电气火灾和爆炸形成的原因及预防措施

　　电火花及电弧引起的火灾和爆炸
一般电火花温度很高，特别是电弧，温度可高达6000℃。因此，它们不仅能引起可燃物燃烧，而且能使金属熔化、飞溅，构成危险的火源。电火花可分为工作火花和事故火花两类。
电气装置的过度发热，产生危险温度引起的火灾和爆炸
电气设备运行时总是要发热的，电流通过导体时要消耗一定的电能，其大小为，ΔW＝I2Rt，这部分电能使导体发热，温度升高。电流通路中电阻R越大，时间t越长，则导体发出的热量越多，一旦到达危险温度，在一定条件下即可能引起火灾。
电气设备过度发热大致有以下几种情况：
（1）过载
所谓过载，是指电气设备或导线的电流超过了其额定值。过载后电流增加，时间一长，就会引起电气设备过热。
（2）短路
短路是电气设备最严重的一种故障状态，电力网中的火灾大都是由短路所引起的，短路后，线路中的电流增大为正常时的数倍乃至数十倍，使温度急剧上升，如果到达周围可燃物的引燃温度，即可引发火灾。
（3）接触不良与散热不良
接触不良主要发生在导体连接处，例如固定接头连接不牢，焊接不良，或接头表面污损都会增加绝缘电阻而导致接头过热。可拆卸的电气接头因振动或由于热的作用，使连接处发生松动，也会导致接头过热。各种电气设备在设计和安装时都会有一定的通风和散热装置，如果这些设施出现故障，也会导致线路和设备过热。
（4）漏电
电气线路或设备绝缘损伤后，在一定条件下，会发生漏电，漏电电流一般不大，不能使线路熔丝动作，因此也不易被发觉。当漏电电流比较均匀地分布时，火灾危险性不大；但当漏电电流集中在某一点时，可能引起比较严重的局部发热，而引起火灾。
由于烘烤和摩擦引起的火灾和爆炸
电热器具(如小电炉、电熨斗等)，照明用灯泡在正常发热状态下，就相当于一个火源或高温热源，当其安装、使用不当时，均能引起火灾。例如白炽灯泡表面温度随灯泡功率大小和厂家不同差异很大。当200W灯泡紧贴纸张时，十几分钟就可将纸张点燃。发电机和电动机等旋转型电气设备，轴承出现润滑不良，干枯产生干磨发热或虽润滑正常，但出现高速旋转时，都会引起火灾。
防止电气火灾和爆炸的安全措施
电气火灾和爆炸的防护必须是综合性措施。它包括合理选用和正确安装电气设备及电气线路，保持电气设备和线路的正常运行，保证必要的防火间距，保持良好的通风，装设良好的接地保护装置等。
选用防爆电气设备
在进行爆炸性环境下的电力设计时，应尽量把电气设备，特别是正常运行时发生火花的设备，布置在危险性较小或非爆炸性环境中。火灾危险环境中的表面温度较高的设备，应远离可燃物。在满足工艺生产及安全的前提下，应尽量减少防爆电气设备使用量。火灾危险环境下不宜使用电热器具，非用不可时应用非燃烧材料进行隔离。防爆电气设备应有防爆合格证，少用携带式电气设备，可在建筑上采取措施，把爆炸性环境限制在一定范围内，如采用隔墙法等。
（1）电气设备防爆的类型及标志
按其使用环境的不同，防爆电气设备分为两类。Ⅰ类：煤矿井下用电气设备，只以甲烷为防爆对象；Ⅱ类：工厂用电气设备。
按防爆结构形式，防爆电气设备分为以下类型：隔爆型(标志d)；增安型(标志e)；本质安全型(标志i)；正压型(标志p)；充油型(标志o)；充砂型(标志q)；无火花型(标志n)；防爆特殊型(标志s)。
（2）防爆电气设备的选型原则
① 应符合整体防爆的原则，安全可靠，经济合理。
② 应符合燃爆危险场所的分类分级和区域范围的划分。
③ 符合燃爆危险场所内气体和蒸气的级别、组别和有关特征数据。
④ 符合电气设备的种类和规定的使用条件。
⑤ 所选电气设备的型号不应低于该场所内燃爆危险物质的级别和组别。当存在两种以上气体混合物时，按危险程度较高的级别、组别选用。
⑥ 所选电气设备的型号应符合使用环境条件的要求，如防腐，防潮，防日晒，防雨雪、风沙等，以保障运行条件下不会降低其防爆性能。
防火防爆电气线路的选用
1、电气线路一般应敷设在危险性较小的环境或远离存在易燃、易爆物释放源的地方，或沿建、构筑物的外墙敷设。
2、对于爆炸危险环境的配线工程，应采用铜心绝缘导线或电缆，而不用铝质的。
3、电气线路之间原则上不能直接连接，必须实行连接或封端时，应采用压接、熔焊或钎焊，确保接触良好，防止局部过热。线路与电气设备的连接，应采用适当的过渡接头，特别是铜铝相接时更应如此，而且所有接头处的机械强度应不小于导线机械强度的80%。
4、绝缘电线和电缆的允许载流量不应小于熔断器熔体额定电流的1.25倍和自动开关长延时过流脱扣器整定电流的1.25倍。线路电压1000V以上的导线和电缆应按短路电流进行热稳定校验。
保持电气设备和线路的正常运行
