建筑电气装置火灾隐患防护措施（4-1）55页

1、电气防火安全技术第四章建筑电气装置火灾隐患防护措施2主要内容变、配电所防火措施低压配电线路防火要求电气照明装置防火电气装置件与开关、插座电缆阻燃与防火家用电器防火措施34.1 变、配电所防火措施4变、配电所通过变压器进行电压变换和电能交换的场所，即为变电所。主要由变压器、母线和开关控制设备等组成 只有受电、配电开关控制设备，而没有变压器的场所，即为配电所，它只能分配电能火灾引发源：变压器、配电装置、断路器、电容器4.1.1变、配电所建筑物与构筑物I、变、配电所在总平面中的布置位置II、变配电所的耐火等级与防火间距III、储油、挡油设施IV、油断路器防爆小间V、电缆构筑物6I、变、配电所在总平面

2、中的布置位置1. 考虑风向的影响生产或储存易燃易爆物的建筑，宜布置在变配电所常年盛行风向的下风侧或最小风频的上风侧2. 考虑与民用建筑的贴邻a) 总容量不超过1260kVA，单台容量不超过630kVA的油浸变压器变电所，充有可燃油的高压补偿电容器和多油开关等时，不允许与观众厅、教室、病房等房间贴邻b) 必须与其他民用建筑贴邻时，必须采取防火墙隔开7I、变、配电所在总平面中的布置位置2. 考虑与民用建筑的贴邻c) 安装在建筑物主体内部时，必须采取一定的措施（1）远离人员密集区，并采用无门窗洞口的耐火极限不低于3h的隔墙，如果必须开门时，设甲级防火门。变压器与配电间之间隔墙应设防火墙（2）变压器室

3、应布置在底层外墙部位，并应在外墙上开门，底层的外墙开口部位上方应设置宽度不少于1m的防火挑檐（3）变压器下面应有储存变压器全部油量的事故储油设施。多油开关、高压电容器室应设有防止油品流散的设施8I、变、配电所在总平面中的布置位置3. 注意对在爆炸危险区域布置的要求变配电所和控制室应布置在爆炸危险区域以外，当为正压室时，可布置在1、2区内对于易燃物质比空气重的爆炸性气体环境，距离较近的变、配电所和控制室内安装电气设备的地面，为防止爆炸性气体侵入，应高出室外地面0.6m9I、变、配电所在总平面中的布置位置 4. 注意对火灾危险环境布置的要求电压在10kV及以下的变配电所，不宜设在有火灾危险区域的正

4、上面或正下面与火灾危险区域的建筑毗连时，门窗和孔洞的要求:110kV配电所可通过走廊或套间与火灾环境的建筑相通，通向走廊或套间的门应为难燃体变电所与火灾危险环境建筑共用的隔墙应是密实的非燃烧体，管道和沟道穿过墙和楼板处，应采用非燃烧体材料严密封堵变压器室的门窗应通向非火灾危险场所10I、变、配电所在总平面中的布置位置4. 注意对火灾危险环境布置的要求在易沉积可燃粉尘或可燃纤维的露天环境，设置的变压器或配电装置应采用密闭型露天安装的变压器或配电装置的外廓距离火灾危险环境建筑物得外墙在10m以内时，应满足下列要求：火灾危险环境靠变压器或配电装置一侧的墙为非燃烧体在变压器或配电装置高度加3m的水平线

5、上，其宽度为变压器或配电装置外廓两侧各加3m的墙上，安装非燃烧体的装有铁丝玻璃的固定墙11II、变配电所的耐火等级与防火间距建筑物在生产或储存物品过程中的火灾危险性的严重程度，分为甲、乙、丙、丁、戊五类，建筑物、构筑物的耐火等级分一、二、三、四级。对于变配电所，除了油浸变压器室为一级外，其他为二级防火间距：应根据建筑物的火灾危险性类别，以及建筑物应达到的最低耐火等级来设计。（最小值为12m）12II、变配电所的耐火等级与防火间距变压器之间的防火间距变压器油重超过2500kg，根据电压等级确定其防火间距油重2500kg以上的变压器与油重600kg以上的本回路充油电气设备的防火间距不得小于5m不能

