2015安全師《生產(chǎn)技術(shù)》輔導(dǎo)：電氣危險(xiǎn)因素及事故種類

　　二、電氣火災(zāi)與爆炸

　　電氣火災(zāi)爆炸是由電氣引燃源引起的火災(zāi)和爆炸。電氣裝置在運(yùn)行中產(chǎn)生的危險(xiǎn)溫度、電火花和電弧是電氣引燃源主要形式。在爆炸性氣體、爆炸性粉塵環(huán)境及火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境。電氣線路、開(kāi)關(guān)、熔斷器、插座、照明器具、電熱器具、電動(dòng)機(jī)等均可能引起火災(zāi)和爆炸。油浸電力變壓器、多油斷路器等電氣設(shè)備不僅有較大的火災(zāi)危險(xiǎn)，還有爆炸的危險(xiǎn)。在火災(zāi)和爆炸事故中，電氣火災(zāi)爆炸事故占有很大的比例。從我國(guó)一些大城市的火災(zāi)事故統(tǒng)計(jì)可知，就引起火災(zāi)的原因而言，電氣原因已居首位。

　　l電氣引燃源

　　作為火災(zāi)和爆炸的電氣引燃源，電氣設(shè)備及裝置在運(yùn)行中產(chǎn)生的危險(xiǎn)溫度、電火花和電弧是電氣火災(zāi)爆炸的要因。

　　(1)危險(xiǎn)溫度

　　形成危險(xiǎn)溫度的典型情況如下：

　　1)短路。指不同的電位的導(dǎo)電部分之間包括導(dǎo)電部分對(duì)地之間的低阻性短接。發(fā)生短路時(shí)，線路中電流增大為正常時(shí)的數(shù)倍乃至數(shù)十倍，由于載流導(dǎo)體來(lái)不及散熱，溫度急劇上升，除對(duì)電氣線路和電氣設(shè)備產(chǎn)生危害外，還形成危險(xiǎn)溫度。短路的暫態(tài)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊電流，在流過(guò)設(shè)備的瞬間產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，造成電氣設(shè)備損壞。

　　電氣設(shè)備安裝和檢修中的接線和操作錯(cuò)誤，可能引起短路;運(yùn)行中的電氣設(shè)備或線路發(fā)生絕緣老化、變質(zhì);或受過(guò)度高溫、潮濕、腐蝕作用;或受到機(jī)械損傷等而失去絕緣能力，可能導(dǎo)致短路。由于外殼防護(hù)等級(jí)不夠，導(dǎo)電性粉塵或纖維進(jìn)入電氣設(shè)備內(nèi)部，也可能導(dǎo)致短路。因防范措施不到位，小動(dòng)物、霉菌及其他植物也可能導(dǎo)致短路。由于雷擊等過(guò)電壓、操作過(guò)電壓的作用，電氣設(shè)備的絕緣可能遭到擊穿而短路。

　　2)過(guò)載。電氣線路或設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間過(guò)蛾也舍導(dǎo)致溫度異常上升，形成引燃源。過(guò)載的原因主要有如下幾種情況。

　�、匐姎饩�路或設(shè)備設(shè)計(jì)選型不合理，或沒(méi)有考慮足夠的裕量，以致在正常使用情況下出現(xiàn)過(guò)熱。

　　電氣設(shè)備或線路使用不合理，負(fù)載超過(guò)額定值或連續(xù)使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，超過(guò)線路或設(shè)備的設(shè)計(jì)能力，由此造成過(guò)熱。

　　設(shè)備故障運(yùn)行造成設(shè)備和線路過(guò)負(fù)載，如三相電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行或三相變壓器不對(duì)稱運(yùn)行均可能造成過(guò)負(fù)載。

　�、茈姎饣芈分C波能使線路電流增大而過(guò)載。如三相四線制電路三次及其奇數(shù)倍諧波電流會(huì)引起中性線過(guò)載危險(xiǎn)。由于各相三次諧波電流在中性絨上相位相同而互相疊加。如果三相負(fù)載不平衡，中性線再疊加上不平衡電流后發(fā)熱將更為嚴(yán)重。在非線性負(fù)載日益增多，能產(chǎn)生大量三次諧波的氣體放電燈等非線性負(fù)載大量使用的情況下，中性線的嚴(yán)重過(guò)載將帶來(lái)火災(zāi)的隱患。

　　產(chǎn)生三次諧波的設(shè)備主要有：節(jié)能燈、熒光燈、計(jì)算機(jī)、變頻空調(diào)、微波爐、鎮(zhèn)流器、焊接設(shè)備、UPS電源等。如節(jié)能熒光燈，困燈管內(nèi)電弧的負(fù)阻特性產(chǎn)生的諧波電流主要為三次諧波電流。

　　3)漏電。電氣設(shè)備或線路發(fā)生漏電時(shí)，因其電流一般較小，不能促使線路上的熔斷器的熔絲動(dòng)作。一般當(dāng)漏電電流沿線路比較均勻地分布，發(fā)熱量分散時(shí)，火災(zāi)危險(xiǎn)性不大。而當(dāng)漏電電流集中在某一點(diǎn)時(shí)，可能引起比較嚴(yán)重的局部發(fā)熱，引燃成災(zāi)。

