培训教师比武教案

精选文库市安全生产培训机构教师优秀教案课件评选活动参评教案 工种：电工 课程名称：电气防火防爆作者姓名：单 位：电力实业总公司 通讯地址：省市区北郊发电厂教育培训中心邮政编码：联系电话：第六章 电气防火防爆火灾和爆炸事故往往是重大的人身伤亡和设备损坏事故。电气火灾和爆炸事故在火灾 和爆炸事故中占有很大的比例，仅就电气火灾而言，不论是发生频率还是所造成的经济损失，在火灾中所占的比例都有上升的趋势。配电线路、高低压开关电器、熔断器、插座、照明器具、电动机、电热器具等电气设备均可能引起火灾。电力电容器、电力变压器、电力电缆、 多油断路器等电气装置除可能引起火灾外，本身还可能发生爆炸。电气火灾火势凶猛，如不及时扑灭，势必迅速蔓延。电气火灾和爆炸事故除可能造成人身伤亡和设备损坏外，还可能 造成大规模或长时间停电，给国家财产造成重大损失。第一节 电气火灾与爆炸的原因电气火灾发生的原因是多种多样的，例如过载、短路、接触不良、电弧火花、漏电、雷电或静电等都能引起火灾。有的火灾是人为的，比如：思想麻痹，疏忽大意，不遵守有关防火法规，违犯操作规程等。从电气防火角度看，电气设备质量不高，安装使用不当，保养不良，雷击和静电是造成电气火灾的几个重要原因。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. 短路短路是电气设备最严重的一种故障状态，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，而产生的热量又和电流的平方成正比，使得温度急剧上升，大大超过允许范围。如果温度达到可燃物的自燃点，即引起燃烧，从而导致火灾。产生短路的主要原因有：(1) 电气设备的选用和安装与使用环境不符，致使其绝缘体在高温、潮湿、酸碱环境条件下受到破坏。(2) 由于设备安装不当或工作疏忽，可能使电气设备的绝缘受到机械损伤形成短路。如绝缘导线直接缠绕、勾挂在铁钉或铁丝上，很容易使绝缘破坏。(3) 由于雷击等过电压作用，使绝缘击穿。(4) 由于接线和操作的错误，也可能造成短路。短路时，在短路点或导线连接松弛的电气接头处，会产生电弧或火花。电弧温度很高，可达 6000 以上，不但可引燃它本身的绝缘材料，还可将它附近的可燃材料、蒸气和粉尘引燃。电弧还可能是由于接地装置不良或电气设备与接地装置间距过小，过电压时使空气击穿引起。切断或接通大电流电路时，或大截面熔断器爆断时，也能产生电弧。2. 过载所谓过载，是指电气设备或导线的功率和电流超过了其额定值。造成过载的原因有以下几个方面：(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) 设备或导线随意装接，增加负荷，造成超载运行。(3) 检修、维护不及时，使设备或导线长期处于带病运行状态。电气设备或导线的绝缘材料，大都是可燃材料。属于有机绝缘材料的有油、纸、麻、丝和棉的纺织品、树脂、沥青、漆、塑料、橡胶等。只有少数属于无机材料，例如陶瓷、石棉和云母等是不易燃材料。过载使导体中的电能转变成热能，当导体和绝缘物局部过热，达到一定温度时，就会引起火灾。我国不乏这样的惨痛教训：电线电缆上面的木装板被过载电流引燃 , 酿成商店、剧院和其它场所的巨大火灾。3. 接触不良接触部分是电路中的薄弱环节，常见的接触不良主要发生在导线连接处，如：(1) 电气接头表面污损，接触电阻增加。(2) 电气接头长期运行，产生导电不良的氧化膜，未及时清除。(3) 电气接头因振动或由于热的作用，使联接处发生松动。(4) 铜铝连接处，因有约 1.69V 电位差的存在，潮湿时会发生电解作用，使铝腐蚀，造成接触不良。接触不良，会形成局部过热，形成潜在引燃源。4. 铁芯发热变压器、电动机等设备的铁芯，如设计制造不合理 、绝缘损坏或承受长时间过电压，其涡流损耗和磁滞损耗将增加而使设备过热。5.散热不良各种电气设备在设计和安装时都要考虑有一定的散热或通风措施，电热器具 ( 如电炉、电熨斗等)，照明灯泡，在正常通电的状态下，就相当于一个火源或高温热源。