6、满足上述要求，中间应设耐火极限不小于4h的防火墙，防火墙与变压器之间距离不小于2m电压等级(kV）220防火间距(m)5681013III、储油、挡油设施防止充油电气设备的火灾和爆炸事故蔓延和扩大，应设置蓄油坑和总事故储油池单个邮箱油量大于1000kg，变压器下面应设能容纳100%油量的储油池或20%油量的挡油槛，其长宽尺寸比设备外形尺寸每边大1m。储油池内铺设卵石层卵石层间隔吸收20%设备充油量卵石层间隙率油的平均比重储油池面积储油池中设备基础面积14III、储油、挡油设施屋内大于100kg的油浸电力变压器，应设储油或挡油设施。挡油设施按20%油量设计，排油管内径不小于100mm，不考虑回收

7、事故油，否则应设100%油量储油设施储油设施应用非燃烧体作成不可用电缆沟道排油15IV、油断路器防爆小间60kg以下：金属网全部或部分围起来的敞开式小间60-600kg：有隔离墙的封闭小间600kg以上：单独的防爆小间一般35kV以上的油断路器安装在有防爆墙的间隔内，35kV以下安装在开关柜或两侧有隔墙（板）的间隔内防爆小间出口通往屋外或防爆走廊，在爆炸时应迅速打开排烟16V、电缆构筑物电缆沟、电缆隧道：电缆成排安装，各排间用水泥板、石棉水泥板或耐火隔板隔开。其目的是什么？进出建筑物的孔洞处，必须用阻燃材料封堵，或设带门的耐火隔墙，或只设隔墙变压器下的地下电缆隧道，必须与变压器地坪、油坑严密封

8、堵并隔开防止某一排出现故障时产生的电弧影响其他排174.1.2变压器防火措施变压器的种类干式变压器矿物油变压器（油浸变压器）硅油变压器六氟化硫变压器变压器的发展18油浸式变压器防火短路：改善运行条件、保持安全距离；及时检修维护、防止误操作放电局部放电：非贯穿性，由油中气泡、绝缘空穴、尖角毛刺、导体接触不良引起。火花放电：接触不良处形成的悬浮电位和油中杂质的存在造成的电弧放电：绕组匝间击穿、引线断裂、对地闪络、分节开关飞弧等造成 局部放电和火花放电都有超声波表征信号出现，可用超声波检测仪捕捉19油浸式变压器防火变压器火灾原因绝缘损坏：绝缘寿命决定了变压器寿命做好现场预知性维护和管理控制变压器的运

9、行温度：温度升高，使绝缘纸、油水分含量比失调，油质劣化；纤维素裂解，油中CO和CO2含量增加 绕组平均温升65度，最热点温升78度，环境平均温度20度，最热点温度可以达到98度，寿命20-30年 A级绝缘变压器在80-140度内工作，变压器有效寿命遵从6度规则，每增加6度寿命降低速度增加一倍 绕组平均温升65度，最热点温升78度，环境平均温度20度，最热点温度可以达到98度，寿命20-30年 A级绝缘变压器在80-140度内工作，变压器有效寿命遵从6度规则，每增加6度寿命降低速度增加一倍20油浸式变压器防火铁芯局部过热铁芯烧坏、磁路短路、损耗增加，油分解性能下降，内部析出气体、继电器动作分接开

