电气火灾成因分析及其对策

电气火灾成因分析及其对策电气火灾成因分析及其对策 1 前言前言 近几年来 全国火灾事故数量呈上升趋势 从上世纪八十 年代起 电气火灾便逐渐成为各类火灾中的 主角 有关资料 显示 到 年 全国发生的电气火灾比 年前翻了一 番 高达 万次 占各类火灾事故的 以上 而到了 年 已占各类火灾事故的 以上 在农村火灾原 因中 电气列第二位 在城市火灾原因中 电气则被排在了第 一的位置 频频发生的电气火灾原因何在 2 电气火灾的主要原因电气火灾的主要原因 2 1 接地电弧性短路 最危险且多发的电气火灾隐患 电气短路可分为相间短路和单相接地短路 相间短路一般 能够产生较大的短路电流 该短路电流使过流保护装置动作 及时切断电源 较少发生电弧性短路 单相接地短路可分为金 属性短路和电弧性短路 金属性短路起火的危险并不大 主要 因为短路电流大 过流保护装置在短路电流的作用下短时间内 切断电源 而电弧性短路由于故障点接触不良 未被熔融而迸 发出电弧或电火花 由于发生电弧性短路的故障点阻抗较大 它的短路电流并不大 断路器难以动作 保险丝一般不会被熔 断 从而使电弧持续存在 据测 仅略大于 0 5a 的电流产生 的电弧温度即可高达 2000 3000 足以引燃任何可燃物 而且电弧的维持电压低至 20v 时仍可使电弧连续稳定存在 难 以熄灭 这种短路电弧常成为电气火灾的点火源 因此 接地 电弧性短路是最危险且多发的电气火灾起因 2 2 电气线路中的谐波电流 新出现的电气火灾隐患 由于电气技术的发展 非线性负荷的电气设备日益增多 例如气体放电灯 电视机 计算机 微波炉 变频调速设备等 这类设备的负荷电流含有多次谐波电流 这些谐波电流进入公 用电网可引起电源电压畸变 波形失真 损耗增加 并可使电 气线路 特别是中性线 n 过载发热 加速绝缘老化而存在火 灾隐患 中性线过载发热的原因是 在三相平衡负载中 3 次谐 波 9 次 15 次谐波等 在各相中的分量是彼此同相的 在中 性线内不是互相抵消而是相互叠加的 其他正序 负序谐波 分量在中性线中可相互抵消 叠加后的中性线电流可能超过 相线电流 甚至达到近 2 倍的中性线电流 造成中性线过热而 埋下电气火灾隐患 如果三相负载不平衡 中性线再叠加上不 平衡电流后发热将更为严重 一些发达国家为此充分放大了中 性线截面 甚至取为相线截面的两倍 而在我国一些地方 中 性线截面仍按习惯做法 只取相线截面的 1 2 甚至 1 3 如果三 相负载不平衡比较严重并且存在较大的谐波电流 那么 在不 平衡电流及谐波电流的作用下 可能使中性线损坏甚至烧断 引起电气设备的绝缘受损 易使单相设备烧坏 甚至发生火灾 因此 电气线路的设计安装必须适应电气技术发展的新要求 不然旧患未除又添新忧 导致我国电气火灾的趋势将不是减少 而是增加 2 3 旧建筑的老化电气线路 非常重要的电气火灾隐患 旧建筑中大量使用铝芯电线 电缆 电气线路设计过于节 约 线路容量偏低 线路老化严重 引发相当多的火灾事故 是发生电气火灾的非常重要原因 我国从 1999 年起国家强制性 标准 住宅设计规范 就明确要求住宅内应使用铜导线 2 4 网络小电阻接地系统 又一新的电气火灾隐 患 在电网改造中 10kv 电网线路大量采用高压电缆供电 而 且线路一般都较长 使线路的电容电流不断增大 因此 城市 10kv 供电网越来越多地将过去的中性点不接地系统 或经消弧 线圈接地 改为经小电阻 大电流 接地系统 这虽然有许多 优点 但同时也存在着隐患 原不接地系统接地故障电流为正 常相的容性电流 接地故障电压仅约百伏左右 改接小电阻接 地系统后 一般接地小电阻选择较小 流过接地点的电流为几 百安 接地故障暂态过电压可达数百伏甚至 1 2kv 如果在 10 0 4kv 变电所内发生 10kv 接地故障 且变压器低压侧的中性 点与变压器外壳 10kv 高压配电柜共同使用一个接地体时 该 故障电压会沿着 pen 线或 pe 线传到采用保护接零的用户 低压 用电设备外壳可能产生接触电压危及人身安全 