[摘要]为了防止电气火灾和爆炸,首先应当了解引起电气火灾和爆炸的原因。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,电流产生的热量和火花或电弧是引起电气火灾和爆炸的直接原因。
[关键词]设备过热 短路 过载 接触不良 电火花 电弧等
一、电气设备过热
电气设备过热主要是电流产生的热量造成的。
导体的电阻虽然很小,但其电阻总是客观存在的。因此,电流通过导体时要消耗一定的电能,这部分电能转化为热能,使导体温度升高,并加热其周围的其它材料。当电气设备的绝缘质量降低时,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。
电气设备运行时总是要发热的,但是,设计正确,施工正确以及运行正常的电气设备,其最高温度和其与周围环境温度之差(即最高温升)都不会超过某一允许范围。例如:裸导线和塑料绝缘线的最高温度一般不超过70℃;橡胶绝缘线的最高温度不得超过65℃;变压器的上层油温不得超过85℃;电力电容器外壳温度不得超过65℃等。这就是说电气设备正常的发热是允许的。但当电气设备的正常运行遭到破坏时,发热量增加,温度升高,在一定条件下,可能引起火灾。引起电气设备过热的不正常运行大体包括以下几种情况:
1.短路:发生短路时,线路中的电流增加为正常时的几倍甚至几十倍,而产生的热量又和电流的平方成正比,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自燃点,即引起燃烧,从而导致火灾。
当电气设备的绝缘老化变质,或受到高温,潮湿或腐蚀的作用而失去绝缘能力时,即可能引起短路;绝缘导线遭磨损,腐蚀等,很容易使绝缘破坏而形成短路;由于设备安装不当或工作疏忽,可能使电气设备的绝缘受到机械损伤而形成短路;由于雷击等过电压的作用,电气设备的绝缘可能遭到击穿而形成短路;在安装和检修工作中,由于接线和操作的失误,也可能造成短路事故。
2.过载:过载会引起电气设备发热。造成过载的原因大体上有以下两种情况:一是设计时选用线路或设备不合理,以至在额定负载下产生过热。二是使用不合理,即线路或设备的负载超过额定值,或者连续使用时间过长,超过线路或设备的设计能力,由此造成过热。
3.接触不良:接触部分是电路中薄弱环节,是发生过热的一个重点部位。
不可拆卸的叫接头连接不牢,焊接不良或接头氧化,都会增加接触电阻而使接头过热;可拆卸的接头连接不紧密或由于震动松动也会导致接头发热;活动触头:如闸刀开关的触头,接触器的触头,插式熔断器的触头,插销的触头等,如果没有足够的接触压力或接触表面粗糙不平,会导致触头过热;对于铜铝接头,由于铜和铝电性不同,接头处因电解氧化作用而腐蚀,而导致接头过热。
4.铁芯发热:变压器,电动机等设备的铁芯,如铁芯绝缘损坏或受长时间过电压,涡流损耗和磁滞损耗而使设备过热。
5.散热不良:各种电气设备在设计和安装时都考虑有一定的散热或通风措施,如果这些措施遭到破坏,就会造成设备过热;此外,电饭锅和电熨斗等直接利用电流的热量进行工作的电气设备,工作温度都比较高,如安置或使用不当,均可能引起火灾。
二、电火花和电弧
电火花电极间的击穿放电、电弧是大量的电火花汇集而成的。
一般电火花的温度都很高,特别是电弧,温度可高达6000℃,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。在有爆炸危险的场所,电火花和电弧更是引起火灾和爆炸的一个十分危险的因素。
在生产和生活中,电火花是经常见到的。电火花大体包括工作火花和事故火花两类。
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处、交流电机电刷与滑环滑动接触处电刷后的微小火花、开关或接触器开合时的火花、插销拔出或插入时的火花等。
事故火花是线路或设备发生故障时出现的火花。如发生短路或接地时出现的火花、绝缘损坏时出现的闪光、导线连接松脱时的火花、保险丝熔断时的火花、过电压放电火花、静电火花、感应电火花以及修理工作中错误操作引起的火花等。
此外,电动机转子和定子发生摩擦(扫膛)或风扇与其它部件相碰也都会产生火花,这是由碰撞引起的机械性质的火花。
还应当指出,灯泡破碎时,炽热的灯丝有类似火花的危险作用。
电气设备本身,除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炸外,一般不会出现爆炸事故,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、酸性蓄电池排出氢体等,形成爆炸性混合物,引起空间爆炸。