫(yī)院電氣運行管理的“三道防線”：技術(shù)防線、管理防線和執(zhí)行防線。

關(guān)鍵詞：醫(yī)院；火災(zāi)；后勤管理；電氣火災(zāi)；火災(zāi)案例

0.引言

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，*府對醫(yī)療等民生領(lǐng)域日益重視，全國各地開始陸續(xù)擴大醫(yī)院的建設(shè)規(guī)模更新醫(yī)療設(shè)備。醫(yī)院快速增長的用電需求與電氣回路設(shè)計承載力不夠、電能質(zhì)量不穩(wěn)定等現(xiàn)狀存在顯著矛盾!。醫(yī)院作為人流量較大的公共場所，應(yīng)該保證電力供應(yīng)、防止電氣火災(zāi)，否則，輕則損壞醫(yī)療設(shè)備，重則造成搶救中斷、患者傷亡等嚴重醫(yī)療事故。本文對醫(yī)院電氣安全進行研究，分析電氣火災(zāi)頻發(fā)的主要原因，探討建立健全電氣運行管理體系的有效措施，旨在切實保證醫(yī)院電力供應(yīng)和消防安全。

1.電氣火災(zāi)情況概述

1.1電氣火災(zāi)數(shù)據(jù)分析

2014―2020年,我國電氣火災(zāi)一直位列各類火災(zāi)*位,2018年電氣火災(zāi)占比為34.6%,2019年高達52%,而且占比呈現(xiàn)上升趨勢（擬合曲線為y=0.0238x+0.2531）,如圖1所示。

在2018年的火災(zāi)統(tǒng)計中：67起較大火災(zāi)中電氣火災(zāi)為37起,占比為55.2%；4起重大火災(zāi)中,電氣火災(zāi)為3起,占比為75%。從上述數(shù)據(jù)可以看出,電氣火災(zāi)是全國火災(zāi)防治的*點對象,并且越是重大火災(zāi)事故,電氣火災(zāi)占比越高,一旦發(fā)生,其造成的后果十分嚴重。

1.2醫(yī)院電氣火災(zāi)案例

2019―2021年,全球范圍內(nèi)發(fā)生了多起醫(yī)院電氣火災(zāi)事故,大量案例表明大型醫(yī)院電氣火災(zāi)發(fā)生頻次高、后果嚴重。同時由于現(xiàn)代醫(yī)院具有建筑高層化、人員密集化等特點,一旦發(fā)生火災(zāi),常易引發(fā)群死群傷事件,造成較大的經(jīng)濟損失和惡劣的社會影響（表1）。

以廣州市某醫(yī)院一起典型電氣火災(zāi)事故為例進行專項分析。事故發(fā)生時間為夏季凌晨5點,院內(nèi)某高層建筑強電井內(nèi)發(fā)生電線短路,配套漏電保護裝置失靈,井內(nèi)明火燒毀消防電纜（該電纜存在選材不當?shù)葐栴}）,進而導致消防排煙系統(tǒng)無法正常啟動。同時,因樓層強電井防火封堵不嚴,火勢跨樓層蔓延,影響面擴大。一系列技術(shù)把關(guān)不嚴和管理措施不當,*終釀成了火災(zāi)險情（表2）。

2.醫(yī)院電氣火災(zāi)特點

醫(yī)院電氣火災(zāi)是指醫(yī)院電氣回路處于非正?；蚬收蠣顟B(tài)（如短路、過負荷、接觸不良等）,導致電能轉(zhuǎn)化為熱能,引燃附件及相關(guān)可燃物而發(fā)生的火災(zāi)。結(jié)合上述案例,對醫(yī)院電氣火災(zāi)特點進行歸納。

2.1起火部位隱蔽

醫(yī)院電氣回路屬于建筑電氣范疇,一般為了保證美觀性,電氣回路都安裝在墻體內(nèi)部、吊頂上部、穿線管路等肉眼無法直接觀察的部位,并且在不觸碰的情況下,很難發(fā)現(xiàn)超負荷等引起設(shè)備過熱的異常運行狀態(tài),發(fā)熱點較難發(fā)現(xiàn),待火災(zāi)發(fā)展到一定規(guī)模（比如煙氣）時才能發(fā)現(xiàn)。