当其安装不当或长期通电无人监护管理时，就可能使附近的可燃物受高温而起火。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。电气线路和电气设备发生短路或接地故障、接头松脱、炭刷冒火、过电压放电、静电放电、熔断器中熔体熔断、电器触头开闭等都会产生电火花和电弧。电弧温度很高，可达 6000 8000以上，电火花和电弧不仅可以直接引燃或引爆易燃易爆物质，电弧还会导致金属熔化、飞溅而构成引燃易燃物品的火源。所以，在有火灾危险场所，尤其是在有爆炸危险场所，电火花和电弧是引起爆炸和火灾的重要因素。以下情况可能引起空间爆炸（1）周围空间有爆炸性混合物，在危险温度或电火花作用下引起空间爆炸。（2）充油设备的绝缘油在电弧作用下分解和汽化，喷出大量油雾和可燃气体，引起空间爆炸。（3）发电机氢冷装置漏气、酸性蓄电池排除氢气等，都会形成爆炸性混合物，引起空间爆炸。第二节 危险物质和危险环境在大气条件下，气体、蒸气、薄雾、粉尘或纤维状的易燃物质与空气混合，点燃后燃烧能在整个范围内传播的混合物称为爆炸性混合物。能形成上述爆炸性混合物的物质称为爆炸危险物质。凡有爆炸性混合物出现或可能有爆炸性混合物出现，且出现的量足以要求对电气设备和电气线路的结构、安装、运行采取防爆措施的环境称为爆炸危险环境。爆炸危险物质类别分为以下三类：I 类：矿井甲烷；类：爆炸性气体、蒸气、薄雾；类：爆炸性粉尘、纤维。一、危险物质的性能参数危险物质的主要性能参数包括：危险物质的闪点、燃点、引燃温度、爆炸极限、最小点燃电流比、最小引燃能量、最大试验安全间隙等。1. 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。闪点越低危险性越大。2.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 15 ，一般只考虑闪点，不考虑燃点。对于闪点比较高的可燃液体和可燃固体，闪点与燃点相差较大，应用时有必要加以考虑。3. 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。爆炸性气体、蒸汽按引燃温度分为六组。4. 爆炸极限爆炸极限分为爆炸浓度极限和爆炸温度极限，后者很少用到，通常所指的都是爆炸浓度极限。该极限是指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。5. 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。6. 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、危险物质分组和分级气体、蒸汽危险物质按引燃温度分为T1、T1、T2、T3、T4、T5和T6六组；按最小点燃电流比和最大试验安全间隔分为A、B和C级。应当指出，气体、蒸汽按最大试验安全间隙与最小点燃电流比虽然都分为三级，但在分级上的关系只是近似相等。三、危险环境的分类为了正确选用电气设备、电气线路和各种防爆设施，必须正确划分所在环境危险区域的大小和级别。1、 爆炸和火灾危险区域类别及等级爆炸和火灾危险区域类别及其分区方法，是我国借鉴国际电工委员会 (IEC) 的标准，结合我国的实际情况划分的。它根据爆炸性环境易燃易爆物质在生产、储存、输送和使用过程中出现的物理和化学现象的不同，分为爆炸性气体环境危险区域和爆炸性粉尘环境危险区域二类。根据爆炸性环境，爆炸性混合物出现的频繁程度和持续时间的不同，又将爆炸危险区域分成五个不同危险程度的区。而火灾危险区域只有一类，但由于在这个区域内火灾危险物质的危险程度和物质状态不一样，又将其分成三个不同危险程度的区。区可以是爆炸危险场所的全部，也可是其一部分。在这个区域内，如果爆炸性混合物的出现或预期可能出现的数量达到足以要求对电气设备的结构、安装和使用采取预防措施的程度，这样的区必须以爆炸性危险区域对待，进行防火防爆设计。爆炸和火灾危险区域类别及其分区，如表1 、2所示。