试述电气导线火灾(2).doc

试述电气导线火灾的几种成因及防范措施摘要：文章针对目前导线引发火灾日趋频繁的现象，深入细致地分析了几种常见的故障原因，如短路、接触不良等，并从技术措施和行政管理两个方面提出了各种防范措施，对控制电气火灾的发生具有一定意义。关键词：电气导线火灾原因防范措施 电力是人类目前最重要的能源之一，随着我国经济建设的迅速发展和人民生活水平的不断提高，各种用电设备逐渐增多，对电力的需求量也越来越大。但因为电网的架设规模急剧扩大，电线的敷设在建筑工程、装修工程中越来越多，与此同时，因电气线路引发火灾的起数、损失也逐渐增多。因此，预防电气线路火灾不仅对保障正常的生产和生活秩序具有重要的现实意义，同时已成为维护社会公共安全的重要措施之一。1电气导线引发火灾的常见原因11短路、电弧 短路时，在短路点或导线连接松动的电气接头处，会产生电弧或火花。电弧的温度很高，甚至可以达到6000以上，而绝大多数材料的燃点都远远小于这个温度，所以极易引发火灾。短路大致分为两类：一类是金属性短路，另一类是电弧性短路。前一类的短路点因高温而熔融，短路电流大，线路能产生高温，但这种短路起火危险性并不太大，因为保险丝能被短路时的大电流烧断而切断电源；后一类短路是由于短路点未被焊死而进发电弧或电火花，它的短路电流不大，保险丝一般不会被熔断，但电弧则持续存在，其局部温度可高达2000一3000，很容易引燃附近可燃物质，这种短路电弧往往成为火灾的点火源。因此，接地电弧性短路是最常见且多发的电气导线火灾起因。12过负荷 导线过负荷的原因主要有以下几点：(1)设计、安装时选型不正确，使电气设备的额定容量小于实际负载容量；(2)随意增加用电设备，导致用电负荷超过设计容量；(3)检修、维护不及时，使导线长期处于带病运行状态。 导线的绝缘材料绝大多数是可燃有机材料，只有少数属于无机材料，如陶瓷、石棉等过负荷使导线中的电能转变为热能，造成导线过热，达到一定温度时，就会引起火灾。13接触不良 接触电阻过大，造成局部过热，也会出现电弧、电火花，形成潜在火源。接触不良主要发生在导线与导线或导线与用电设备连接处，常见原因有：(1)接头表面污损，接触电阻增大；(2)导线接头长期运行，产生氧化膜，导电不良，未及时清除；(3)导线接头因共振或热作用，使连接处发生松动、氧化；(4)铜导线与铝导线连接处未按规定方法处理，发生电化学腐蚀，使接触电阻增大；(5)导线接头处未按规定连接牢固。2.防范措施 针对上述原因，应从技术措施和行政管理两个方面做好电气线路火灾的预防工作。21技术措施(1)严格按照建筑、电气设计规范进行设计。根据对电气火灾的分析情况和当前设计中存在的问题，笔者认为设计单位在电气设计中应抓住以下几个重要环节：应选择足够的导线截面。在设计过程中，应在计算负荷的基础上再增加一个较大的系数，以适应当前我国经济迅速发展，设备大量增加的实际情况；一些场所只能选用铜导线，不宜选用铝导线。铝导线虽然弥补了铜导线的紧缺状况，在我国电气设计行业发挥了重要作用，但也有其自身的弊病，即易氧化、接触不良等，所以在古建筑、易爆场所、建筑物闷顶和吊顶等重要建筑内应选用铜芯导线，而不应选用铝芯导线；闷顶和吊顶内的导线应穿管保护。因闷顶和吊顶内不便维修，出现问题不易发现，所以所用导线应穿金属管保护，也可穿非燃塑料管保护；高温灯具的引入线应采取措施保护。在装饰工程中，因高温灯具长时间烘烤引入线，引起短路起火的事故时有发生，所以在设计中，应考虑到这一情况，用隔热材料加以保护。(2)严格按照电气安装施工规范进行安装施工。施工单位应严格按照设计图纸进行施工，不得擅自更改，同时应按照安装施工规范进行安装施工，并特别重视线路接头处理，做好技术把关：几根导线连接时，各接头不得在同一横截面；铜铝导线接头应采用接线柱或铜铝过渡接头；铜铝导线接头应采用管压接法、气焊法或钎焊法等方法连接，不得随便绕接。(3)积极推广、应用带漏电保护功能的断路器。电气火灾隐患复杂多样，但防范措施则有轻重缓急之分。就现阶段而言，首先应抓紧防接地电弧性短路电源开关的推广应用，因为它能有效地消除目前大量接地电弧起火的危险，这种开关的正规名称是“带漏电保护功能的断路器”。