低压设备的绝 缘 特别是老旧设备的绝缘将承受不了如此高的过电压 极易 被击穿短路而导致起火危险 这也是电气技术发展而带来的负 面影响之一 2 5 设计考虑不周和施工质量差 也是一重要火灾隐患 近年来 由于夏季大量使用空调 一些楼房的电气线路截 面偏小 设计容量偏低不堪重负 频频跳闸 更严重的是电气 线路长期过载 导致绝缘下降 成为一个难以处理的火灾隐患 除设计线路截面偏小以外 我国至今没有制定电线 电缆载流 量的国家标准 如 iec 标准 2 5mm2 铜芯塑料线载流量为 26a 而我国的一些资料取 30 32a 比 iec 标准高出 20 多 而设计 又多未考虑多根导线穿管暗敷设时发热而导致的载流量降低 这些因素使所选择的线路截面更显偏小 也给今后使用留下隐 患 在工程的施工过程中 电气线路安装不规范 施工工艺不 良 导线连接不实 接触不良 绝缘刮破等也是发生电气火灾 的一个重要原因 特别是中性线连接质量差 如造成中性线断 裂 易损坏设备绝缘 引起单相设备烧坏 甚至火灾 另外 对于大功率灯具应做好隔热防火处理 3 电气火灾的主要对策措施电气火灾的主要对策措施 3 1 积极推广应用带漏电保护功能的断路器 要防止电弧性接地短路 应大力推广使用带漏电保护功能 的断路器 就一般建筑而言 除线路末端装设 30ma 的漏电保 护器 rcd 外 进线处应装设带漏电保护功能的三相四线断 路器 漏电动作电流可选 300ma 或 500ma 带 0 15 0 3 秒延 时 带漏电保护功能的断路器其延时功能可与第二级 30ma 的 rcd 配合 实现选择性保护 而且 500ma 以下电弧能量尚不足 以引燃起火 因此 如果我国能在楼房的电源进线上装设带漏 电保护功能的断路器 就可有效地消除接地电弧产生的隐患 从而大幅度降低我国单相接地短路引发的火灾 3 2 防止高次谐波引起的火灾隐患 目前谐波对住宅用户的影响比公共建筑小的多 现在只能 采取增大线路截面 特别是增大中性线截面的办法 以减小回 路阻抗 这样减少高次谐波电流在回路阻抗上产生的谐波电压 可相应减少线路的谐波含量 对于公用建筑来说 防止谐波危 害 除了采取减少线路阻抗的措施外 还可以装设有源 或无 源 谐波滤波器 谐波抵消器来滤除或抵消谐波分量 3 3 改造老旧线路 消除电气火灾隐患 对于年代久远的建筑物其老化线路应使用铜芯电线 电缆 进行更新 彻底消除火灾隐患 铝接线端和铜端子连接时铝接 线端应搪锡 铜线和铝线连接应采用铜铝过渡接头 新的建筑 工程应该严格按照 住宅设计规范 gb50096 1999 的要求进行 设计 电气线路应采用符合安全和防火要求的敷设方式配线 导体应采用铜线 每套住宅进户线截面不应小于 10 mm2 分支 回路截面不应小于 2 5 mm2 3 4 经小电阻接地的 10kv 电网 变电所应等电位连接或者 接地网分开设置 为防止经小电阻接地的 10kv 供电网接地故障时过高的暂 态过电压传导到低压用户的设备上 可以将变电所的供电系统 保护接地和低压系统的接地网分开设置 并且二者应有一定的 距离 使上述暂态过电压无法由原来共用的接地网传导到低压 用户去 另外 也可以大大减小变电所工作接地电阻值 并调 整 10kv 经小电阻接地系统的小电阻阻值 以控制 10kv 供电系 统的接地短路电流在一定范围内 使上述暂态过电压不致达到 危险值 如果变电所设在高层建筑内 则变压器的保护接地和 低压侧的工作接地可以通过等电位联接而共用一个接地体 即 把建筑物的基础钢筋 金属管道 电缆金属外皮等做等电位联 接 当变电所发生 10kv 接地故障时 建筑物所有金属部分共同 处于同一电位 不致引起电击事故 因此 有等电位联接的高 层建筑低压系统接地可与该变压器 高压柜保护接地共用接地 装置 3 5 适当提高设计标准 确保施工质量 随着经济发展 今后会有更多的用电设备进入家庭和写字 楼 电气设计应以发展的眼光选择导线截面 适应未来的需要 同时还应充分考虑到导线载流量偏大问题 严格控制线路的长 度不超过允许范围 杜绝隐