低压电工作业第四章

第四章电气防火与防爆

本章学习要点：

1、掌握电气火灾发生的原因；

2、熟练掌握电气防火防爆预防措施；

3、熟练掌握电气火灾的灭火原理及扑救方法。

火灾和爆炸可以造成重大经济损失，而且往往造成人身伤亡和设备毁坏。电气火灾和爆炸事故中占有很大的比例。仅就电气火灾而言，不论是发生频率不是所造成的经济损失，在火灾中所占的比例都呈逐年上升的趋势。第一节电气火灾和爆炸的原因

电气火灾与爆炸的原因很多。除设备缺陷、安装不当等设计和施工方面的原因外，电气设备过热和电火花、电弧是引起电气火灾与爆炸的直接原因。一、电气设备过热实际中常见引起电气设备过热的情况有：

1、短路发生短路时，线路中的电流增大为正常时的几倍甚至几十倍，而产生的热量又与电流的平方成正比，使得温度急剧上升，大大超过允许范围。

引起短路的原因主要有：当电气设备的绝缘老化变质，或受到高温、潮湿或腐蚀的作用而失去绝缘能力时，即可能引起短路；绝缘导线直接缠绕、勾挂在铁钉或铁丝上时等。

2、过载过载会引起电气设备发热，造成过载的原因有：选用线路或设备不合理，使用不合理。

3、接触不良（1）铜铝接头，易因电解而腐蚀，导致接头过热。（2）活动接头。

（3）不可拆卸的接头连接不牢、焊接不良或接头混有杂质；（4）可拆卸的接头连接不紧或由于震动而松动。

4、铁芯发热变压器、电动机的铁芯，如设计制造不合理，绝缘损坏或承受长时间过电压，其涡流和磁滞损耗将增加而使设备过热。

5、散热不良的各种电气设备在设计和安装都要考虑有一定的散热和通风措施。二、电火花和电弧电火花是电极间的绝缘被击穿放电，电弧是大量的电火花汇集而成的。一般电火花的温度都很高，特别是电弧，温度可高达8000℃。因此，电火花和电弧不仅能引起可燃物燃烧，还能使金属熔化、飞溅，构成危险的火源。电火花大体上可分为两类，为工作火花和事故火花。

工作火花是指电气设备正常工作时或正常操作过程中产的火花。事故火花是指线路或设备发生故障时出现的火花。如发生短路或接地时出现的火花、绝缘损坏时出现的闪光，导线连接松脱时产生的火花等。

第二节危险物质和危险环境

爆炸性物质、可燃性气体、可燃液体、自燃物质、遇水燃烧物质、易燃固体、氧化剂等都属于有爆炸和火灾危险的物质。本节所说的危险物质是指在大气条件下，能与空气混合形成爆炸性混合物的气体、蒸气、薄雾、粉尘或纤维。一、危险物质的性能参数这些性能参数包括：闪点、燃点、引燃温度、爆炸极限、最小点燃电流比等。

闪点：在规定的试验条件下，易燃液体能释放出足够的蒸气并在液面上方与空气形成爆炸性混合物，点火时能发生闪燃(一闪即灭)的最低温度。

闪点越低者危险性越大。

燃点：燃点是物质在空气中点火时发生燃烧，移去火源仍能继续燃烧的最低温度。对于闪点不超过45℃的易燃液体，燃点仅比闪点高1～5℃，一般只考虑闪点，不考虑燃点。引燃温度：引燃温度又称自燃点或自燃温度，是指在规定试验条件下，可燃物质不需要外来火源即发生燃烧的最低温度。

爆炸极限：爆炸极限通常是指爆炸浓度极限。它是在一定的温度和压力下，气体、蒸气、薄雾或粉尘、纤维与空气形成的能够被引燃并传播火焰的浓度范围。该范围的最低浓度称为爆炸下限、最高浓度称为爆炸上限。最小点燃电流比：最小点燃电流比(MICR)是指在规定试验条件下，气体、蒸气、薄雾等爆炸性混合物的最小点燃电流与甲烷爆炸性混合物的最小点燃电流之比。