2.2起火時間隱蔽

根據(jù)研究,重特大電氣火災(zāi)發(fā)生時間集中在凌晨0點至凌晨4點,在電氣火災(zāi)初期不易被察覺,從而導致連鎖反應(yīng),引發(fā)大火災(zāi)。

2.3起火原因差異性大

通過對2007―2016年之間歷年發(fā)生的電氣火災(zāi)原因進行統(tǒng)計分析,將電氣火災(zāi)原因分為4大類：電氣線路故障(占比為78.27%）、電加熱器具火災(zāi)（占比為8.70%）、電氣設(shè)備故障（占比為4.35%）和其他（占比為8.68%）。其中電氣線路故障又分短路（占比為72.34%）、過負荷（占比為11.12%）、接觸不良（占比為5.56%）、其他（占比為10.98%）等情況,詳見圖2。

2.4可燃、助燃物多

醫(yī)院內(nèi)棉絮、床墊、醫(yī)用酒精、松節(jié)油、乙醚等可燃物和氧氣、壓縮空氣等助燃物種類多、存量大。同時,醫(yī)院內(nèi)大量壓力容器和設(shè)備也是重要危險源。在日常管理中,部分保潔人員將電井作為臨時倉庫,堆放紙盒、塑料瓶等易燃雜物。

2.5火災(zāi)后果嚴重

大型醫(yī)院具備“三多一難”特性,“三多”指電氣設(shè)備使用多、老弱病殘人員多、易燃易爆物品多，

“一難”指人員疏散困難。大型醫(yī)院用電量大,眾多設(shè)備無法停電運行,而且綜合性醫(yī)院建筑物高大,樓梯間、電梯間、管道井等豎向井道眾多,容易形成煙囪效應(yīng)和風洞效應(yīng),使火災(zāi)煙氣迅速蔓延,加大了撲救難度,常易引發(fā)嚴重后果（圖3）。

3.醫(yī)院安全用電現(xiàn)狀

3.1電力線路老化情況頻發(fā)

自1992年開始,國內(nèi)大量建筑的布線方式改為暗線布置,當時國家標準規(guī)定的使用年限,使用期間若未及時對房屋電線電纜進行更新改造,老化的電氣回路和超年限服役的電線輕則發(fā)熱導致跳閘,重則直接引發(fā)電氣火災(zāi)。

3.2電力線路過載運行

隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展,醫(yī)療設(shè)備不斷增加,如CT、MRI、DR、DSA、直線加速器等,醫(yī)院用電負荷也在逐年提升。但建筑電氣具有固化特性,一旦竣工不宜改造擴容,其負荷承載能力具有上限（比如1mm2的電線載流量為4~5A）,大量增加的電氣設(shè)備將會使線路處于滿負荷甚至過負荷狀態(tài),這將降低電線使用壽命,嚴重時會因過熱引發(fā)火災(zāi)。

3.3電氣產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊

部分改造項目中,施工單位采購的空氣開關(guān)、插座面板、照明燈具等往往是常見品牌中的低端產(chǎn)品,甚至摻雜少量假冒偽劣產(chǎn)品,存在質(zhì)量不穩(wěn)定、安全系數(shù)低等安全隱患,大量使用不僅會增加用電負荷,還會加大火災(zāi)安全隱患。在2017年全國火災(zāi)案例統(tǒng)計中因產(chǎn)品質(zhì)量問題引發(fā)的電氣火災(zāi)占14.55%。

3.4保障及檢測手段落后

電氣火災(zāi)起火部位隱蔽,特別是當線路長時間過載且運行溫度較高時,肉眼無法察覺,且電氣回路一旦有故障（如短路）,*一時間切斷電源十分關(guān)鍵。與日本的電氣化程度相比,2018年我國人均用電量只有日本的46.4%,但是日本電氣火災(zāi)占比僅為3%,遠低于國內(nèi)的34.6%。因此,須要采用不同的電氣檢測技術(shù),利用自動化和智能化手段輔助電氣安全管理,實現(xiàn)大型醫(yī)院的智能化電氣管理。