10、关接触不良电接触和机械接触不良使局部过热渗漏油内部油位下降，变压器箱体污损，出现爬电现象21干式变压器防火主要有浸渍式和环氧树脂式两类浸渍式工艺简单，绕组完成后浸渍耐高温的绝缘漆，加热烘干即可采用空气冷却，效果差，容易受潮使用前应预热干燥非包封式干式变压器或开敞通风式干式变压器：使用聚芳酰胺绝缘材料，对绕组采用无溶剂树脂真空压力浸渍22干式变压器防火环氧树脂浇注式干式变压器耐热等级大多为F级，少数为H级绝缘强度高抗短路能力强防火、防爆性能好环境适应性优越：化学稳定性好，防潮、防尘不需单独变压器室，占地少，维修方便23干式变压器防火环氧树脂浇注式干式变压器从防火安全角度讲，运行中没有温室气体排放

11、或泄漏，无油污，难燃防火；没有卤素和硫元素，即使着火燃烧也不产生卤素化合物和硫化物；没有氮元素，不产生剧毒氰化物 干式变压器的平均温升不能反映绕组中最热点温度，因此必须用红外检测仪检测最热点部位的温度24干式变压器防火干式变压器的耐热等级铭牌所标的是绝缘体系的耐热等级，需要通过与其工作条件相关的老化试验确定绕组温度监测将铂电阻Pt100和热敏电阻PTC分别埋在A、B、C三相低压绕组上方的端绝缘中，绕组温度变化，它的电阻随之变化，并把温度信号转化成电信号显示出来，当温度超过规定值，发出报警信号、风机启停或超温跳闸指令25干式变压器的安装与运行运行与维护运行前进行绝缘测试绕组：高压低压及地之间30

12、0M欧，低压地100M欧；铁芯：铁芯夹件及地2M欧，穿心螺杆铁芯及地2M欧日常运行检查防火安全性评价264.1.3 高、低压配电室防火1、高压配电柜高压电器油位正常，无渗漏油现象电流、电压互感器接线正确变压器无异常现象避雷器完好高压母线及其支持绝缘子外部无破损、裂纹和放电痕迹柜内各高压电器无超温和异常放电声音高压电缆沟内无异物，孔洞封堵良好274.1.3 高、低压配电室防火2、低压配电柜闸刀开关、自动空气断路器、电流互感器等完好、无破损、灭弧罩齐全接线排列整齐，接线端子连接正确且无锈蚀、松动发热超温现象相线和中性线无过负荷地线连接良好无异声和火花放电现象低压电缆沟电缆排列整齐，无积水和异物，盖

13、板不得为可燃材料，孔洞封堵284.1.3 高、低压配电室防火3、油断路器防火断路器：电力系统配电装置中的主要控制元件，常见的有油断路器、六氟化硫断路器、真空断路器断路器中必须采取灭弧措施，以防发生电弧引发火灾 什么是电弧？29电弧实际上是一种能量集中、温度很高、亮度很大的气体放电现象，是一种具有强光和高温的电游离现象。其内因在于触头本身和周围介质中存在着大量可被游离的电子，其外因为分断的触头间又存在足够大的电压，当同时具有上述两个条件时，触头间便可能产生强烈的电游离而形成电弧。游离就是中性质点转化为带电质点。1 电弧的形成电弧的基本问题30用开关切断有电流通过的电路时，在开关触头刚分离的瞬间便

14、会产生电弧直流电弧的组成电弧的基本问题312 触头间发生电弧的条件和物理过程触头周围的介质原本是绝缘的，电弧的产生说明绝缘介质变成了导电的介质，发生了物态的转化。任何一种物质都有三态，即固态、液态和气态，这三态随温度的升高而改变。当物质变为气态后，若温度再升高，一般要到5000以上，物质就会转化为第四态，即等离子体态。任何等离子体态的物质都是以离子状态存在的，具有导电的特性。因此，电弧的形成过程就是介质向等离子体态的转化过程。电弧的产生和维持是触头间中性质点（分子和原子）被游离的结果。电弧的基本问题32开关触头刚分离时，由于触头间的间隙很小，触头间会出现很高的电场强度，电场强度超过 V/m时，