最大试验安全间隙：最大试验安全间隙(MESG)，是衡量爆炸性物品传爆能力的性能参数，是指在规定试验条件下，两个经间隙长为25mm连通的容器，一个容器内燃爆时不致引起另一个容器内燃爆的最大连通间隙。二、气体、蒸气爆炸危险环境的分类根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间将此类危险环境分为0区、1区和2区。危险区域的大小受通风条件、释放源特征和危险物品性能参数的影响。

(1)0区。指正常运行时连续出现或长时间出现或短时间频繁出现的爆炸性气体、蒸气或薄雾的区域。除了装有危险物质的封闭空间（如密闭的容器、储油罐等内部气体空间）外，很少存在0区。(2)1区。指正常运行时可能出现（预计周期性出现或偶然出现）的爆炸性气体、蒸气或薄雾的区域。(3)2区。指正常运行时不出现，即使出现也只可能是短时间偶然出现的爆炸性气体、蒸气或薄雾的区域。

三、粉尘、纤维爆炸危险环境的分类根据爆炸性气体的频繁程度和持续时间，将此类危险环境分为10区和11区。(1)10区。指正常运行时连续或长时间或短时间频繁出现爆炸性粉尘、纤维的区域。(2)11区。指正常运行时不出现，仅在不正常运行时短时间偶然出现爆炸性粉尘、纤维的区域。四、火灾危险环境的分类火灾危险环境分为21区、22区和23区，与旧标准的H-1级、H-2级和H-3级火灾危险场所一一对应，分别为有可燃液体、有可燃粉体和有可燃固体存在的火灾危险环境。

爆炸危险环境使用的电气设备，结构上应能防止在使用中产生火花、电弧或危险温度而成为安装地点爆炸性混合物的引燃源。

1、防爆电气设备

(1)隔爆型具有隔离外壳的电气设备，能把点燃爆炸性混合物的部件封闭在一个外壳内。该外壳能承受内部爆炸性混合物的爆炸压力并阻止其向周围爆炸性混合物传爆。

第三节防爆电气设备和防爆电气线路

(2)增安型在正常运行条件下，不会产生点燃爆炸性混合物的火花或危险温度，并在结构上采取措施，提高其安全程度，以避免在正常运行条件下和规定的过载条件下出现点燃爆炸性混合物的火花或危险温度。(3)充油型全部或某些带电部件浸在油中，使之不能点燃油面以上或外壳周围的爆炸性混合物。(4)充砂型外壳内充填细颗粒材料，以便在规定使用条件下，外壳内产生的电弧、火焰传播，壳壁或颗粒材料表面的过热温度，均不能点燃周围的爆炸性混合物。

(5)本质安全型在正常运行情况下或标准试验条件下所产生的火花或热效应，均不能点燃爆炸性混合物。(6)通风充气型或正压型具有保护外壳，且壳内充有保护气体，其压力保持高于周围爆炸性混合物气体的压力，以避免外部爆炸性混合物进入外壳内部。(7)无火花型在正常运行时，不会出现火花，电弧和高温表面的电气设备，适用于2区。(8)特殊型上述各种类型以外的或由下述两种以上形式组合成的电气设备。

二、防爆电气设备的选用应当根据安装地点的危险等级、危险物质的组别和级别、电气设备的种类和使用条件选用爆炸危险环境的电气设备。

在爆炸危险的环境，应尽量少用或不用携带式电气设备，应尽量少安装电源插座。

1、气体、蒸气爆炸危险环境的电气设备

外壳防护等级（IP代码）是将产品依其防尘、防止外物侵入、防水、防湿气之特性加以分级。这里所指的外物包含工具、人的手指等均不可接触到灯具内之带电部分，以免触电。它一般是由两个数字所组成，第一个数字表示产品防尘、防止外物侵入的等级；第二个数字表示产品防湿气、防水侵入的密闭程度。数字越大，表示其防护等级越高。如：外壳防护等级（IP代码）示例如：IPXX，防尘等级(第一个X表示)0：没有保护1：防止大的固体侵入2：防止中等大小的固体侵入3：防止小固体进入侵入4：防止物体大于1mm的固体进入5：防止有害的粉尘堆积6：完全防止粉尘进入防水等级(第二个X表示)0：没有保护1：水滴滴入到外壳无影响2：当外壳倾斜到15度时，水滴滴入到外壳无影响3：水或雨水从60度角落到外壳上无影响4：液体由任何方向泼到外壳没有伤害影响5：用水冲洗无任何伤害6：可用于船舱内的环境7：可于短时间内耐浸水（1m）8：于一定压力下长时间浸水

