為了防止電氣火災和爆炸,首先應了解電氣火災和爆炸的原因。電氣裝置運行中產(chǎn)生的危害溫度、電火花及電弧是電氣火災和爆炸的直接原因。
一、危險溫度
電氣設備運行時總是要發(fā)熱的。首先,導體總是有電阻的,使得電流通過導體要消耗一定的電能,其大小為???
ΔW=I2Rt??? (7.1)
式中:ΔW——在導體上消耗的電能,W;???
I——流過導體的電流,A;
R——導體的電阻,Ω;
2——通電時間,s。
這部分電能使導體發(fā)熱,溫度升高。顯然,這部分熱量與電流的平方成正比,與導體電阻的一次方成正比。其次,對于電動機、變壓器等利用電磁感應進行工作的電氣設備,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。一般電氣設備用電工鋼片在磁通密度為1T、頻率為50Hz的條件下,單位質量的功率損耗多在1~2W/kg之間。此外,有機械運動的電氣設備由于摩擦也會引起發(fā)熱,電氣設備的漏磁、諧波也會引起發(fā)熱等都會使溫度升高。???
正確設計、正確施工、正確運行的電氣設備,穩(wěn)定運行時,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。但當電氣設備的正常運行遭到破壞時,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。引起電氣設備過度發(fā)熱的不正常運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。如果溫度達到可燃物的引燃溫度,即引起燃燒。
當電氣設備的絕緣老化變質或受到高溫、潮濕,或腐蝕的作用而失去絕緣能力,可能導致短路。絕緣導線直接纏繞、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。設備安裝不當或工作疏忽,可能使電氣設備的絕緣受到機械損傷而短路。由于雷擊等過電壓的作用,電氣設備的絕緣可能遭到擊穿而短路。所選用設備的額定電壓太低,不能滿足工作電壓的要求,可能擊穿而短路。由于維護不及時,導電性粉塵或纖維進入電氣設備內(nèi)部,也可能導致短路。由于管理不嚴,小動物、霉菌及其他植物也可能導致短路。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烈的熱效應,也可能引起火災。
2.過負載
過負載也會引起電氣設備過熱。造成過負載大體有如下三種情況:
一是設計、選用線路或設備不合理,或沒有考慮足夠的裕量,以致在正常負載下出現(xiàn)過熱。
二是使用不合理,即線路或設備的負載超過額定值或連續(xù)使用時間過長,超過線路或設備的設計能力,由此造成過熱。管理不嚴,亂拉亂接,容易造成線路或設備過負載運行。
三是設備故障運行會造成設備和線路過負載,如三相電動機一相運行或三相變壓器不對稱運行均可能造成過負載。