15、阴极触头表面的电子在强电场的作用下被拉出来发生强电场发射。从阴极表面发射出来的自由电子，在电场力的作用下向阳极作加速运动，它们在奔向阳极的途中碰撞介质的中性质点（原子或分子），只要电子的运动速度足够高，其动能大于中性质点的游离能（能使电子释放出来的能量）时，便产生碰撞游离，原中性质点游离为正离子和自由电子。新产生的电子将和原有的电子一起以极高的速度向阳极运动，当它们和其他中性质点相碰撞时又再一次发生碰撞游离，依次连续发生。电弧的基本问题33 碰撞游离过程示意图电弧的基本问题 碰撞游离过程示意图34碰撞游离连续进行的结果是使触头间隙充满了电子和正离子，介质中带电质点大量剧增，使触头间隙具有很大的

16、电导，在外加电压的作用下，大量的电子向阳极运动，形成电流， 这是由于介质被击穿而产生的电弧，这时，电流密度很大，触头间电压降很小。电弧产生后，弧柱的温度很高，可达5000K以上，这时处于高温下的介质分子和原子产生剧烈运动，使它们之间不断发生碰撞，其结果又游离出电子和正离子，这便是热游离过程。 电弧的基本问题35电弧燃烧过程中，电极表面少数点上有较集中的电流，同时因开关触头分离后，触头间接触压力及接触面积逐渐减少，接触电阻随之增大，会使电极表面有相当高温，从而造成其中的电子获得很大的动能，逸出到周围空间。这种现象称为热电子发射，是气体介质中带电质点产生的主要原因之一，其强弱程度与阴极的材料及表面

17、有关。电弧的基本问题36从以上分析可知，电弧形成的过程是：开关阴极触头在强电场作用下发射电子，所发射出的电子在触头间电压作用下产生碰撞游离，形成了电弧。在高温的作用下，介质中发生热游离，热电子发射，使电弧得以维持和发展。373 产生电弧的游离方式（1）高电场发射开关触头分断之初，电场强度很大。在这种高电场作用下，触头表面的电子可能被强拉出去，也进入触头间的介质中形成自由电子。（2）热电发射当开关触头分断电流时，阴极表面由于大电流逐渐集中而出现炽热的光斑，温度很高，从而使触头表面分子中外层电子吸收足够的热能而发射到触头间的介质中去，形成自由电子。电弧的基本问题38（3）碰撞游离当触头间隙存在足够

18、大的电场强度时，其中的自由电子以相当大的动能向阳极运动，在运动中碰撞中性质点（介质分子），有可能使中性质点分裂为带电的正离子和自由电子。这些被碰撞游离出来的带电质点，在电场力作用下继续参与碰撞游离，使触头间隙中的离子数越来越多，形成“雪崩”现象。电弧的基本问题394 影响游离作用的物理因素（1）气体介质的温度。温度越高，热游离越强烈。（2）介质的压力。压力越大，自由电子的平均自由行程越小，发生碰撞游离的可能性越小。（3）触头之间的外加电压。电压越高越容易将间隙击穿。（4）触头之间的开断距离。开断距离增大则减小间隙中的电场强度。（5）触头之间的介质种类。不同介质游离电场不同，热游离温度也不同。（

19、6）开关电器的触头材料。不同金属的蒸气有不同的游离电压电弧的基本问题40去游离过程：在电弧中，发生游离过程的同时还进行着带电质点减少的去游离过程。去游离过程是指自由电子和正离子相互吸引发生中和现象。主要形式：复合：电子与正离子中和扩散 ：带电质点逸出弧柱以外进入周围介质电弧的基本问题41目前，广泛采用的交流电弧的灭弧方法有以下几种：（1）速拉灭弧利用空气、电动力、闸刀等拉长电弧，使弧隙的电场强度骤降，使离子的复合迅速增强，强化去游离过程,而加速灭弧。这是开关电器最基本的一种灭弧方法。开关电器中装设的断路弹簧，目的就在于加速触头的分断速度，迅速拉长电弧。（2）冷却灭弧法降低电弧温度，可使电弧中的