三、防爆电气线路爆炸危险环境中，电气线路安装位置的选择、敷设方式的选择、导体材质的选择、连接方法的选择等均应根据环境的危险等级进行。

1、爆炸危险环境的电气线路（1）位置选择应当在爆炸危险性较小或距离释放源较远的位置敷设电气线路。

10KV及10KV以下的架空线路不得跨越爆炸危险环境；当架空线路与爆炸危险环境邻近时，其间距离不得小于杆塔高度的1.5倍。

（2）配线方式

爆炸危险环境主要采用防爆钢管配线和电缆配线。固定敷设的电力电缆应采用铠装电缆。

（3）导线材料爆炸危险环境宜采用交联聚乙烯、聚乙烯、降氯乙烯或合成橡胶及有护套的电线。爆炸危险环境宜采用有耐热、阻燃、耐腐蚀的绝缘电缆，不宜采用油浸纸绝缘电缆。（4）连接爆炸危险环境的电气线路不得有非防爆型中间接头。

电缆线路不得有中间接头。

（5）允许载流量导线允许载流量不应小于熔断器熔体额定电流和断路器长延时过电流脱扣器整定电流的1.25倍或电动机额定电流的1.25倍。高压线路应按短路电流进行热稳定校验。（6）隔离和密封敷设电气线路的沟道以及保护管、电缆或钢管在穿过爆炸危险环境等级不同的区域之间隔墙或楼板时，应用非燃性材料严密堵塞。

2、火灾危险环境的电气线路

使用绝缘导线或电缆的额定电压不得低于电网额定电压，最低不得低于500V.

第四节电气防爆技术

电气防火、防爆措施是综合性的措施。其它防火、防爆措施对于防止电气火灾和爆炸也是有效的。一、消除或减少爆炸性混合物消除或减少爆炸性混合物包括采取封闭式作业。防止爆炸性混合物泄漏；清理现场积尘、防止爆炸性混合物积累；设计正压室，防止爆炸性混合物侵入有引燃源的区域；采取开式作业或通风措施，稀释爆炸性混合物；在危险空间充填惰性气体或不活泼气体，防止形成爆炸性混合物；

安装报警装置，当混合物中危险物品的浓度达到其爆炸下限的10%时报警等措施。二、隔离和间距危险性大的设备应分室安装，并在隔墙上采取封堵措施。电气装置，特别是高压、充油的电气装置应与爆炸危险区域保持规定的安全距离。变、配电站不应设在容易沉积可燃粉尘或可燃纤维的地方。三、消除引燃源主要包括以下措施：

1、按爆炸危险环境的特征和危险物的级别、

组别选用电气设备和设计电气线路。

2、保持电气设备和电气线路安全运行。在爆炸危险环境应尽量少用携带式设备和移动式设备。一般情况下不应进行电气测量工作。四、爆炸危险环境接地爆炸危险环境接地应注意如下几点：

1、应将所有不带电金属物件做等电位联结。从防止电击考虑不需接地（接零）者，在爆炸危险环境仍应接地（接零）。

2、如低压由接地系统配电，应采用TN-S系统，不得采用TN-C系统。即在爆炸危险环境应将保护零线与工作零线分开。

3、如低压由不接地系统配电，应采用IT系统，并装有一相接地时或严重漏电时能自动切断电源的保护装置或能发出声、光双重信号的报警装置。五、电气灭火在扑灭火灾的过程中，应注意防止触电，注意防止充油设备爆炸。

1、如火灾现场尚未停电，应设法切断电源。切断电源应注意以下问题：（1）切断部位应选择得当，不得因切断电源影响疏散和灭火工作；（2）在可能的条件下，先卸去线路负荷，再切断电源；

（3）因火烧、烟熏、水浇，电气绝缘可能大大降低，切断电源应配用绝缘工具；（4）应在电源侧的电线支持点附近剪断电线，防止电线断落下来造成电击或短路；（5）切断电线时，应在错开的位置切断不同相的电线，防止切断时发生短路。

2、为了防止触电，应注意以下事项：（1）不得用泡沫灭火器带电灭火。带电灭火应采用干粉，二氧化碳、1211等灭火器。（2）人及所