爆炸和火灾危险区域类别及区域等级 表1 按爆炸性混合物出现的频繁程度和持续时间划分爆炸性气体环境危险区域O区连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境1区在正常运行时,可能出现爆炸性气体温合物的环境2区在正常运行时,不可能出现爆炸性气体混合物的环境,即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境爆炸性粉尘环境危险区域10区连续出现或长期出现爆炸性粉尘的环境11区有时会将积留下的粉尘扬起而偶然出现爆炸性粉尘混合物的环境表2 按火灾事故发生的可能性和后果、危险程度及物质状态划分火灾危险区域21区具有闪点高飞环境温度的可燃液体,在数量和配置上能引起火灾危险的环境22区具有悬浮状、堆积状爆炸性或可燃性粉尘,虽不可能形成爆炸性混合物,但在数量和配置上能引起火灾危险的环境23区具有固体状可燃物质,在数量和配置上能引起火灾危险的环境上面提到的“ 正常运行 ” 是指正常起动、运转、操作和停止的一种工作状态或过程，当然也应该包括产品从设备中取出和对设备开闭盖子、投料、除杂质以及安全阀、排污阀等的正常操作。不正常情况是指因容器、管路装置的破损故障和错误操作等，引起爆炸性混合物的泄漏和积聚，以致有产生爆炸危险的可能性。工程设计，防火审图和消防工作检查中，对危险区域等级的划分，应该视爆炸性混合物的产生条件、时间、物理性质及其释放频繁程度等情况来确定。对一个爆炸危险区域，判断其有无爆炸性混合物产生，应根据区域空间的大小、物料的品种与数量、设备情况 (如运行情况、操作方法、通风、容器破损和误操作的可能性)，气体浓度测量的准确性，以及物理性质和运行经验等条件予以综合分析确定。如氨气爆炸浓度范围为 15.5%27%，但具有强烈刺激气味，易被值班人员发现，可划为较低级别。对容易积聚比重大的气体或蒸汽的通风不良的死角或地坑等低洼处，就应视为高级区别。对火灾危险区域，首先应看其可燃物的数量和配置情况，然后才能确定是否有引起火灾的可能，切忌只要有可燃物质就划为火灾危险区域的错误做法，这样既不经济也不安全。第三节 防爆电气设备和防爆电气线路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，装设良好的保护装置等技术措施。一、 防爆电气设备火灾和爆炸危险环境使用的电气设备，结构上应能防止由于在使用中产生火花、电弧或危险温度而成为安装地点爆炸性混合物的引燃源。因此，火灾和爆炸危险环境使用的电气设备是否合理，直接关系到工矿企业的安全生产。防爆电气设备的类型很多，性能各异。根据电气设备产生火花、电弧和危险温度的特点，为防止其点燃爆炸性混合物而采取的措施不同分为下列八种型式：1. 隔爆型 ( 标志 d )：是一种具有隔爆外壳的电气设备，其外壳能承受内部爆炸性气体混合物的爆炸压力并阻止内部的爆炸向外壳周围爆炸性混合物传播。适用于爆炸危险场所的任何地点。多用于强电技术，如电机、变压器、开关等。2. 增安型 ( 标志 e)：在正常运行条件下不会产生电弧、火花，也不会产生足以点燃爆炸性混合物的高温。在结构上采取种种措施来提高安全程度，以避免在正常和认可的过载条件下产生电弧、火花和高温。它没有隔爆外壳，多用于鼠笼型电机等。3. 本质安全型 ( 标志 ia 、ib)：采用 IEC76-3 火花试验装置，在正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物。这种电气设备按使用场所和安全程度分为 ia 和 ib 两个等级。ia 等级设备在正常工作、一个故障和二个故障时均不能点燃爆炸性气体混合物。ib 等级设备在正常工作和一个故障时不能点燃爆炸性气体混合物。正常工作和故障状态是用安全系数来衡量的。安全系数是电路最小引爆电流(或电压)与其电路的电流 (或电压)的比值，用K表示。正常工作时 K=2.0，一个故障时 K=1.5，二个故障时 K=1.0。4. 正压型 ( 标志 p)：它具有正压外壳，可以保持内部保护气体，即新鲜空气或惰性气体的压力高于周围爆炸性环境的压力，阻止外部混合物进入外壳。