20、热游离减弱，正负离子的复合增强，从而有助于电弧熄灭。交流电弧的熄灭42（3）采用多断口灭弧利用多断口把电弧分解为多个相串联的短电弧，使电弧的总长度加长，弧隙电导下降在触头行程、分闸速度相同的情况下，电弧被拉长的速度成倍增加，促使弧隙电导迅速下降，提高了介电强度的恢复速度；另一方面，加在每一断口上的电压减小数倍、输入电弧的功率和能量减小，降低了弧隙电压的恢复速度，缩短了灭弧时间。交流电弧的熄灭双断口示意图1-静触头；2-电弧；3-动触头43（4）吹弧或吸弧灭弧法横吹易于把电弧吹弯拉长，增大电弧表面积，加强冷却和增强扩散。纵吹促使弧柱内带电质点向外扩散，使新鲜介质更好地与炽热的电弧相接触，冷却作用

21、加强，并把电弧吹成若干细条，易于熄灭。交流电弧的熄灭44纵横吹横吹灭弧室在开断小电流时，因灭弧室内压力太小，开断性能差。为了改善开断小电流时的灭弧性能，可将纵吹和横吹结合起来。在开断大电流时主要靠横吹，开断小电流时主要靠纵吹。交流电弧的熄灭吹弧可将电弧中大量正负离子吹到触头间隙以外，代之以绝缘性能高的新鲜介质；吹弧使电弧温度迅速下降，阻止热游离的继续进行，使触头间的绝缘强度提高；被吹走的离子与冷介质接触，加快了复合过程的进行；吹弧使电弧拉长变细，加快了电弧的扩散，弧隙电导下降。46（5）长弧切短灭弧法 由于电弧的电压降主要降落在阴极和阳极上，其中以阴极电压降最大，而弧柱的电压降极小。因此如果利

22、用金属片将长弧切割成若干短弧，则电弧中的电压降将近似地增大若干倍。当外施电压小于电弧中总的电压降时，则电弧就不能维持而迅速熄灭。下图为钢灭弧栅将长弧切割成若干短弧的情形。电弧进入钢灭弧栅内，一方面利用电动力吹弧，另一方面利用铁磁吸弧。钢片对电弧还有冷却降温作用。交流电弧的熄灭47钢灭弧栅对电弧的作用l-钢栅片； 2-电弧； 3-触头交流电弧的熄灭48（6）粗弧分细灭弧法 将粗大的电弧分散成若干平行的细小电弧，使电弧与周围介质的接触面增大，改善电弧的散热条件，降低电弧的温度，从而使电弧中离子的复合和扩散都得到增强，加速电弧的熄灭。交流电弧的熄灭49（7）狭沟灭弧法使电弧在固体介质所形成的狭沟中燃

23、烧，由于电弧的冷却条件改善，从而使去游离增强，同时固体介质表面的复合也比较强烈，从而有利于加速灭弧。交流电弧的熄灭 绝缘灭弧栅对电弧的作用 1-绝缘栅片； 2-电弧； 3-触头50（8）真空灭弧法利用真空作为绝缘和灭弧介质（真空断路器灭弧室内的气体压力在13310-4pa以下）是非常理想的灭弧方法。由于真空间隙内的气体稀薄，分子的自由行程大，发生碰撞的概率很小，具有相当高的绝缘强度，因此，碰撞游离不是真空间隙击穿产生电弧的主要因素。真空中的电弧是由触头电极蒸发出来的金属蒸汽形成的，具有很强的扩散能力，因而使电弧电流过零后触头间隙的介质强度能很快恢复起来，使电弧迅速熄灭，装在真空容器内的触头分断时，在交流电流过零时即能熄灭电弧而不致复燃。真空断路器就是利用真空灭弧原理制成的，目前已得到广泛应用。交流电弧的熄灭51（9）六氟化硫（SF6）灭弧法 六氟化硫（SF6）