2019年安全工程師答疑:電氣火災的原因及滅火方法?
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問題：
電氣火災的原因及滅火方法?
答疑：
一、電氣火災的原因 電氣設備過熱
電氣設備過熱主要是電流產(chǎn)生的熱量造成的。
導體的電阻雖然很小，但其電阻總是客觀存在的。因此，電流通過導體時要消耗一定的電能。這部分電能轉(zhuǎn)換為熱能，使導體溫度升高，并加熱其周圍的其它材料。
應當指出，對于電動機和變壓器等帶有鐵磁材料的電氣設備，除電流通過導體產(chǎn)生的熱量外，還有在鐵磁材料中產(chǎn)生的熱量，這部分熱量是由于鐵磁材料的渦流損耗和磁滯損耗造成的。因此，這類電氣設備的鐵芯也是一個熱源。
此外，當電氣設備的絕緣質(zhì)量降低時，通過絕緣材料的泄漏電流增加，可能導致絕緣材料溫度升高。
由上可知，電氣設備運行時總是要發(fā)熱的，但是，設計正確、施工正確以及運行正常的電氣設備，其最高溫度和其與周圍環(huán)境溫度之差(即最高溫升)都不會超過某一允許范圍。例如：裸導線和塑料絕緣線的最高溫度一般不超過70℃;橡膠絕緣線的最高溫度一般不得超過65℃;變壓器的上層油溫不得超過85℃;電力電器容器外殼溫度不得超過65℃;電動機定子繞阻的最高溫度，對于所采用的A級、E級或B級絕緣材料分別為95℃、105℃和110℃，定子鐵芯分別是100℃、115℃和120℃等。這就是說，電氣設備正常的發(fā)熱是允許的。但當電氣設備的正常運行遭到破壞時，發(fā)熱量增加，溫度升高，在一定條件下，可能引起火災。
引起電氣設備過熱的不正常運行大體包括以下幾種情況：
1、短路
發(fā)生短路時，線路中的電流增加為正常時的幾倍甚至幾十倍，而產(chǎn)生的熱量又和電流的平方成正比，使得溫度急劇上升。大大超過允許范圍。如果溫度達到可燃物的自燃點，即引起燃燒，從而導致火災。
當電氣設備的絕緣老化變質(zhì)，或受到高溫、潮濕或腐蝕的作用而失去絕緣能力時，即可引起短路。
絕緣導線直接纏繞、勾掛在鐵絲上時，由于磨損或鐵銹腐蝕，很容易使絕緣破壞而形成短路。
由于設備安裝不當或工作疏忽，可能使電氣設備的絕緣受到機械損傷而形成短路。
由于雷擊等過電壓的作用，電氣設備的絕緣可能遭到擊穿而形成短路。
在安裝和檢修工作中，由于接線和操作的錯誤，也可能造成短路事故。
2、過載
過載會引起電氣設備發(fā)熱。造成過載的原因大體上有以下兩種情況。一是設計時選用線路或設備不合理，以致在額定負載下產(chǎn)生過熱。二是使用不合理，即線路或設備的負載超過額定值，或者連續(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。
3、接觸不良
接觸部分是電路的薄弱環(huán)節(jié)，是發(fā)生過熱的一個重點部位。
不可拆卸的接頭連接不牢、焊接不良或接頭處混有雜質(zhì)，都會增加接觸電阻而導致接頭過熱。
可拆卸的接頭連接不緊密或由于震動而松弛，也會導致接頭發(fā)熱。
活動接頭，如閘刀開關(guān)的觸頭、接觸器的觸頭、插式熔斷器(插保險)的觸頭、插銷的觸頭、燈泡與燈座的接觸處等活動觸頭，如果沒有足夠的接觸電壓或接觸表面粗糙不平，會導致觸頭過熱。
對于銅鋁接頭，由于銅和鋁電性不同，接頭處易因電解作用而腐蝕，從而導致接頭過熱。
4、鐵芯發(fā)熱
變壓器、電動機等設備的鐵芯，如鐵芯絕緣損壞或承受長時間過電壓，將增加渦流損耗和磁滯損耗而使設備發(fā)熱。
5、散熱不良
各種電氣設備在設計和安裝時都考慮有一定的散熱或通風措施，如果這些措施受到破壞，就會造成設備過熱。
此外，電燈和電爐等直接利用電流進行工作的電氣設備，工作溫度都比較高，如安置或使用不當，均可能引起火災。
二、電氣爆炸的原因 電火花和電弧
電火花是電極間的擊穿放電，電弧是大量的電火花匯集而成的。
一般電火花的溫度都很高，特別是電弧，溫度可達6000℃，因此，電火花和電弧不僅能引起可燃物燃燒，還能是金屬熔化、飛濺，構(gòu)成危險的火源。在有爆炸危險的場所，電火花和電弧更是引起火災和爆炸的一個十分危險的因素。
