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電氣火災和爆炸形成的原因和預防措施

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點擊次數:  更新時間:2017-02-17 09:21:36  【打印此頁】  【關閉

1、電火花及電弧引起的火災和爆炸

        一般電火花溫度很高,特別是電弧,溫度可高達6000℃。因此,它們不僅能引起可燃物燃燒,而且能使金屬熔化、飛濺,構成危險的火源。電火花可分為工作火花和事故火花兩類。

        電氣裝置的過度發熱,產生危險溫度引起的火災和爆炸

        電氣設備運行時總是要發熱的,電流通過導體時要消耗一定的電能,其大小為,ΔW=I2Rt,這部分電能使導體發熱,溫度升高。電流通路中電阻R越大,時間t越長,則導體發出的熱量越多,一旦到達危險溫度,在一定條件下即可能引起火災。


電氣設備過度發熱大致有以下幾種情況:

(1)過載

        所謂過載,是指電氣設備或導線的電流超過了其額定值。過載后電流增加,時間一長,就會引起電氣設備過熱。

(2)短路

        短路是電氣設備最嚴重的一種故障狀態,電力網中的火災大都是由短路所引起的,短路后,線路中的電流增大為正常時的數倍乃至數十倍,使溫度急劇上升,如果到達周圍可燃物的引燃溫度,即可引發火災。

(3)接觸不良與散熱不良

        接觸不良主要發生在導體連接處,例如固定接頭連接不牢,焊接不良,或接頭表面污損都會增加絕緣電阻而導致接頭過熱。


可拆卸的電氣接頭因振動或由于熱的作用,使連接處發生松動,也會導致接頭過熱。各種電氣設備在設計和安裝時都會有一定的通風和散熱裝置,如果這些設施出現故障,也會導致線路和設備過熱。

(4)漏電

        電氣線路或設備絕緣損傷后,在一定條件下,會發生漏電,漏電電流一般不大,不能使線路熔絲動作,因此也不易被發覺。

        當漏電電流比較均勻地分布時,火災危險性不大;但當漏電電流集中在某一點時,可能引起比較嚴重的局部發熱,而引起火災。


2、由于烘烤和摩擦引起的火災和爆炸

        電熱器具(如小電爐、電熨斗等),照明用燈泡在正常發熱狀態下,就相當于一個火源或高溫熱源,當其安裝、使用不當時,均能引起火災。例如白熾燈泡表面溫度隨燈泡功率大小和廠家不同差異很大。

        當200W燈泡緊貼紙張時,十幾分鐘就可將紙張點燃。發電機和電動機等旋轉型電氣設備,軸承出現潤滑不良,干枯產生干磨發熱或雖潤滑正常,但出現高速旋轉時,都會引起火災。


3、防止電氣火災和爆炸的安全措施

        電氣火災和爆炸的防護必須是綜合性措施。它包括合理選用和正確安裝電氣設備及電氣線路,保持電氣設備和線路的正常運行,保證必要的防火間距,保持良好的通風,裝設良好的接地保護裝置等。


4、選用防爆電氣設備

        在進行爆炸性環境下的電力設計時,應盡量把電氣設備,特別是正常運行時發生火花的設備,布置在危險性較小或非爆炸性環境中。火災危險環境中的表面溫度較高的設備,應遠離可燃物。在滿足工藝生產及安全的前提下,應盡量減少防爆電氣設備使用量。

        火災危險環境下不宜使用電熱器具,非用不可時應用非燃燒材料進行隔離。防爆電氣設備應有防爆合格證,少用攜帶式電氣設備,可在建筑上采取措施,把爆炸性環境限制在一定范圍內,如采用隔墻法等。

(1)電氣設備防爆的類型及標志

        按其使用環境的不同,防爆電氣設備分為兩類。Ⅰ類:煤礦井下用電氣設備,只以甲烷為防爆對象;Ⅱ類:工廠用電氣設備。

        按防爆結構形式,防爆電氣設備分為以下類型:隔爆型(標志d);增安型(標志e);本質安全型(標志i);正壓型(標志p);充油型(標志o);充砂型(標志q);無火花型(標志n);防爆特殊型(標志s)。


(2)防爆電氣設備的選型原則

        1)應符合整體防爆的原則,安全可靠,經濟合理。

        2)應符合燃爆危險場所的分類分級和區域范圍的劃分。

        3)符合燃爆危險場所內氣體和蒸氣的級別、組別和有關特征數據。

        4)符合電氣設備的種類和規定的使用條件。

        5)所選電氣設備的型號不應低于該場所內燃爆危險物質的級別和組別。當存在兩種以上氣體混合物時,按危險程度較高的級別、組別選用。

        6)所選電氣設備的型號應符合使用環境條件的要求,如防腐,防潮,防日曬,防雨雪、風沙等,以保障運行條件下不會降低其防爆性能。


5、防火防爆電氣線路的選用

        (1)電氣線路一般應敷設在危險性較小的環境或遠離存在易燃、易爆物釋放源的地方,或沿建、構筑物的外墻敷設。

        (2)對于爆炸危險環境的配線工程,應采用銅心絕緣導線或電纜,而不用鋁質的。

        (3)電氣線路之間原則上不能直接連接,必須實行連接或封端時,應采用壓接、熔焊或釬焊,確保接觸良好,防止局部過熱。線路與電氣設備的連接,應采用適當的過渡接頭,特別是銅鋁相接時更應如此,而且所有接頭處的機械強度應不小于導線機械強度的80%。

        (4)絕緣電線和電纜的允許載流量不應小于熔斷器熔體額定電流的1.25倍和自動開關長延時過流脫扣器整定電流的1.25倍。線路電壓1000V以上的導線和電纜應按短路電流進行熱穩定校驗。