3.5運維檢修管理不到位

目前大型醫(yī)院電氣運行維護由配電房專人值守,以設(shè)備、管井、線路定期巡檢為主,電壓、電流、功率因數(shù)、溫度、濕度等電氣相關(guān)參數(shù)依靠人工抄錄,遠程監(jiān)測和智慧化分析程度較低。配電室檢修屬于高壓檢修領(lǐng)域,對專業(yè)知識要求高、安全風險大,需要專業(yè)人士進行操作,否則可能會產(chǎn)生配電柜爆炸等重大安全生產(chǎn)事故。通過文獻查閱發(fā)現(xiàn)因“使用管理問題”導致的電氣火災(zāi)占比達60.36%。

3.6安全用電意識淡薄

醫(yī)院辦公區(qū)域、實驗室、住培生宿舍等存在“插線板電線接線混亂、盤卷交織、超載使用”等不安全現(xiàn)象。部分大型醫(yī)院內(nèi)部可能保留有職工社區(qū),房屋建筑年代久遠,用電設(shè)施陳舊、電線走線混亂、等電位聯(lián)結(jié)被肆意破壞等情況時有發(fā)生,存在較多的監(jiān)管盲區(qū),這些都是引發(fā)電氣火災(zāi)的重要隱患。

4.醫(yī)院電氣火災(zāi)防治對策

針對醫(yī)院電氣火災(zāi)的特點和安全用電現(xiàn)狀,提出醫(yī)院電氣火災(zāi)防治“三道防線”,分別是技術(shù)防線、管理防線和執(zhí)行防線。

4.1技術(shù)防線

采用安全、可靠的技術(shù)手段,有效地對電氣設(shè)備、回路等進行監(jiān)視和把控,利用技術(shù)手段提高效率。

采用有效的檢測手段。電氣火災(zāi)初期較隱蔽且難察覺,日常巡檢人員可攜帶紅外成像檢測儀、夜視儀等,對配電柜、配電箱等部位進行檢測,及時消除隱患,確保供電電源、電力線路、用電設(shè)備整體回路中不存在發(fā)熱點。

針對線路老化、過載運行等情況,可以采用電氣安全評價方法,對電氣回路進行評價分級,并依據(jù)評價結(jié)果確定線路的安全運行年限和更換周期,制定合理的拉線策略,降低線損,提供有效供電方案。

建立電氣監(jiān)測平臺[9-10],在關(guān)鍵電氣回路節(jié)點加裝探測器（電壓、電流互感器）,實時收集各電力支路數(shù)據(jù)并進行分析,既方便優(yōu)化負荷分配、節(jié)能降耗,又有利于評估電氣系統(tǒng)整體安全性,進而找到薄弱環(huán)節(jié)和隱患。同時,要建立電氣檢測平臺和消防聯(lián)動系統(tǒng)之間的連接,達到及時消除火險的目的。

在門診醫(yī)技樓等儀器設(shè)備較多的區(qū)域,考慮加裝濾波裝置。目前醫(yī)院常用的儀器設(shè)備如核磁共振、CT等多為非線性負荷,在使用過程中會向電力系統(tǒng)傳送大量諧波,給電力設(shè)備及系統(tǒng)中其他負荷的安全運行帶來不利影響。通過對大型放射影像設(shè)備集中供電和加裝濾波器等方式,盡量降低諧波的危害程度,確保醫(yī)院電力系統(tǒng)安全平穩(wěn)運行。

在新建大樓或擴建院區(qū)的設(shè)計階段,考慮引入建筑信息模型（BuildingInformationModeling,BIM）,對電氣與建筑、結(jié)構(gòu)、暖通、給排水等專業(yè)進行協(xié)同設(shè)計,實現(xiàn)信息共享、三維呈現(xiàn),方便對整個建筑電氣的安全性、合理性、可靠性進行評估,同時,可視化的信息模型利于后期運維管理。

4.2管理防線

1.強化制度建設(shè)