在生產(chǎn)和生活中，電火花是經(jīng)常見到的。電火花大體包括工作火花和事故火花兩類。
工作火花是指電氣設備正常工作時或正常操作過程中產(chǎn)生的火花。如直流電機電刷與整流子滑動接觸處、交流電機電刷與滑環(huán)滑動接觸處電刷后方的微小火花、開關(guān)或接觸器開合時的火花、插銷拔出或插入時的火花等。
事故火花是線路或設備發(fā)生故障時出現(xiàn)的火花。如發(fā)生短路或接地時出現(xiàn)的火花、絕緣損壞時出現(xiàn)的閃光、導線連接松脫時的火花、保險絲熔斷時的火花、過電壓放電火花、靜電火花、感應電火花以及修理工作中錯誤操作引起的火花等。
此外，電動機轉(zhuǎn)子和定子發(fā)生摩擦(掃膛)或風扇與其它部件相碰也都會產(chǎn)生火花，這都是由碰撞引起的機械性質(zhì)的火花。
還應當指出，燈泡破碎時，熾熱的燈絲有類似火花的危險作用。
電氣設備本身，除多油斷路器可能爆炸，電力變壓器、電力電容器、充油套管等充油設備也可能爆裂外，一般不會出現(xiàn)爆炸事故。以下情況可能引起空間爆炸：
1、 周圍空間有爆炸性混合物，在危險溫度或電火花作用下引起空間爆炸。
2、充油設備的絕緣油在電弧作用下分解和汽化，噴出大量油霧和可燃氣體，引起空間爆炸。
3、發(fā)電機氫冷裝置漏氣、酸性蓄電池排出氫氣等，形成爆炸性混合物，引起空間爆炸。
三、電氣滅火常識
電氣滅火有兩個特點：一是著火后電氣設備可能帶電，如不注意可能引起觸電事故;二是有些電氣設備(如電力變壓器、多油斷路器等)本身充有大量的油，可能發(fā)生噴油甚至爆炸事故，造成火勢蔓延，擴大火災范圍。因此，撲滅電氣火災應注意以下幾點：
1、切斷電源
火災現(xiàn)場尚未停電時，應先設法切斷電源，切斷電源時應注意：
(1) 切斷電源要用適當?shù)慕^緣工具，以防觸電。
(2) 切斷電源的地點要選擇適當，防止切斷電源后影響滅火工作。
(3) 如需剪斷電線，剪斷位置應選在電源方向的支持物附近，以防止電線剪斷后掉落下來造成接地短路和觸電傷人。
(4) 剪斷電線時，非同相電線應在不同部位剪斷，以免造成短路。
(5) 如果線路上帶有負載，應先切除負載，再切斷現(xiàn)場電源。
2、 防止觸電
為了防止滅火過程中發(fā)生觸電事故，滅火時應注意：
(1) 人體與帶電體之間保持必要的安全距離。
(2) 如果帶電導線斷落地面，要劃出一定的警戒區(qū)，防止跨步電壓觸電。
(3) 對架空線路等空中設備進行滅火時，人體位置與帶電體之間的仰角不應超過45°，以防導線斷落危及滅火人員安全。
(4) 用水槍滅火時，適于采用噴霧水槍，這種水槍通過水柱的泄漏電流較小，帶電滅火比較安全;用普通直流水槍滅火時，為防止通過水柱的泄漏電流通過人體，水槍噴嘴應當接地;為了防止泄漏電流通過水槍手的身體，還可以采用水槍手穿戴均壓服的辦法。用水槍滅火時，水槍噴嘴與帶電體之間應保持必要的距離，電壓110kV及以下者不應小于3米，220kV及以上者不應小于5米。
(5) 泡沫滅火器的泡沫既損害電氣設備的絕緣，又具有導電性，不宜用于帶電滅火。
3、 充油設備滅火
撲滅充油電氣設備的火災時，應注意：
(1) 充油電氣設備容器外部著火時，可采用水、二氧化碳、四氯化碳、1211、1202、干粉等滅火劑帶電滅火;滅火時，也要保持一定的安全距離。
(2) 如果充油電氣設備容器內(nèi)部著火，除應切斷電源外，有事故貯油池的應設法將油放入事故貯油池，并用噴霧水槍滅火;不得已時可用砂子、泥土滅火;流散在地上的油火可用泡沫撲滅。
(3) 發(fā)電機和電動機等旋轉(zhuǎn)電機著火時，為防止軸與軸承變形，可令其慢慢轉(zhuǎn)動，用噴霧水槍滅火，并使均勻冷卻;也可用二氧化碳、1211、1202、蒸汽滅火，但不宜用干粉、砂子、泥土滅火，以免損傷電氣設備的絕緣。
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