2020年中級注冊安全工程師《生產(chǎn)管理》高頻考點:電氣火災與爆炸

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電氣火災與爆炸：

電氣火災爆炸是由電氣引燃源引起的火災和爆炸。電氣裝置在運行中產(chǎn)生的危險溫度、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)境及火災危險環(huán)境。電氣線路、開關(guān)、熔斷器、插座、照明器具、電熱器具、電動機等均可能引起火災和爆炸。油浸電力變壓器、多油斷路器等電氣設備不僅有較大的火災危險，還有爆炸的危險。在火災和爆炸事故中，電氣火災爆炸事故占有很大的比例。從我國一些大城市的火災事故統(tǒng)計可知，就引起火災的原因而言，電氣原因已居首位。

電氣引燃源

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

(1)危險溫度

形成危險溫度的典型情況如下：

1)短路。指不同的電位的導電部分之間包括導電部分對地之間的低阻性短接。發(fā)生短路時，線路中電流增大為正常時的數(shù)倍乃至數(shù)十倍，由于載流導體來不及散熱，溫度急劇上升，除對電氣線路和電氣設備產(chǎn)生危害外，還形成危險溫度。短路的暫態(tài)過程會產(chǎn)生很大的沖擊電流，在流過設備的瞬間產(chǎn)生很大的電動力，造成電氣設備損壞。

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

2)過載。電氣線路或設備長時間過蛾也舍導致溫度異常上升，形成引燃源。過載的原因主要有如下幾種情況。

a.電氣線路或設備設計選型不合理，或沒有考慮足夠的裕量，以致在正常使用情況下出現(xiàn)過熱。

b.電氣設備或線路使用不合理，負載超過額定值或連續(xù)使用時間過長，超過線路或設備的設計能力，由此造成過熱。

c.設備故障運行造成設備和線路過負載，如三相電動機單相運行或三相變壓器不對稱運行均可能造成過負載。

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

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

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

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，都會增加接觸電阻而導致接頭過熱。刀開關(guān)、斷路器、接觸器的觸點、插銷的觸頭等，如果沒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)生危險溫度。對于銅、韜接頭，由于銅和鋁的理化性能不同，接觸狀態(tài)會逐漸惡化，導致接頭過熱。

5)鐵心過熱。對于電動機、變壓器、接觸囂等帶有鐵心的電氣設備，如果鐵心短路(片間絕緣破壞)或線圈電壓過高，由于渦流損耗和磁滯損耗增加，使鐵損增大，將造成鐵心過熱并產(chǎn)生危險溫度。

6)散熱不良。電氣設備在運行時必須確保具有一定的散熱或通風措施。如果這些措施失效，如通風道堵塞、風扇損壞、散熱油管堵塞、安裝位置不當、環(huán)境溫度過高或距離外界熱源太近等，均可能導致電氣設備和線路過熱。

7)機械故障。由交流異步電動機拖動的設備，如果轉(zhuǎn)動部分被卡死或軸承損壞，造成堵轉(zhuǎn)或負載轉(zhuǎn)矩過太，都會因電流顯著增大而導致電動機過熱。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，也會造成過熱。由電氣設備相關(guān)的機械摩擦導致的發(fā)熱。

8)電壓異常。相對于額定值，電壓過高和過低均屬電壓異常。電壓過高時，除使鐵心發(fā)熱增加外，對于恒阻抗設備，還會使電流增大而發(fā)熱。電壓過低時，除可能造成電動機堵轉(zhuǎn)、電磁鐵銜鐵吸合不上，使線圈電流大大增加而發(fā)熱外，對于恒功率設備，還會使電流增大而發(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170-220℃。

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-60 GHz)源的作用下，可燃物吸收輻射能量可能形成危險溫度。

(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，斷路器觸點分開瞬間，在觸點之間的高電壓形成的電弧作用及觸點上的高溫引起熱電子發(fā)射，使斷開的觸點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)成危險的火源。在有爆炸危險的場所，電火花和電弧是十分危險的因素。

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