电气防火和防爆

第章电气防火和防爆

火灾和爆炸事故往往是重大的人身事故和设备事故。电气火灾和爆炸事故在火灾和爆炸事故中占有很大的比例。引起火灾的电气原因是仅次于一般明火的第二位原因。线路、开关、保险、插销、照明器具电动机、电炉等电气设备均可引起火灾。特别是这些电器设备与可燃物接触或接近时，火灾的危险性更大。在高压电气设备中，电力变压器、油断路器有较大的火灾危险性，而且还有爆炸的危险性。

电气火灾和爆炸事故除可能造成人身伤亡和设备毁坏外，还可能造成大规模或长时间的停电，给国家财产造成重大损失。

电气火灾火势凶猛，如不及时扑灭，势必迅速蔓延。

第一节电气火灾和爆炸的原因

电气线路、电动机、油浸电力变压器、开关设备、电灯、电热设备等不同电气，由于其结构、运行各有特点，火灾和爆炸的危险性和原因也各有不相同。但总的来看，除设备缺陷、安装不当等设计和施工方面的原因外，在运行中，电流的热量和电火花或电弧是引起电气火灾和爆炸的直接原因。

一．危险温度

危险温度是电器设备过热引起的，而电气设备过热主要是由电流的热量造成。

导体的电阻虽小，但其电阻值是客观存在的，因此，电阻通过导体时要消耗一定的电能，其大小为：∆

=

I

Rt

W2

电动机、变压器等带有铁磁材料的电器设备，除电流通过导体产生的热量外，交变电流的交变磁场还会在铁磁材料中产生热量，是由于铁磁材料的涡流损耗和磁滞损耗造成的。

一些有机械运动的电气设备，如电动机也会由于轴承摩擦、电刷摩擦等引起发热，使温度升高。

电气设备的绝缘性能降低时，通过绝缘材料的泄漏电流增加，可能导致绝缘材料温度升高。

电气设备总是要发热的。正常情况下，其温升是在允许范围内，这是允许的，但是当电气设备的正常运行遭到破坏时，发热量显著增加，温度升高超过允许温升，在一定条件下可以引起火灾。

引起电气设备过度发热的不正常运行大体包括以下几种。

（1）短路。发生短路故障时，线路中的电流为正常时的几倍甚至几十倍，而产生的热量又与电流的平方成正比，使得温度急剧上升，大大超过允许范围。如果温度达到可燃物的燃点时，就引起燃烧。再则短路点处短路时产生的电弧光，温度极高，极易将其附近的可燃物点燃燃烧。从而可以导致火灾。

造成短路故障的原因：

A．绝缘老化、或受高温、潮温、腐蚀的作用而失去绝缘能力。

B．绝缘导线直接缠绕或勾挂，缠绕在金属物上，由于磨损和铁锈腐蚀，造成绝缘损坏。

C．绝缘层受到机械损伤。

D．雷击

E．错误接线或错误操作。

F．选用设备的电压等级不合理。

G．管理不严或检修不及时、污物聚积、小动物窜入。

（2）过载。过载也会引起电气设备发热。造成过载有下列三种情况：

A．设计、选用线路或设备不合理。

B．使用不合理。如短时工作制电机长时运行。

C．设备故障运行。如三相电机缺相运行；三相变压器不对称运行。

（3）接触不良。接触部分是电路中的薄弱环节，是发生过热的一个重点部位。

不可拆卸的接头连接不牢，焊接不良或接头处混有杂质均会增大接触电阻而导致接头过热。

可拆卸的接头连接不紧或振动，电磁力作用而松动导致接头发热。

活动触头没有足够的接触压力或接触表面粗糙不平会导致触点过热。

铜铝接头，由于铜与铝的性能不同，接头处易电解作用腐蚀，导致接头过热。

电刷的滑动接触处没有足够的压力，或接触表面赃污或不光滑，也会导致接触处过热。

（4）铁芯发热。变压器、电机等设备的铁芯绝缘损坏或长时间过电压，涡流损耗和磁滞损耗将增加而发热。（5）散热不良。各种电气设备在设计中都要考虑有一定的散热或通风措施，如果这些措施受到破坏，就会造成设备过热。

（6）利用电流的热能进行工作的设备，如电灯、电炉等，如安装或使用不当均可能引起火灾。

二、电火花和电弧

电火花是电极间的击穿放电，电弧是大量的电火花汇集成的。

一般电火花的温度很高；特别是电弧，温度可高达6000摄氏度，因此，电火花和电弧不仅能引起可燃物燃烧，还能使金属熔化、飞溅，构成危险的火源。在危险的场所，如炸药库、油库、煤尘浓度较大的区域等，电火花和电弧更是一个十分危险的因素。