电气设备和电气线路的安全运行包括电流、电压、温升和温度等参数不超过允许范围，还包括绝缘，良好连接和接触良好，整体完好无损、清洁，标志清晰等。保持电流、电压、温升等不超过允许值就是防止电气设备过度发热。
隔离和间距
隔离是将电气设备分室安装，并在隔墙上采取封堵措施，以防止爆炸性混合物进入。将工作时产生火花的开关设备装于危险环境范围以外(如墙外)；采用室外灯具通过玻璃窗给室内照明等都属于隔离措施。
户内电压为10kV以上，总油量为60kg以下的充油设备，可安装在两侧有隔板的间隔内；总油量为60～600kg者，应安装在有防爆隔墙的间隔内；总油量为600kg以上者，应安装在单独的防爆间隔内。10kV及其以下的变、配电室不得设在爆炸危险环境的正上方或正下方。变电室与各级爆炸危险环境毗连，最多只能有两面相连的墙与危险环境共用。
10kV及其以下的变、配电室也不宜设在火灾危险环境的正上方或正下方，可以与火灾危险环境隔墙毗连。变、配电站与建筑物、堆场、储罐应保持规定的防火间距，且变压器油量越大，建筑物耐火等级越低及危险物品储量越大者，所要求的间距也越大，必要时可加防火墙。为防止电火花或危险温度引起火灾，开关、插销、熔断器、电热器具、照明器具、电焊设备和电动机等均应根据需要，适当避开易燃物或易燃建筑构件。10kV及其以下架空线路，严禁跨越火灾和爆炸危险环境；当线路与火灾和爆炸危险环境接近时，水平距离一般不应小于杆柱高度的1.5倍。
保持良好的通风
在爆炸危险环境中，保持良好的通风具有十分重要的意义。良好的通风装置能降低爆炸性混合物的浓度，从而降低环境的危险等级。
通风系统应用非燃烧性材料制作，结构应坚固，连接应紧密。通风系统内不应有阻碍气流的死角。电气设备应于通风系统联锁，运行前必须先通风，通过的气流量不小于该系统容积的5倍时才能接通电气设备之电源；进入电气设备和通风系统内的气体不应含有爆炸危险物质或其他有害物质。爆炸危险环境内的事故排风用电动机的控制设备应设在事故情况下便于操作的地方。
接地与接零
爆炸危险环境的接地比一般环境要求高。除生产上有特殊要求外，一般情况下可以不接地的部分，在爆炸危险区域内仍应接地。如：
1、在导电不良的地面处，交流额定电压为380V以下和直流额定电压为440V以下的电气设备正常时不带电的金属外壳应接地。
2、在干燥环境，交流额定电压为127V以下，直流电压为110V以下的电气设备正常时不带电的金属外壳应接地。
3、安装在已接地的金属结构上的电气设备应接地。
4、敷设铠装电缆的金属构架应接地。
5、爆炸危险环境内，电气设备的金属外壳应可靠接地。
6、为了提高接地的可靠性，接地干线宜在爆炸危险区域不同方向，不少于两处与接地体相连。
7、在燃爆危险区域，如采用变压器低压中性点接地的保护接零系统，为提高可靠性，缩短短路故障持续时间，系统的单相短路电流应大一些，最小单相短路电流不得小于该段线路熔断器额定电流的5倍或自动开关瞬时动作电流脱扣器整定电流的1.5倍。
8、在燃爆危险区域，如采用不接地系统供电，必须装配能发出信号的绝缘监视器。
电气灭火
1、触电危险和断电
发现起火后，首先要设法切断电源。有时，为了争取灭火时间，防止火灾扩大，来不及断电；或因灭火、生产等需要，不能断电，则需要带电灭火。
带电灭火需要注意以下几点：
①应按现场特点选择适当的灭火器。
②用水枪灭火时宜采用喷雾水枪。
③人体与带电体之间保持必要的安全距离。
④对架空线路等空中设备进行灭火时，人体位置与带电体之间的仰角不应超过45°。
2、充油电气设备的灭火
充油电气设备的油，其闪点多在130～140℃之间，有较大的危险性。如果只在该设备外部起火，可用二氧化碳、干粉灭火器带电灭火。如火势较大，应切断电源。如油箱破坏，喷油燃烧，火势很大时，除切断电源外，有事故储油坑的应设法将油放进储油坑，坑内和地面上的油火可用泡沫扑灭。发电机和电动机等旋转电动机起火时，为防止轴和轴承变形，可令其慢慢转动，用喷雾水灭火，并使其均匀冷却；也可用二氧化碳或灭火，但不宜用干粉、砂子或泥土灭火，以免损伤电气设备的绝缘。
电气火灾爆炸危险源的辨识
所谓危险源，是指有潜在危险性的物质与能量。
危险源辨识就是识别危险的存在并确定其危险等级的过程。因此，电气火灾爆炸危险源的辨识，对预防电气火灾爆炸具有十分重要的意义。
电气火灾爆炸危险的防护原理从根本上来说是消除火灾爆炸危险发生的条件，控制点就是根据危险物质级别和组别以及危险场所的判断与区域划分，选择防爆电气设备和电气线路。
因此对电气火灾爆炸危险源的辨识就是辨识是否正确划分火灾爆炸危险物质的级别和组别；是否正确判断火灾爆炸危险场所进行危险场所区域划分；是否正确选择合理的电气设备和线路。