摘要:在電氣火災(zāi)中,電氣短路引起的火災(zāi)事故又占一半以上。電氣事故包括觸電、雷電、靜電、電氣故障、電磁場危害等,往往引起火災(zāi)與爆炸、電氣線路和設(shè)備故障、直接人身傷害等。本文重點(diǎn)分析了接地故障引起電氣火災(zāi)的防護(hù)措施:可供大家借鑒!
引言?
據(jù)近幾年的統(tǒng)計(jì),我國發(fā)生電氣火災(zāi)高居火災(zāi)事故總數(shù)的首位,約占總數(shù)的30%左右。在電氣火災(zāi)中,電氣短路引起的火災(zāi)事故又占一半以上。電氣事故包括觸電、雷電、靜電、電氣故障、電磁場危害等,往往引起火災(zāi)與爆炸、電氣線路和設(shè)備故障、直接人身傷害等。?
1.電氣火災(zāi)事故的多發(fā)性
1.1電氣短路的形式
電氣短路的形式有兩種:一種是導(dǎo)體間直接接觸,如相與相之間、相與N線之間短路,短路點(diǎn)往往被高溫熔焊的金屬短路,稱為金屬性短路;另一種則是帶電導(dǎo)體對地短路,是以電弧為通路的電弧性短路。前者短路電流以若干千安計(jì),金屬線心產(chǎn)生高溫以至熾熱,絕緣被劇烈氧化而自燃,火災(zāi)危險甚大,但金屬性短路產(chǎn)生的大短路電流能使斷路器瞬時動作切斷電源,火災(zāi)往往得以避免。后者因短路電流受阻抗影響,電弧長時間延續(xù),而電弧引起的局部溫度可高達(dá)3000~4000℃,很容易烤燃附近可燃物質(zhì)引起火災(zāi),但由于接地故障引起的短路電流較小,不足以使一般斷路器動作跳閘切斷電源,所以電弧性短路引起火災(zāi)危險遠(yuǎn)大于金屬性短路。?
1.2接地故障的危險性
在電氣線路短路引起的火災(zāi)中,接地故障電弧引起的火災(zāi)遠(yuǎn)多于帶電導(dǎo)體間金屬性短路引起的火災(zāi)。這首先是因?yàn)殡娀⌒越拥毓收习l(fā)生的幾率遠(yuǎn)大于帶電導(dǎo)體間短路的幾率。
一旦發(fā)生接地故障,由它引起危險電弧的幾率也遠(yuǎn)大于帶電導(dǎo)體間產(chǎn)生危險電弧的幾率,這可用圖1來說明。圖中a、b、c和d各為相線、中性線和PE線的連接端子。a、b兩端子如連接不良或不導(dǎo)電,設(shè)備將不運(yùn)轉(zhuǎn)或運(yùn)轉(zhuǎn)不正常,可及時覺察予以修復(fù),不致引發(fā)事故。但PE線的端子c、d不導(dǎo)電或?qū)щ姴涣紖s不易覺察,因設(shè)備仍能照常運(yùn)轉(zhuǎn),這時c、d端子的連接不良將成為一個事故隱患而持續(xù)存在。若一旦發(fā)生圖1所示碰外殼接地故障,如果c、d端子不導(dǎo)電,設(shè)備外殼對地帶相電壓而導(dǎo)致電擊事故。如果c、d端子導(dǎo)電不良,端子處將進(jìn)發(fā)電火花或電弧(延續(xù)和集中的電火花即為電弧),很易引起火災(zāi)。?
因此在接地故障回路全為金屬導(dǎo)體的TN—C—S系統(tǒng)中,其導(dǎo)電性能不良失去接地保護(hù)時,并不影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行,故不易發(fā)現(xiàn)。但一旦發(fā)生接地故障,連接點(diǎn)的阻抗限制了短路電流,不能使斷路器動作,而導(dǎo)致上述電弧性短路的發(fā)生。至于TT系統(tǒng),其接地故障回路內(nèi)串有電源的接地保護(hù)和設(shè)備外殼的接地保護(hù),兩個接地電阻造成回路本身的阻抗就很大,更易發(fā)生電弧性短路。由此可知,接地故障的回路阻抗大,使它易以電弧短路的形式出現(xiàn),這也是單相接地短路故障容易導(dǎo)致火災(zāi)的一個重要原因。
2.電氣設(shè)備電弧性接地故障
電力線路受機(jī)械損傷而發(fā)生短路,如當(dāng)導(dǎo)線與金屬管道構(gòu)件接觸而無套管保護(hù)時,長期磨擦使絕緣損壞,這種短路多為單相接地故障造成,易發(fā)生電弧性短路。通常電氣設(shè)備絕緣損壞產(chǎn)生電弧性接地故障的情況還有:導(dǎo)線和電氣設(shè)備絕緣老化;電器或電動機(jī)的接線端子周圍絕緣因長期發(fā)熱而炭化;電動機(jī)過載而發(fā)生匝間短路;電氣設(shè)備受潮或嚴(yán)重凝露;在電氣設(shè)備中有導(dǎo)電塵埃沉積等。這類故障會引起接地電弧性短路,并釀成火災(zāi)。在這種情況下,泄漏電流產(chǎn)生的發(fā)熱功率約為60~100W,這功率如釋放在幾個平方毫米上,此時只要周圍有可燃材料就會引起火災(zāi)。?
3.電氣短路接地故障
當(dāng)線路因過負(fù)荷使絕緣溫度超過最高允許工作溫度,絕緣老化加速使絕緣水平降至規(guī)定值以下,如果沒有外因觸發(fā),短路一般還不會發(fā)生。如果有外因觸發(fā),如雷電引起的瞬態(tài)過電壓、鄰近大功率設(shè)備的操作過電壓,以及變電所高電壓側(cè)接地故障引起的暫態(tài)過電壓等,則在此大幅值過電壓沖擊下,老化的絕緣將被擊穿而形成弧光短路。過電壓轉(zhuǎn)眼消失,工頻短路電弧卻能長時間延續(xù),這是因?yàn)殡娀〉母咦杩瓜拗屏硕搪冯娏?,使斷路器不可能動作。這類過電壓多出現(xiàn)在帶電導(dǎo)體與地之間,所以這種短路也多為單相接地短路。
電氣短路以單相接地故障居多,電氣火災(zāi)的危險則以電弧性接地為最嚴(yán)重。還需說明,接地故障回路的阻抗較大,這是形成電弧性短路的一個重要原因。不論是TN系統(tǒng)還是TT系統(tǒng),接地故障回路的阻抗都大于帶電導(dǎo)體短路回路的阻抗。?