电火花包括工作火花和事故火花。

工作火花是指电气设备正常工作时或正常操作过程中产生的火花。如直流电机电刷与整流子滑动接触外，开关、接触器开合时；插销拔出或插入时产生的火花。

事故火花是线路或设备发生故障时出现的火花。如短路、接地、绝缘损坏时出现的闪络等。

一般而言，工作火花不会造成火灾事故，当某些条件发生改变时，如设备调整不当，灭弧装置失效，外界线路有短路故障时，工作火花则会转化为事故火花，可能会造成火灾或人身伤害事故。

电气设备本身，多油断路器可能爆炸；电力变压器、电力电容器、充油套管等充油设备可能爆裂，一般情况下不会出现爆炸事故。

以下情况可能引起空间爆炸：

1．周围空间有爆炸性混合物，在危险温度或电火花作用下引起空间爆炸。

2．充油设备的绝缘油在电弧作用下分解和汽化，喷出大量油雾和可燃气体，引起空间爆炸。

3．发电机氢冷装置漏气、酸性蓄电池排出氢气等，形成爆炸性混合物，引起空间爆炸。

第二节防火防爆措施

一．合理选用电气设备

在有爆炸危险的场所，如炸药库、油库、煤尘集中的区域，选用电气设备时，应注意根据实际情况，从安全可靠经济合理的角度出发，尽量将电气设备（包括电气线路），特别是正常运行时产生火花的设备，装设在爆炸危险场所以外。如必须设在危险场所内的应布置在危险性较小的地点，并选用相应等级的防爆设备。例如，电脑加油机的电机是防爆电机，控制线路安装在防爆盒内。电气线路应符合防火防爆要求。在爆炸危险场所，应尽量少用携带式、移动式电气设备，如必须使用，供电线路应采用中间没有接头的橡皮套软线，并做好相应的安全措施。

在爆炸危险场所，严禁采用绝缘导线的明敷设，而应穿钢管敷设；若采用电缆的敷设，电缆应是铠装的。工作零线应与相线同样绝缘，并在同一护套或管子里。

在选用电动机等电气设备时，应当注意到：在潮湿场所应选用有耐湿绝缘的防滴式电机；水土飞溅场所选用防溅式电机；多尘场所选用封闭式电机；有腐蚀性气体或蒸汽的场所应选用有耐酸绝缘的封闭式电机等。

选用电气线路时，应当注意到：干燥无尘的场所可采用一般绝缘导线，潮湿、特别潮湿或多尘的场所应采用有保护绝缘导线或一般导线穿管敷设；高温场所应采用瓷管、石棉、瓷珠等耐热绝缘的耐燃线；有腐蚀性或蒸汽的场所可采用铅皮线或耐腐蚀的穿管线；移动式电气设备应采用橡皮套软线或其它软线等。

二．保持防火间距

选择合理的安装位置，保持必要的安装间距，也是防火防爆的一项重要措施。

例如，天东滑触线下方不应堆放易燃物品；在危险场所电动机安装在墙外采用隔墙机械传动（传动轴有填料密封）；照明灯具安装在危险场所外面而通过玻璃透射入内等。

三．保持电气设备正常运行

电气设备运行中产生的火花和危险温度是引起火灾的重要原因。因此，防止过大的工作火花，防止出现事故火花和危险温度，即保持电气设备的正常运行对于防火和防爆有着重要的意义。

保持电气设备的正常运行包括以下四个方面。

（1）保持电气设备的电压、电流、温升等参数不超过允许值。

在这方面，要特别注意线路或设备连接处的发热。连接不牢或接触不良都容易使温度急剧上升而过热。

（2）保持电气设备绝缘良好。

电气设备绝缘能力降低，除可能造成人身事故外，还可能由于泄露电流、短路电流造成火灾或其它设备事故。

（3）保持电气连接良好。

要求活动触头表面光滑，并要保证足够的触头压力，以保持接触良好；固定接头要接触紧密，保持良好的导电性能，铜、铝之间应采用铜、铝过渡接头；可拆卸的连接处应有防松措施；铝导线的连接最好采用压接、熔焊或钎焊。

（4）保持设备清洁

设备脏污或灰尘堆积即降低了设备的绝缘又妨碍通风和冷却，对防火有害。

四、通风

在爆炸危险场所，如有良好的通风装置，能降低爆炸性混合物的浓度，场所危险等级可以降低考虑。

某些电气设备正常工作必须与通风机配合，例如电焊机，WD-400型单斗挖掘机中的直流发电机、直流电动