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電氣火災(zāi)的火源和起因

電氣安全事故主要有電氣火災(zāi)與電擊兩大類型,而其產(chǎn)生的根源可分為人為因素和自然因素兩種。人為因素的安全事故主要是由各種供配電系統(tǒng)產(chǎn)生的,而自然因素的安全事故主要由靜電、雷電產(chǎn)生。北京電氣防火檢測公司編輯轉(zhuǎn)發(fā)電氣火災(zāi)的火源和起因。

一、電氣火災(zāi)的火源

電氣火災(zāi)的火源主要有兩種形式,一種是電火花與電??;另一種是電氣設(shè)備或線路上產(chǎn)生的危險高溫。

1. 電火花與電弧

引起電氣火災(zāi)的電火花與電弧主要是在氣體或液體絕緣材料中產(chǎn)生。在固體絕緣材料中,因各種原因產(chǎn)生的縫隙或裂紋間也可發(fā)生電弧,但這時因電弧被絕緣材料包裹,除了損壞絕緣外,一般不會直接造成電氣火災(zāi)。

電弧會產(chǎn)生很高的溫度,如2~20A的電弧電流可以產(chǎn)生2000~4000℃的局部高溫。0.5A的電弧電流就足以引發(fā)火災(zāi)。而且電弧本身阻抗較大,限制了短路電流的大小,常使過電流保護器不能在規(guī)定的時間內(nèi)動作,為電弧引燃附近的可燃物提供了充分的時間。

電火花可看成是不穩(wěn)定的、持續(xù)時間很短的電弧,其溫度也很高,且極易發(fā)生。

電火花與電弧除直接引發(fā)火災(zāi)外,還可能使金屬熔化、飛濺,而飛濺到遠處的高溫熔融金屬又成為新的二次火源,其火災(zāi)危險性有時也不比電弧本身小,在有些場所可能更危險。

電弧除了可引發(fā)火災(zāi)外,還可能對人體產(chǎn)生電弧灼傷。這種事故在實際工作中屢有發(fā)生,受害對象多為電氣操作人員。


電氣火災(zāi)

2. 危險高溫

電氣設(shè)備和線路在運行過程中總會發(fā)熱,發(fā)熱的原因主要有以下幾種:

(1) 電流在導(dǎo)體的電阻上產(chǎn)生熱量

這是電能轉(zhuǎn)換成熱能的最直接方式,其大小由電阻和電流確定。

(2) 鐵心損耗產(chǎn)生熱量

對于用電磁感應(yīng)原理工作的設(shè)備,通常用鐵磁材料來構(gòu)成鐵心磁路,交變電流會在鐵心中產(chǎn)生磁滯和渦流損耗,使鐵心發(fā)熱。

(3) 絕緣介質(zhì)損耗產(chǎn)生熱量

高電壓下,電能也會在絕緣介質(zhì)中轉(zhuǎn)化為熱能,稱為介質(zhì)損耗。當(dāng)絕緣介質(zhì)局部受損時,可能在局部產(chǎn)生很大的熱量。

高電壓下,電能也會在絕緣介質(zhì)中轉(zhuǎn)化為熱能,稱為介質(zhì)損耗。當(dāng)絕緣介質(zhì)局部受損時,可能在局部產(chǎn)生很大的熱量。

二、電氣火災(zāi)的起因

電氣火災(zāi)的起因主要有以下幾種。

1. 接觸不良

在線路與線路、線路與設(shè)備端子、插頭與插座、開關(guān)電氣的動觸頭與靜觸頭間等相互接觸處,或多或少都有一定的氧化膜存在。由于氧化膜的電阻率遠大于導(dǎo)體的電阻率,因此在接觸處產(chǎn)生較大的電阻。當(dāng)工作電流通過時,會在接觸電阻上產(chǎn)生較大的熱量,使連接處溫度升高,高溫又會使氧化膜進一步加劇,使接觸電阻進一步加大,形成惡性循環(huán),產(chǎn)生很高的溫度。該高溫可能使附近的絕緣軟化,造成短路(如圖5-1所示),也可能直接烤燃附近的可燃物而引發(fā)火災(zāi)。