　　4)接觸不良。電氣線路或電氣裝置中的電路連接部位是系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，是產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度的主要部位之一。

　　電氣接頭連接不牢、焊接不良或接頭處夾有雜物，都會(huì)增加接觸電阻而導(dǎo)致接頭過(guò)熱。刀開(kāi)關(guān)、斷路器、接觸器的觸點(diǎn)、插銷的觸頭等，如果沒(méi)有足夠的接觸壓力或表面粗糙不平等。均可能增大接觸電阻，產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度。對(duì)于銅、韜接頭，由于銅和鋁的理化性能不同，接觸狀態(tài)會(huì)逐漸惡化，導(dǎo)致接頭過(guò)熱。

　　5)鐵心過(guò)熱。對(duì)于電動(dòng)機(jī)、變壓器、接觸囂等帶有鐵心的電氣設(shè)備，如果鐵心短路(片間絕緣破壞)或線圈電壓過(guò)高，由于渦流損耗和磁滯損耗增加，使鐵損增大，將造成鐵心過(guò)熱并產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度。

　　6)散熱不良。電氣設(shè)備在運(yùn)行時(shí)必須確保具有一定的散熱或通風(fēng)措施。如果這些措施失效，如通風(fēng)道堵塞、風(fēng)扇損壞、散熱油管堵塞、安裝位置不當(dāng)、環(huán)境溫度過(guò)高或距離外界熱源太近等，均可能導(dǎo)致電氣設(shè)備和線路過(guò)熱。

　　7)機(jī)械故障。由交流異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的設(shè)備，如果轉(zhuǎn)動(dòng)部分被卡死或軸承損壞，造成堵轉(zhuǎn)或負(fù)載轉(zhuǎn)矩過(guò)太，都會(huì)因電流顯著增大而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過(guò)熱。交流電磁鐵在通電后，如果銜鐵被卡死，不能吸合，則線圈中的大電流持續(xù)不降低，也會(huì)造成過(guò)熱。由電氣設(shè)備相關(guān)的機(jī)械摩擦導(dǎo)致的發(fā)熱。

　　8)電壓異常。相對(duì)于額定值，電壓過(guò)高和過(guò)低均屬電壓異常。電壓過(guò)高時(shí)，除使鐵心發(fā)熱增加外，對(duì)于恒阻抗設(shè)備，還會(huì)使電流增大而發(fā)熱。電壓過(guò)低時(shí)，除可能造成電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)、電磁鐵銜鐵吸合不上，使線圈電流大大增加而發(fā)熱外，對(duì)于恒功率設(shè)備，還會(huì)使電流增大而發(fā)熱。

　　9)電熱器具和照明器具。其正常情況下的工作溫度就可能形成危險(xiǎn)溫度，如：電爐電阻絲工作溫度為800℃，電熨斗為500—600℃，白熾燈燈絲為2 000—3 000℃，100w白熾燈泡表面為170一220℃。

　　10)電磁輻射能量。在連續(xù)發(fā)射或脈沖發(fā)射的射頻(9 kHz一60 GHz)源的作用下，可燃物吸收輻射能量可能形成危險(xiǎn)溫度。

　　(2)電火花和電弧

　　電火花是電極間的擊穿放電，電弧是大量電火花匯集而成的。在切斷感性電路時(shí)，斷路器觸點(diǎn)分開(kāi)瞬間，在觸點(diǎn)之間的高電壓形成的電弧作用及觸點(diǎn)上的高溫引起熱電子發(fā)射，使斷開(kāi)的觸點(diǎn)之間形成密度很大的電子流和離子流，形成電弧和電火花，電弧形成后的弧柱溫度可高達(dá)6 000—7 000℃，甚至10 000℃以上，不僅能引起可燃物燃燒，還能使金屬熔化、飛濺，構(gòu)成危險(xiǎn)的火源。在有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所，電火花和電弧是十分危險(xiǎn)的因素。

　　電火花和電弧分為工作電火花及電弧、事故電火花及電弧。

　　1)工作電火花及電弧。指電氣設(shè)備正常工作或正常操作過(guò)程中所產(chǎn)生的電火花。例如：刀開(kāi)關(guān)、斷路器、接觸器、控制器接通和斷開(kāi)線路時(shí)會(huì)產(chǎn)生電火花;插銷拔出或插入時(shí)的火花;直流電動(dòng)機(jī)的電刷與換向器的滑動(dòng)接觸處、繞線式異步電動(dòng)機(jī)的電刷與滑環(huán)的滑動(dòng)接觸處也會(huì)產(chǎn)生電火花等。切斷感性電路時(shí)，斷口處火花能量較大，危險(xiǎn)性也較大。當(dāng)該火花能量超過(guò)周圍爆炸性混合物的最小引燃能量時(shí)，即可能引起爆炸。