5. 充油型 ( 标志 o)：它是将电气设备全部或部分部件浸在油内，使设备不能点燃油面以上的或外壳外的爆炸性混合物。如高压油开关即属此类。6. 充砂型 ( 标志 q)：在外壳内充填砂粒材料，使其在一定使用条件下壳内产生的电弧、传播的火焰、外壳壁或砂粒材料表面的过热均不能点燃周围爆炸性混合物。7. 无火花型 ( 标志 n)：正常运行条件下，不会点燃周围爆炸性混合物，且一般不会发生有点燃作用的故障。这类设备的正常运行即是指不应产生电弧或火花(包括滑动触头)。电气设备的热表面或灼热点也不应超过相应温度组别的最高温度。8. 特殊型 ( 标志 s)：指结构上不属于上述任何一类，而采取其它特殊防爆措施的电气设备。如填充石英砂型的设备即属此列。二、防爆电气设备的选用1. 在进行爆炸性环境的电力设计时，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。2. 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。3. 防爆电气设备应有防爆合格证。4. 少用携带式电气设备。5. 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。三、电气线路防爆电气线路故障，可以引起火灾和爆炸事故。确保电气线路的设计和施工质量，是抑制火源产生、防止爆炸和火灾事故的重要措施。1. 电气线路的敷设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、构筑物的墙外敷设。2. 导线材质对于爆炸危险环境的配线工程，应采用铜芯绝缘导线或电缆，而不用铝质的。因为铝线机械强度差，容易折断，需要进行过渡联接而加大接线盒，同时在联接技术上也难于控制以保证联接质量。况且铝线在被90A以上的电弧烧熔传爆时，其传爆间隙已接近规定的允许安全间隙，电流再大时就很不安全，铝比铜危险是显而易见的。铜芯导线或电缆截面在1 区为2.5mm2 以上，2 区为 1.5mm2 以上。铝芯导线和电缆，由于使用面广，而且使用经验比较成熟，故在2区电力线路也可选用4mm2 及以上的多股铝芯导线及 2.5mm2 以上的单股铝芯导线用于照明线路。3. 电气线路的敷设与配线防爆在爆炸危险环境当气体、蒸气比空气重时，电气线路应在高处敷设或埋入地下。架空敷设时宜用电缆桥架。电缆沟敷设时沟内应充砂，并宜设置有效的排水措施；当气体、蒸气比空气轻时，电气线路宜在较低处敷设或用电缆沟敷设。敷设电气线路的沟道，钢管或电缆，在穿过不同区域之间墙或楼板处的孔洞时，应用非燃性材料严密堵塞，以防爆炸性混合物气体或蒸气沿沟道、电缆管道流动。电缆沟通路可填砂切断。另外，为将爆炸性混合物或火焰切断，防止传播到管子的其他部分，引向电气设备接线端子的导线，其穿线钢管宜与接线箱保持 45cm 。4. 电气线路的连接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。5. 导线允许载流量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。引向电压为 1000V 以下鼠笼型感应电动机支线的长期允许载流量，不应小于电动机额定电流的1.25倍。只有满足这种配合关系，才能避免过载，防止短路时把电线烧坏或过热时形成火源。第四节 电气防火防爆技术电气火灾和爆炸必须具备两个条件：一是环境中存在足够数量和浓度的可燃性易爆物质，二是要有引燃或引爆的能源。前者又称危险源，如煤气、石油气、酒精蒸气、各种可燃粉尘、纤维等；后者又称火源，如明火、电火花、电弧和高温物体。因此电气防火防爆应着力于排除上述危险源和火源。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：1. 采取封闭式作业，防止爆炸性混合物泄露。2. 清理现场积尘、防止爆炸性混合物积累。3. 保持良好的通风，以便把易燃易爆气体、粉尘和纤维的浓度降低到爆炸限度之下。