制度是醫(yī)院電氣安全管理的保障,醫(yī)院電氣安全管理須要做到有規(guī)可依、有章可循。我國電氣火災(zāi)占比從20世紀80年代的10%上升到2015年的30%,其重要原因是對電氣火災(zāi)的重視程度和危機意識不夠。增強防范意識,建章立制：針對電氣回路的設(shè)計、安裝、驗收、改造,電氣設(shè)備的安裝、加裝和使用,以及運維檢修部門的人員資質(zhì)要求、技術(shù)等級等,制定措施,明確目標,責任到人。

2.加強宣傳培訓

針對部分工作人員安全意識薄弱、專業(yè)檢修人員應(yīng)急排故能力不強等問題,建立規(guī)范的宣傳和培訓制度。對臨床醫(yī)護人員、行政工作人員,以普及性電氣安全及防火宣傳為主,可將枯燥的紙質(zhì)條文轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷦右锥膱D文動畫,傳達電氣安全知識和火災(zāi)應(yīng)急處置辦法。對配電柜維護、日常巡檢、故障維修等專業(yè)人員進行專項技能培訓,邀請專家學者定期授課,技術(shù)能手現(xiàn)場實操演練,鼓勵相關(guān)人員再學習,落實持證上崗,不斷提升專業(yè)技術(shù)水平和故障應(yīng)急處理能力。

3.建立健全組織架構(gòu)

電力保障是醫(yī)院后勤部門的重要工作,建立專門的電力保障應(yīng)急中心,培養(yǎng)一支專業(yè)化的電力人才隊伍,對電力安全進行全局把控,其工作內(nèi)容涉及電力安全評價、線路擴增、科室設(shè)備新增評估、日常運維檢修等內(nèi)容（圖4）。

電力保障應(yīng)急中心實行24小時值班制和首問負責制,確保各項工作落實到人、有效推進。以科室加裝用電設(shè)備評估為例,其標準流程見圖5。

4.3執(zhí)行防線

高效地執(zhí)行各類規(guī)程規(guī)范是安全用電的重要保證,沒有到位的執(zhí)行力度,安全用電目標就會是一紙空文,因此,強化“執(zhí)行防線”是關(guān)鍵。對于醫(yī)院電氣火災(zāi),應(yīng)通過有效機制強化“技術(shù)防線”的落實,強化日常運維巡視和隱患排查,同時須要完善電氣火災(zāi)突發(fā)事件的處置機制,保證火災(zāi)險情能在*一時間被發(fā)現(xiàn)、處置和消滅。

1. 完善安全用電考核、激勵機制

制定公平、公正的考核獎懲制度,有力推進各項措施落地。將考核結(jié)果與干部任用、崗位競聘、職稱晉升、工資薪酬等掛鉤,并實行任期內(nèi)發(fā)生電力火災(zāi)重特大事故“一票否決”制度,以此約束領(lǐng)導干部、普通職工的安全用電行為；同時開展安全用電選拔,對安全用電執(zhí)行良好的科室予以表揚,從而達到弘揚**、鞭笞后進的目的。

1. 完善用電安全應(yīng)急事件處置機制

醫(yī)院安全用電管理的目標是采取各種預控措施,確保電氣回路安全運行,及時消除火災(zāi)隱患,防止發(fā)生各類火災(zāi)事故,但難免百密一疏,因此須要落實應(yīng)急機制,強化專業(yè)科室的電氣火災(zāi)應(yīng)急處置能力,做到每年必演習、每年必培訓、培訓必考試、資料留底等,從而保證大型醫(yī)院的電力火災(zāi)應(yīng)急處置處于高水平狀態(tài)。

1. 建立良性的安全用電監(jiān)督機制

目前國家和人民群眾負責任的重要體現(xiàn),為此,除了做好日常工作外,須要強化監(jiān)督稽查制度。員工的本職工作如果沒有受到有效的監(jiān)督,常常流于形式,而電氣火災(zāi)發(fā)生后將無法彌補,為此須強化工作巡視制度,從而保證安全用電各項措施落實到位,彰顯監(jiān)管的韌勁。