　　2)事故電火花及電弧。包括線路或設(shè)備發(fā)生故障時(shí)出現(xiàn)的火花。如絕緣損壞、導(dǎo)線斷線或連接松動(dòng)導(dǎo)致短路或接地時(shí)產(chǎn)生的火花;電路發(fā)生故障，熔絲熔斷時(shí)產(chǎn)生的火花;沿絕緣表面發(fā)生的閃絡(luò)等。

　　電力線路和電氣設(shè)備在投切過(guò)程中由于受感性和容性負(fù)荷的影響，可能會(huì)產(chǎn)生鐵磁諧振和高次諧波，并引起過(guò)電壓，這個(gè)過(guò)電壓也會(huì)破壞電氣設(shè)備絕緣造成擊穿，并產(chǎn)生電弧。

　　事故火花還包括由外部原因產(chǎn)生的火花，如雷電直接放電及二次放電火花、靜電火花、電磁感應(yīng)火花等。

　　除上述外，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與定子發(fā)生摩擦(掃膛)，或風(fēng)扇與其他部件相碰也都會(huì)產(chǎn)生火花，這是由碰撞引起的機(jī)械性質(zhì)的火花。

　　2電氣裝置及電氣線路發(fā)生燃爆

　　(1)油浸式變壓器火災(zāi)爆炸。變壓器油箱內(nèi)充有大量的用于散熱、絕緣、防止內(nèi)部元件和材料老化以及內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)熄滅電弧作用的絕緣油。變壓器油的閃點(diǎn)在130一140℃之間。變壓器發(fā)生故障時(shí)，在高溫或電弧的作用下，變壓器內(nèi)部故障點(diǎn)附近的絕緣油和固態(tài)有機(jī)物發(fā)生分解，產(chǎn)生易燃?xì)怏w。如故障持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，易燃?xì)怏w愈來(lái)愈多，使變壓器內(nèi)部壓力急劇上升，若安全保護(hù)裝置(氣體繼電器、防爆管等)未能有效動(dòng)作時(shí)，會(huì)導(dǎo)致油箱炸裂，發(fā)生噴油燃燒。燃燒會(huì)隨著油流的蔓延而擴(kuò)展，形成更大范圍的火災(zāi)危害。造成停電、影響生產(chǎn)等重大經(jīng)濟(jì)損失、甚至造成人員的傷亡等重大事故。

　　除油浸變壓器外，多油斷路器等充油設(shè)備也可能發(fā)生爆炸。充油設(shè)備的絕緣油在高溫電弧作用下氣化和分解，噴出大量油霧和可燃?xì)怏w，還可引起空間爆炸。

　　(2)電動(dòng)機(jī)著火。異步電動(dòng)機(jī)的火災(zāi)危險(xiǎn)性是由于其內(nèi)部和外部的諸如制造工藝和操作運(yùn)行等種種原因造成的。其原因主要有：電源電壓波動(dòng)、頻率過(guò)低;電機(jī)運(yùn)行中發(fā)生過(guò)載、堵轉(zhuǎn)、掃膛(轉(zhuǎn)子與定子相碰);電機(jī)絕緣破壞，發(fā)生相間、匝間短路;繞組斷線或接觸不良;以及選型和啟動(dòng)方式不當(dāng)?shù)取?/P>

　　三相異步電動(dòng)機(jī)如果發(fā)生某相斷線，則形成了缺相運(yùn)行。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)繞組中的電流會(huì)明顯上升，但又達(dá)不到保護(hù)電動(dòng)機(jī)的熔斷器的熔斷電流值。因此，大電流長(zhǎng)時(shí)間作用引起定子繞組過(guò)熱，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)燒毀。

　　異步電動(dòng)機(jī)形成引燃的主要部位是繞組、鐵心和軸承以及引線。其原因既有電氣方面的原因也有機(jī)械方面的原因。而它們往往不是孤立的，電氣原因可能引起機(jī)械方面的故障或事故，反之亦然，有時(shí)呈互為因果的惡性循環(huán)。

　　(3)電纜火災(zāi)爆炸。當(dāng)導(dǎo)線電纜發(fā)生短路、過(guò)載、局部過(guò)熱、電火花或電弧等故障狀態(tài)時(shí)，所產(chǎn)生的熱量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)正常狀態(tài)�；馂�(zāi)案例表明，有的絕緣材料是直接被電火花或電弧引燃;有的絕緣材料是在高溫作用下，發(fā)生自燃;有的絕緣材料是在高溫作用下，加速了熱老化進(jìn)程，導(dǎo)致熱擊穿短路，產(chǎn)生的電弧，將其引燃。

　　電纜火災(zāi)的常見(jiàn)起因如下：

　　1)電纜絕緣損壞。

　　2)電纜頭故障使絕緣物自燃。

　　3)電纜接頭存在隱患。

　　4)堆積在電纜上的粉塵起火。

　　5)可燃?xì)怏w從電纜溝竄入變、配電室。

　　6)電纜起火形成蔓延。

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