為了防止電氣火災(zāi)和爆炸,首先應(yīng)了解電氣火災(zāi)和爆炸的原因。電氣裝置運(yùn)行中產(chǎn)生的危害溫度、電火花及電弧是電氣火災(zāi)和爆炸的直接原因。
一、危險溫度
電氣設(shè)備運(yùn)行時總是要發(fā)熱的。首先,導(dǎo)體總是有電阻的,使得電流通過導(dǎo)體要消耗一定的電能,其大小為???
ΔW=I2Rt??? (7.1)
式中:ΔW——在導(dǎo)體上消耗的電能,W;???
I——流過導(dǎo)體的電流,A;
R——導(dǎo)體的電阻,Ω;
2——通電時間,s。
這部分電能使導(dǎo)體發(fā)熱,溫度升高。顯然,這部分熱量與電流的平方成正比,與導(dǎo)體電阻的一次方成正比。其次,對于電動機(jī)、變壓器等利用電磁感應(yīng)進(jìn)行工作的電氣設(shè)備,由于使用了鐵心,交變電流的交變磁場在鐵心中產(chǎn)生磁滯損耗和渦流損耗,使鐵心發(fā)熱,溫度升高。鐵心磁通密度越高,電流頻率越高,鐵心鋼片厚度越大,這部分熱量越大。一般電氣設(shè)備用電工鋼片在磁通密度為1T、頻率為50Hz的條件下,單位質(zhì)量的功率損耗多在1~2W/kg之間。此外,有機(jī)械運(yùn)動的電氣設(shè)備由于摩擦也會引起發(fā)熱,電氣設(shè)備的漏磁、諧波也會引起發(fā)熱等都會使溫度升高。???
正確設(shè)計、正確施工、正確運(yùn)行的電氣設(shè)備,穩(wěn)定運(yùn)行時,發(fā)熱與散熱平衡,其最高溫度和最高溫升都不會超過某一允許范圍。但當(dāng)電氣設(shè)備的正常運(yùn)行遭到破壞時,發(fā)熱量增加,溫度升高,出現(xiàn)危險溫度,在一定條件下即可能引起火災(zāi)。引起電氣設(shè)備過度發(fā)熱的不正常運(yùn)行大體有以下幾種情況:
1.短路
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;使得溫度急劇上升,大大超過允許范圍。如果溫度達(dá)到可燃物的引燃溫度,即引起燃燒。
當(dāng)電氣設(shè)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,可能導(dǎo)致短路。絕緣導(dǎo)線直接纏繞、勾掛在鐵釘或鐵絲上時,由于磨損和鐵銹腐蝕,很容易使絕緣破壞而短路。設(shè)備安裝不當(dāng)或工作疏忽,可能使電氣設(shè)備的絕緣受到機(jī)械損傷而短路。由于雷擊等過電壓的作用,電氣設(shè)備的絕緣可能遭到擊穿而短路。所選用設(shè)備的額定電壓太低,不能滿足工作電壓的要求,可能擊穿而短路。由于維護(hù)不及時,導(dǎo)電性粉塵或纖維進(jìn)入電氣設(shè)備內(nèi)部,也可能導(dǎo)致短路。由于管理不嚴(yán),小動物、霉菌及其他植物也可能導(dǎo)致短路。在安裝和檢修中,由于接線和操作錯誤,也可能引起短路。此外,雷電放電電流極大,有類似短路電流但比其更為強(qiáng)烈的熱效應(yīng),也可能引起火災(zāi)。
2.過負(fù)載
過負(fù)載也會引起電氣設(shè)備過熱。造成過負(fù)載大體有如下三種情況:
一是設(shè)計、選用線路或設(shè)備不合理,或沒有考慮足夠的裕量,以致在正常負(fù)載下出現(xiàn)過熱。
二是使用不合理,即線路或設(shè)備的負(fù)載超過額定值或連續(xù)使用時間過長,超過線路或設(shè)備的設(shè)計能力,由此造成過熱。管理不嚴(yán),亂拉亂接,容易造成線路或設(shè)備過負(fù)載運(yùn)行。
三是設(shè)備故障運(yùn)行會造成設(shè)備和線路過負(fù)載,如三相電動機(jī)一相運(yùn)行或三相變壓器不對稱運(yùn)行均可能造成過負(fù)載。