一般楼房中三相断路器的额定电流约几百A，漏电动作电流约300mA，延时约03s，可与下级漏电保护配合。这种开关的推广应用，能大幅度_地减少我国电气线路短路火灾的发生；(4)对导线进行检查、维修、更换。维修、更换、保养是预防电气线路火灾的一个重要环节。检查、维修的重点应放在低压线路上，要对线路的老化程度、接头情况、负荷量进行检查。从建筑建成到发生火灾的时间范围一般在19-30年间，所以普通绝缘导线在一般使用环境中的安全使用年限以20年为宜，超过20年的绝缘导线应进行更换。对此各单位应引起充分的重视，对五十年代、六十年代的建筑内的绝缘导线应坚决予以更换，这是预防电气线路火灾的一项重要措施。22行政管理措施在我国采取行政管理措施预防电气火灾的发生，是一种有效的手段，也是技术防火措施得到落实的有力保障。(1)用户与供电部门建立良好的协作关系。用户对供电部门安装的电气线路、原有的设计、敷设功能，不能随意改变；如发现问题应及时报告供电部门，以便及时修复，确保安全使用；供电部门，应严格按照有关用电规定进行电气线路的安装施工、维护保养，并要认真履行合同或协议中的条款内容，除定期对公共线路进行检查、维护外，还要不定期地上门为用户提供安全用电管理维护方面的服务，确保一旦出现险情，及时消除，减少双方在用电管理中的责任纠纷。同时，用电单位和场所应选用责任心强、技术全面的人员作为电工操作人员，并经相关部门培训，取得相应的资质；(2)加强监督检查。消防监督检查是国家赋予公安消防部门的一项任务。各级消防监督机关应严格履行职责，认真开展广泛细致的电气防火监督检查工作。特别是对各单位的生产车间、仓库和商店等场所，更应重点检查电气线路、电热设备和照明灯具的安全状况，该更换的更换，该禁用的要坚决禁止使用；(3)规范电气线路的施工安装。对电气线路的选型应符合场所和设备的要求，根据设备不同功率的选择线径的大小，根据场所不同的选择防爆型、防水型等电气线路，保证线路的正常运行，预防线路的绝缘老化等不良现象。同时，在电气线路敷设过程中，隐蔽敷设或通过可燃材料时必须完全穿管保护，在易燃易爆场所敷设时必须穿金属管保护。在电气线路的选材上，应选用正规厂家生产的合格产品，并根据不同场所和不同设备选用相应的电气线路。在一般场所，应尽量避免使用外表是聚氯乙烯、内芯为铝线等易老化的电气线路；(4)加强电工管理。电力部门是电工管理的主管部门，各级电力部门应承担起这个责任，抓住培训、考核、发证、检查几个重要环节，严格管理电工。没有经过培训和未通过考核的电工不能发证，发证后不按规程安装、维修的应停止其工作，或予以停止供电，没有电工证的人员不得上岗操作；(5)严格按照管理制度操作。各单位特别是工矿企业、仓库、商店，要制定严格的电气设备使用操作规程和管理制度，重点明确电气线路、电热设备和照明灯具的管理使用要求，严格执行。电气及电气设备安全技术1引言在电气事故中，其伤害导致的死亡率比起大多数其他类别的事故要高-如果发生电气事故，这种比例为1/40。触电的后果有：电击伤，伤害是因电流穿过人体的神经、肌肉及器官，产生了异常的作用（例如，心脏停止工作）而造成的；电烧伤，因为电流的热效应，烧伤了人体的组织而引起了伤害；电起火，因产生过热或者电弧接触到燃料而引起（见下章）。2电气故障的原因电气故障及停电的常见主要原因是：（1）绝缘损坏；（2）工作系统不合理；（3）电流保护器不合理（保险丝、闸盒）；（4）接地不合理；（5）粗心大意和自以为是；（6）仪器过热；（7）漏电；（8）接触不良；（9）接插件没有保护；（10）电路中，元件参数不对；（11）维护及测试不良。3电气事故的预防注意下述要点，可以防止电气事故。（1）接地：使用金属的盒、管、架等提供一个与地相连的电极。应由有资格的人员定期地对系统进行检查和测试。（2）工作系统：在做电路及仪表工作时，要求断开开关并锁好，工作人员要亲自对仪表进行检查，以保证其处于断开状态。在已经确认的高风险的情况下工作时，要使?quot;工作许可制系统。如果必须在通电的电路及仪表上作业时，要有严格的管制措施，而且一事一批准。要考虑使用橡皮或其他的非导电防护措施。为保证不直接参与工作的人员不被暴露在这种风险之中，要使用围栏及警示通知。所有的工具及设备，都必须是绝缘的。（3）绝缘：在靠近电路的非绝缘部分工作时，要考虑绝缘问题。