6、保持電氣設備和線路的正常運行

        電氣設備和電氣線路的安全運行包括電流、電壓、溫升和溫度等參數不超過允許范圍,還包括絕緣,良好連接和接觸良好,整體完好無損、清潔,標志清晰等。保持電流、電壓、溫升等不超過允許值就是防止電氣設備過度發熱。


7、隔離和間距

        隔離是將電氣設備分室安裝,并在隔墻上采取封堵措施,以防止爆炸性混合物進入。將工作時產生火花的開關設備裝于危險環境范圍以外(如墻外);采用室外燈具通過玻璃窗給室內照明等都屬于隔離措施。

        戶內電壓為10kV以上,總油量為60kg以下的充油設備,可安裝在兩側有隔板的間隔內;總油量為60~600kg者,應安裝在有防爆隔墻的間隔內;總油量為600kg以上者,應安裝在單獨的防爆間隔內。

        10kV及其以下的變、配電室不得設在爆炸危險環境的正上方或正下方。變電室與各級爆炸危險環境毗連,最多只能有兩面相連的墻與危險環境共用。

        10kV及其以下的變、配電室也不宜設在火災危險環境的正上方或正下方,可以與火災危險環境隔墻毗連。變、配電站與建筑物、堆場、儲罐應保持規定的防火間距,且變壓器油量越大,建筑物耐火等級越低及危險物品儲量越大者,所要求的間距也越大,必要時可加防火墻。

        為防止電火花或危險溫度引起火災,開關、插銷、熔斷器、電熱器具、照明器具、電焊設備和電動機等均應根據需要,適當避開易燃物或易燃建筑構件。10kV及其以下架空線路,嚴禁跨越火災和爆炸危險環境;當線路與火災和爆炸危險環境接近時,水平距離一般不應小于桿柱高度的1.5倍。


8、保持良好的通風

        在爆炸危險環境中,保持良好的通風具有十分重要的意義。良好的通風裝置能降低爆炸性混合物的濃度,從而降低環境的危險等級。

        通風系統應用非燃燒性材料制作,結構應堅固,連接應緊密。通風系統內不應有阻礙氣流的死角。

        電氣設備應于通風系統聯鎖,運行前必須先通風,通過的氣流量不小于該系統容積的5倍時才能接通電氣設備之電源;進入電氣設備和通風系統內的氣體不應含有爆炸危險物質或其他有害物質。

        爆炸危險環境內的事故排風用電動機的控制設備應設在事故情況下便于操作的地方。


9、接地與接零

        爆炸危險環境的接地比一般環境要求高。除生產上有特殊要求外,一般情況下可以不接地的部分,在爆炸危險區域內仍應接地。如:

        (1)在導電不良的地面處,交流額定電壓為380V以下和直流額定電壓為440V以下的電氣設備正常時不帶電的金屬外殼應接地。

        (2)在干燥環境,交流額定電壓為127V以下,直流電壓為110V以下的電氣設備正常時不帶電的金屬外殼應接地。

        (3)安裝在已接地的金屬結構上的電氣設備應接地。

        (4)敷設鎧裝電纜的金屬構架應接地。

        (5)爆炸危險環境內,電氣設備的金屬外殼應可靠接地。

        (6)為了提高接地的可靠性,接地干線宜在爆炸危險區域不同方向,不少于兩處與接地體相連。

        (7)在燃爆危險區域,如采用變壓器低壓中性點接地的保護接零系統,為提高可靠性,縮短短路故障持續時間,系統的單相短路電流應大一些,最小單相短路電流不得小于該段線路熔斷器額定電流的5倍或自動開關瞬時動作電流脫扣器整定電流的1.5倍。

        (8)在燃爆危險區域,如采用不接地系統供電,必須裝配能發出信號的絕緣監視器。


10、電氣滅火

(1)觸電危險和斷電

        發現起火后,首先要設法切斷電源。有時,為了爭取滅火時間,防止火災擴大,來不及斷電;或因滅火、生產等需要,不能斷電,則需要帶電滅火。


帶電滅火需要注意以下幾點:

        ①應按現場特點選擇適當的滅火器。

        ②用水槍滅火時宜采用噴霧水槍。

        ③人體與帶電體之間保持必要的安全距離。

        ④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°。


(2)充油電氣設備的滅火

        充油電氣設備的油,其閃點多在130~140℃之間,有較大的危險性。如果只在該設備外部起火,可用二氧化碳、干粉滅火器帶電滅火。

        如火勢較大,應切斷電源。如油箱破壞,噴油燃燒,火勢很大時,除切斷電源外,有事故儲油坑的應設法將油放進儲油坑,坑內和地面上的油火可用泡沫撲滅。

        發電機和電動機等旋轉電動機起火時,為防止軸和軸承變形,可令其慢慢轉動,用噴霧水滅火,并使其均勻冷卻;也可用二氧化碳或滅火,但不宜用干粉、砂子或泥土滅火,以免損傷電氣設備的絕緣。


11、電氣火災爆炸危險源的辨識

        所謂危險源,是指有潛在危險性的物質與能量。

        危險源辨識就是識別危險的存在并確定其危險等級的過程。因此,電氣火災爆炸危險源的辨識,對預防電氣火災爆炸具有十分重要的意義。

        電氣火災爆炸危險的防護原理從根本上來說是消除火災爆炸危險發生的條件,控制點就是根據危險物質級別和組別以及危險場所的判斷與區域劃分,選擇防爆電氣設備和電氣線路。

        因此對電氣火災爆炸危險源的辨識就是辨識是否正確劃分火災爆炸危險物質的級別和組別;是否正確判斷火災爆炸危險場所進行危險場所區域劃分;是否正確選擇合理的電氣設備和線路。



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