還有一種接觸不良是連接處松動。在有機械振動時,松動處時而斷開時而連通,產(chǎn)生打火現(xiàn)象,也可能引發(fā)火災(zāi)。

接觸不良大多數(shù)是由于電氣安裝原因造成的,也有部分是由于產(chǎn)品質(zhì)量或其他原因造成的。  

2. 過電流

過電流包括過載和短路。從工程上看,過載是較輕的過電流,短路是最為嚴重的過電流,過電流產(chǎn)生的熱量是電氣火災(zāi)的重要原因之一。

PVC絕緣導(dǎo)線為例,從空載至正常負載,再至過載和短路,其熱效應(yīng)及其后果見表5-1,常見可燃物的燃點見表5-2??梢钥闯?/span>PVC絕緣導(dǎo)線在發(fā)生過載但絕緣尚未軟化時,可引燃的物質(zhì)不多,只有紙、棉等易燃物。當(dāng)過載達到發(fā)生絕緣軟化時,通常的后果是首先發(fā)生短路,再因短路熱效應(yīng)引發(fā)火災(zāi)。因此,只要過電流達到絕緣軟化的程度,火災(zāi)危險性便大為增加。

PVC絕緣導(dǎo)線為例,從空載至正常負載,再至過載和短路,其熱效應(yīng)及其后果見表5-1,常見可燃物的燃點見表5-2??梢钥闯?/span>PVC絕緣導(dǎo)線在發(fā)生過載但絕緣尚未軟化時,可引燃的物質(zhì)不多,只有紙、棉等易燃物。當(dāng)過載達到發(fā)生絕緣軟化時,通常的后果是首先發(fā)生短路,再因短路熱效應(yīng)引發(fā)火災(zāi)。因此,只要過電流達到絕緣軟化的程度,火災(zāi)危險性便大為增加。

發(fā)生絕緣軟化時,通常的后果是首先發(fā)生短路,再因短路熱效應(yīng)引發(fā)火災(zāi)。因此,只要過電流達到絕緣軟化的程度,火災(zāi)危險性便大為增加。

5-1 過電流的熱效應(yīng)

5-1 過電流的熱效應(yīng)

5-1 過電流的熱效應(yīng)

5-1 過電流的熱效應(yīng)

5-1 過電流的熱效應(yīng)

5-1 過電流的熱效應(yīng)

空載

正常負載

過載

過載

短路

短路

空載

正常負載

過載

過載

短路

短路

絕緣溫度同環(huán)境溫度

絕緣溫度不超過長期允許的最高工作溫度,絕緣能保證規(guī)定的使用壽命

溫度升高,但不足160℃,絕緣老化加速,使用壽命縮短

溫度升高到160℃以上,絕緣軟化,老化加速,使用壽命更加縮短,可能烤燃周圍可燃物

溫度急劇上升,但小于355℃,烤燃周圍可燃物

溫度急劇上升到355℃以上,絕緣本身開始燃燒

壽命更加縮短,可能烤燃周圍可燃物

溫度急劇上升,但小于355℃,烤燃周圍可燃物

溫度急劇上升到355℃以上,絕緣本身開始燃燒




5-2 常見可燃物的燃點

5-2 常見可燃物的燃點

5-2 常見可燃物的燃點

5-2 常見可燃物的燃點

5-2 常見可燃物的燃點

5-2 常見可燃物的燃點

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可燃物

棉花

木材

麥草

燃點/℃

130

150

200

250

200

3. 電熱器離可燃物品太近

電熱器和發(fā)熱量較大的電器離可燃物品太近時,極易引發(fā)火災(zāi)。圖5-2為臺燈罩被燈泡烤壞后的照片。某高校曾發(fā)生多起因電熱器離可燃物品太近而引發(fā)的火災(zāi),如飲水機點燃周圍木桌引起的火災(zāi),日光燈鎮(zhèn)流器點燃周圍紙箱引起的火災(zāi),學(xué)生在蚊帳中看書、電燈點燃蚊帳引起的火災(zāi)等。

4. 異常電壓升高

電力系統(tǒng)在運行過程中,因故障原因而導(dǎo)致的電壓升高稱為異常電壓升高。異常電壓升高會從兩個方面產(chǎn)生火災(zāi)危險:

一是使設(shè)備、線路的電流增大(特別是感性或容性負載),導(dǎo)致過熱,引發(fā)絕緣損壞或短路;

二是直接擊穿或破壞絕緣,在高電壓作用下絕緣介質(zhì)損耗劇增、局部發(fā)熱,甚至產(chǎn)生電弧或火花,引燃周圍可燃物。


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