在所有的情况下，使装置断开应是一个主要的目标，除非这样做不可能。可以使用各种永久或临时的绝缘体，如电缆套、橡皮套等。（4）保险丝：这是一些置于电路之上的金属条，当电路过热时，就会熔断而使电路断电。不同的保险丝会在不同的预先确定的电流下熔断。在选择保险丝时要考虑的一个因素不是当保险丝起作用时，其所造成断电的时间间隔，有可能把那些不希望被切断的电路或者切断时间不合适的电路，置于风险之中。（5）电闸：当出现电流过大时，会采用电磁原理发现并自动切断电路。（6）漏电保护器：发现短路并切断电流。（7）电气操作人员上岗资格：只有经过适当培训并有适当经验的人员才能用来从事安装、维护、测试及检验电气电路及设备的工作。（8）静电：在粉尘及液体运动的过程中，会产生电荷，它会产生电火花并且会对粉尘云团及可燃蒸气起点火作用。此外，在其他工作环境下，静电会使工人烦燥，也可能造成因有静电火花而成的其他事故。预防静电的措施有：接地；不使用或安装产生静电的设备；作业人员穿防静电鞋。4电气设备事故的预防在选择及使用电气工具时，要记住如下要点：（1）替代选择：用气功工具替代电动工具、装备、注意气动工具也有自身的危险；（2）关闭电路及装置的闸门：要安全、可靠地做到这一点；（3）降压：对每一个电路，都要使用其可能的最低的电压；（4）电缆及插座保护：要保护电缆及插座不受外界及环境影响，这种影响有可能对电路及设备的完整性产生坏的作用，如雨；（5）插销及插座：满足国家及地方的标准及规范，其适用的类别及形式都应正确；（6）维护及测试：要由有资格的人士按照规定的时间间隔来进行，维护及测试的记录及数据将用来作为评估电路及装置的性能及质量和有没有损坏的基础；（7）气体爆炸：在粉尘及可燃气体环境下，对于所采用的设备的选择要谨慎考虑，通常由法律规定可以使用的设备种类。电气火灾中接触发热的原因分析电接触发热是电气火灾重要成因之一，在火灾事故调查工作中比较多见。电接触痕迹的形成原因多种多样，只有深入查清其痕迹形成原因，才能做出科学的、有实际意义的论断。能够引发火灾的电接触焦耳热，是由于电流的热效应引起的，它按的规律放热。焦耳热的公式说明，发热主要由两个因素组成，即电流和电阻，均属电气物理量。在现场勘查中发现电接触熔痕后，应进一步查找熔痕形成的原因和客观上具备的条件，只有在痕迹现象与痕迹形成原因基本上没有矛盾，且符合客观条件的情况下，才可做出结论。例如在一起火场勘查中，发现插头上的两个插片熔掉一半，整个插座和木槽板及导线被烧，附近两台仪表也被烧毁，从痕迹上可以断定为插头接触不良，接触电阻过大、过热引起火灾。但在查找中发现该电源线与调压器连接，且调压器里边的扼流圈被烧毁。同时查明是因为有一个电子管故障导致扼流圈过热短路，短路的非正常电流激发了本来已处于严重恶化状态的插销过热起火。此案例中插头与插座接触发热熔化引起火灾是由电流、电阻两个因素之一或两个因素同时决定的。而在实际勘查过程中，对于这种痕迹物证，往往归结为插头、插座接触不良或接触电阻过大、过热引起的，而忽略了电流作用的因素。而此案例中插头的熔化痕迹正是短路的大电流作用的结果。所以对于现场中发现的痕迹物证不能轻易地下结论，必须进行全面、细致的勘查，查清其形成原因，才能得出客观、正确的结论。下面对影响接触电阻发热的因素进行分析：接触电阻接触电阻由两部分组成，即收缩电阻和表面膜电阻。收缩电阻是电流在流经电接触区域时，从原来截面较大的导体突然转入截面很小的接触点，电流发生剧烈收缩现象，此现象所呈现的附加电阻称为收缩电阻。表面膜电阻为在电接触的接触面上，由于污染而覆盖着一层导电性很差的物质，这就是接触电阻的另一部分膜电阻。很多现场勘查人员对插片、插座烧毁的痕迹习惯归结为接触不良、接触电阻过大所致，其实导致接触电阻增大有很多原因。接触形式接触电阻的形式可分为三类：点接触、线接触和面接触。接触形式对收缩电阻的影响主要表现在接触点的数目上。一般情况下，面接触的接触点数最大而最小；点接触则最小，最大；线接触则介于两者之间。接触形式对膜电阻的影响主要是看每一个接触点所承受的压力。一般情况下，在对触头外加压力相同的情况下，点接触形式最小，单位面积承受压力最大，容易破坏表面膜，所以有可能使减到最小；反之，面接触的就最小，对的破坏力最小，值有可能最大。