5.安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

5.1概述

Acre1-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，是根據(jù)中心的消防電子產(chǎn)品試驗認證，并且均通過嚴格的EMC電磁兼容試驗，保證了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統(tǒng)中的安全正常運行，現(xiàn)均已批量生產(chǎn)并在全國得到廣泛地應(yīng)用。該系統(tǒng)通過對剩余電流、過電流、過電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與監(jiān)視，實現(xiàn)對電氣火災(zāi)的早期預防和報警，當必要時還能聯(lián)動切除被檢測到剩余電流、溫度和故障電弧等超標的配電回路;并根據(jù)用戶的需求，還可以滿足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺或火災(zāi)自動報警系統(tǒng)等進行數(shù)據(jù)交換和共享。

5.2應(yīng)用場合

適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家*點消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域。

5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

5.4系統(tǒng)功能

監(jiān)控設(shè)備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時發(fā)出聲、光報警信號，同時設(shè)備上紅色“報警”指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類型，記錄報警時間，聲光報警一直保持，直至按設(shè)備的“復位”按鈕或觸摸屏的“復位”按鍵遠程對探測器實現(xiàn)復位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲”按鍵手動消除。

當被監(jiān)測回路報警時，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護電路或其他設(shè)備，當報警消除后，控制輸出繼電器釋放。

通訊故障報警：當監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障或探測器本身發(fā)生故障時，監(jiān)控畫面中相應(yīng)的探測器顯示故障提示，同時設(shè)備上的黃色“故障”指示燈亮，并發(fā)出故障報警聲音。電源故障報警：當主電源或備用電源發(fā)生故障時，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息，可進入相應(yīng)的界面查看詳細信息并可解除報警聲響。

當發(fā)生剩余電流、超溫報警或通訊、電源故障時，將報警部位、故障信息、報警時間等信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，當報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。

5.5配置方案

應(yīng)用場合	型號	產(chǎn)品照片	功能
消防控制室	Acrel-6000/B		適用于1~4條通信總線*多可連接256個探測器，可適用于壁掛安裝的場所。
	Acrel-6000/Q		適用于大型組網(wǎng)，壁掛式監(jiān)控主機數(shù)量較多且需集中查看的場所，主要監(jiān)測壁掛主機信息。
一、二級 低壓配電	ARCM200L-Z2		三相(I、U、kW、Kvar、kWh、Kvarh、Hz、cos中)，視在電能、四象限電能計量，單回路剩余電流監(jiān)測，4路溫度監(jiān)測，2路繼電器輸出，4路開關(guān)量輸入，事件記錄，內(nèi)置時鐘，點陣式LCD顯示，2路獨立RS485/Modbus通訊
	ARCM200L-J8		8路剩余電流監(jiān)測，2路繼電器輸出，4路開關(guān)量輸入，事件記錄，內(nèi)置時鐘，點陣式LCD顯示，1路RS485/Modbus通訊
	ARCM300-J1		1路剩余電流監(jiān)測，4路溫度監(jiān)測，1路繼電器輸出，事件記錄，LCD顯示，1路RS485/Modbus通訊
	AAFD-□		檢測末端線路的故障電弧，485通訊，導軌式安裝。
	ASCP200-□		短路限流保護、過載保護、內(nèi)部超溫限流保護、過欠壓保護、漏電監(jiān)測、線纜溫度監(jiān)測，1路RS485通訊，1路GPRS或NB無線通訊，額定電流為0-40A可設(shè)。
			短路限流保護、過載保護、內(nèi)部超溫限流保護、過欠壓保護、漏電監(jiān)測、線纜溫度監(jiān)測，1路RS485通訊，1路NB或4G無線通訊，額定電流為0-63A可設(shè)。
配套附件	AKH-0.66		測量型互感器，采集交流電流信號
	AKH-0.66/L		剩余電流互感器，采集剩余電流信號
	ARCM-NTC		溫度傳感器，采集線纜或配電箱體溫度

6.結(jié)束語

針對醫(yī)院電氣火災(zāi)的特點及醫(yī)院安全管理要求,建立健全醫(yī)院電氣火災(zāi)防治的“三道防線”,可有效降低電氣火災(zāi)的發(fā)生概率,同時提升電氣火災(zāi)的應(yīng)急處置能力。對于“三道防線”中的具體措施,應(yīng)在不斷實踐和醫(yī)院發(fā)展中及時調(diào)整、完善。

審核編輯 黃宇