4. 设计正压室，防止爆炸性混合物侵入有引燃源的区域。5. 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。6. 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。电动机隔墙传动时，应在轴与轴孔之间采取适当的密封措施；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。将普通拉线开关浸泡在绝缘油内运行，并使油面有一定高度，保持油的清洁；将普通日光灯装入高强度玻璃管内，并用橡皮塞严密堵塞两端等都属于简单的隔离措施。后者只用作临时性或爆炸危险性不大的环境的安全措施。户内电压为 1OkV 以上、总油量为 6Okg 以下的充油设备，可安装在两侧有隔板的间隔内；总油量为 60600kg 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。1OkV 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。配电室允许通过走廊或套间与火灾危险环境相通，但走廊或套间应由非燃性材料制成。变、配电室与爆炸危险环境或火灾危险环境毗连时，隔墙应用非燃性材料制成。隔墙上只允许穿过与变、配电室有关的管子和沟道，孔洞、沟道应用非燃性材料严密堵塞。变、配电站是工业企业的动力枢纽，电气设备较多，而且有些设备工作时产生火花和较高温度，其防火、防爆要求比较严格。室外变、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。还应当注意，露天变、配电装置不应设置在易于沉积可燃粉尘或可燃纤维的地方。三、 消除引燃源1. 在危险场所，应根据危险场所的级别，合理选用电气设备的类型并严格按规定安装和使用，危险场所的电气线路应符合防火防爆要求。2. 正常运行时能够产生电火花、电弧和危险高温的非防爆电气装置，应安装在危险场所之外。3. 危险场所应尽量不用或少用携带式电气设备。4. 加强对线路和设备的维护、试验、检修和运行管理，确保电气装置的安全运行。四、 保护接地1. 爆炸和火灾危险场所内的电气设备的金属外壳应可靠地接地(或接零)，为了防止电气设备带电部件发生接地产生电火花或危险温度而形成引爆源，对电力设备接地设计技术规程中规定在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。具体要求如下：（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；（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；（3）安装在已接地的金属结构上的电气设备；（4）敷设铠装电缆的金属构架。2. 如低压由接地系统配电，应采用TNS系统，不得采用TNC系统，即在爆炸危险环境应将保护零线与工作零线分开。保护导线的最小截面，铜导体不得小于4mm2、钢导体不得小于6 mm2。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、电气灭火火灾发生后，电气设备和电气线路可能是带电的，如不注意，可能引起触电事故。根据现场条件，可以断电的应断电灭火；无法断电的则带电灭火。电力变压器、多油断路器等电气设备充有大量的油，着火后可能发生喷油甚至爆炸事故，造成火焰蔓延，扩大火灾范围，这是必须加以注意的。1. 先断电后灭火发现起火后，首先要设法切断电源。切断电源应注意以下几点：(1) 火灾发生后，由于受潮和烟熏，开关设备绝缘能力降低，因此，拉闸时最好用绝缘工具操作。(2) 高压应先操作断路器而不应该先操作隔离开关切断电源，低压应先操作电磁启动器而不应该先操作刀开关切断电源，以免引起弧光短路。(3) 切断电源的地点要选择适当，防止切断电源后影响灭火工作。(4) 剪断电线时，不同相的电线应在不同的部位剪断，以免造成短路。剪