在实际情况中，需要综合以上两个因素，对接触电阻的大小进行具体的分析判断。接触压力接触压力对收缩电阻值和表面膜电阻值的影响最大，的增加使接触点的有效接触面积增大，即接触点数增加，从而使减小。当加大超过一定值时，可使触头表面的气体分子层吸附膜减少到个；当超过材料的屈服压强时，产生塑性变形，表面膜被压碎出现裂缝，从而增加了接触面积，这就使收缩电阻因表面膜电阻的减小而下降，和同时减小，从而使接触电阻大大下降。相反，当接触不到位、接触触头失去了弹性变形等原因使接触压力下降时，接触面积减小，收缩电阻增大，表面膜电阻受的破坏作用减弱或不受其影响，从而使表面膜电阻增大。同时因增大，使接触面积减小，从而使增大，二者的综合作用使接触电阻整体上升。接触表面的光洁度接触表面的光洁度对接触电阻有一定的影响，这主要表现在接触点数的不同。接触表面可以是粗加工、精加工，甚至是采用机械或电化学抛光。不同的加工形式直接影响接触点数的多少，并最终影响接触电阻的大小。接触电阻在长期工作中的稳定性电阻接触在长期工作中要受到腐蚀作用：（）化学腐蚀。电接触的长期允许温度一般都很低，虽然接触面的金属不与周围介质接触，但周围介质中的氧会从接触点周围逐渐侵入，并与金属起化学作用，形成金属氧化物，从而使实际接触面积减小，使增加，接触点温度上升。温度越高，氧分子的活动力越强，可以更深地侵入到金属内部，这种腐蚀作用变得更为严重；（）电化学腐蚀。不同的金属构成电接触时，能够发生这种腐蚀。它使负极金属溶解到电解液中，造成负电极金属的腐蚀。温度当接触点温度升高时，金属的电阻率就会有所增大，但材料的硬度有所降低，从而使接触点的有效面积增大。前者使增大，后者使减小，结果是两者互为补偿，故接触电阻变化甚微。但是，发热使接触面上生成氧化层薄膜，增加了接触电阻，这种接触电阻可成百成千倍地增大。其氧化速度与触头表面温度有关，当发热温度超过某一临界温度时，这个过程就会加速进行，这就限制了接触面的极限允许温度。否则，则将使接触电阻剧增，会引起恶性循环。另外，当发热温度超过一定值时，弹簧接触部分的弹性元件会被退火，使压力降低，也会使接触电阻增加，恶性循环加剧，最后会导致连接状态遭到破坏。材料性质构成电接触的金属材料的性质，直接影响接触电阻的大小，比如：电阻率、材料的布氏硬度、材料的化学性质、材料的金属化合物的机械强度等。以我国普遍使用的铜为例，铜有良好的导电和导热性能，其强度和硬度都比较高，熔点也较高，易于加工。因此铜线接头在接触良好的情况下，温度低于无接头部位的温度；但在高温下，其在大气或变压器油中也能氧化，生成，其导电性很差，氧化膜厚度随着时间和温度的增加而不断地增加，接触电阻也成倍地增加，有时甚至使用闭合电路出现断路现象。因此铜不适合于做非频繁操作电器的触头材料，对于频繁操作的接触器，电流大于时，氧化膜在开闭时产生电弧的高温作用下分解，可采用铜触头。从整体减小接触电阻的角度看，可在铜上镀银、镶银或锡，后两者的优点是及值小，氧化膜机械强度很低，因此铜件上采取此措施可减小。影响电流增大的因素短路无论是载流导体还是电器都必须经受短路电流的考验。短路是极严重的事故状态，在极短时间内载流部分要承受比正常运行时大许多倍的短路电流手工艺热效应作用和电动力冲击。短路事故发生在保护装置手工艺保护作用正常情况下，低阻抗短路线路中电流大，保护装置也需要一定的动作时间，在事故切除前电器或导体及电接触部分在短路电流热效应的作用下，其温度仍有可能被加热到很高的程度。如果保护装置未按规定要求安装或动作电流、动作时间、整定值过大以及装置失灵起不到保护作用时，这种低阻抗短路的大电流会给电器设备各个环节造成很大的威胁（包括电接触部分），大电流作用在电接触部分产生很大的热量，足以引燃周围可燃物，甚至熔化电接触件。过负荷所谓过负荷，是指电气设备或导线的负荷超过了其额定值。造成过负荷的原因有以下几个方面：（）设计、安装时选型不正确，使电气设备的额定容量小于实际负载容量；（）设备或导线随意安装接，增加负荷，造成超载运行；（）检修、维护不及时，使设备或导线长期处于带电运行状态。过负荷的实质是电流增大，使更多的电能转变为热能，尤其是可导致过热电接触部位，达到一定温度，就会引发火灾。防止电力生产火灾事