低压电工作业第四章

1、第四章 电气防火与防爆 本章学习要点： 1、掌握电气火灾发生的原因； 2、熟练掌握电气防火防爆预防措施； 3、熟练掌握电气火灾的灭火原理及扑救方法。 火灾和爆炸可以造成重大经济损失，而且往往造成人身伤亡和设备毁坏。电气火灾和爆炸事故中占有很大的比例。仅就电气火灾而言，不论是发生频率不是所造成的经济损失，在火灾中所占的比例都呈逐年上升的趋势。第一节第一节 电气火灾和爆炸的原因电气火灾和爆炸的原因 电气火灾与爆炸的原因很多。除设备缺陷、安装不当等设计和施工方面的原因外，电气设备过热和电火花、电弧是引起电气火灾与爆炸的直接原因。 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 发生

2、短路时，线路中的电流增大为正常时的几倍甚至几十倍，而产生的热量又与电流的平方成正比，使得温度急剧上升，大大超过允许范围。 引起短路的原因主要有：当电气设备的绝缘老化变质，或受到高温、潮湿或腐蚀的作用而失去绝缘能力时，即可能引起短路；绝缘导线直接缠绕、勾挂在铁钉或铁丝上时等。 2、过载 过载会引起电气设备发热，造成过载的原因有：选用线路或设备不合理，使用不合理。 3、接触不良 （1）铜铝接头，易因电解而腐蚀，导致接头过热。 （2）活动接头。 （3）不可拆卸的接头连接不牢、焊接不良或接头混有杂质； （4）可拆卸的接头连接不紧或由于震动而松动。 4、铁芯发热 变压器、电动机的铁芯，如设计制造不合理，

3、绝缘损坏或承受长时间过电压，其涡流和磁滞损耗将增加而使设备过热。 5、散热不良的各种电气设备在设计和安装都要考虑有一定的散热和通风措施。 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。一般电火花的温度都很高，特别是电弧，温度可高达8000。因此，电火花和电弧不仅能引起可燃物燃烧，还能使金属熔化、飞溅，构成危险的火源。 电火花大体上可分为两类，为工作火花和事故火花。 工作火花是指电气设备正常工作时或正常操作过程中产的火花。 事故火花是指线路或设备发生故障时出现的火花。如发生短路或接地时出现的火花、绝缘损坏时出现的闪光，导线连接松脱时产生的火花等。 第二节第二节

4、危险物质和危险环境危险物质和危险环境 爆炸性物质、可燃性气体、可燃液体、自燃物质、遇水燃烧物质、易燃固体、氧化剂等都属于有爆炸和火灾危险的物质。 本节所说的危险物质是指在大气条件下，能与空气混合形成爆炸性混合物的气体、蒸气、薄雾、粉尘或纤维。 一、危险物质的性能参数 这些性能参数包括：闪点、燃点、引燃温度、爆炸极限、最小点燃电流比等。 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。 闪点越低者危险性越大。 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

5、，燃点仅比闪点高 15 ，一般只考虑闪点，不考虑燃点。 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。 爆炸极限：爆炸极限通常是指爆炸浓度极限。爆炸极限：爆炸极限通常是指爆炸浓度极限。它是在一定的温度和压力下，气体、蒸气、它是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。称为爆炸下限、最高浓度称为爆炸上限。 最小点燃电流比：最小点燃电流比最小点燃电流比：最小点燃

6、电流比(MICR)是是指在规定试验条件下，气体、蒸气、薄雾等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。混合物的最小点燃电流之比。 最大试验安全间隙：最大试验安全间隙最大试验安全间隙：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，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。起另一个容器内燃爆的最大连通间隙。

7、 二、气体、蒸气爆炸危险环境的分类二、气体、蒸气爆炸危险环境的分类 根据爆炸性气体混合物出现的根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持频繁程度和持续时间将此类危险环境分为续时间将此类危险环境分为0区、区、1区和区和2区。区。危险区域的大小受通风条件、释放源特征和危危险区域的大小受通风条件、释放源特征和危险物品性能参数的影响。险物品性能参数的影响。 (1)0区。指正常运行时连续出现或长时间出区。指正常运行时连续出现或长时间出现或短时间频繁出现的爆炸性气体、蒸气或薄现或短时间频繁出现的爆炸性气体、蒸气或薄雾的区域。除了装有危险物质的封闭空间（如雾的区域。除了装有危险物质的封闭空间（如密闭的容器、储油

8、罐等内部气体空间）外，很密闭的容器、储油罐等内部气体空间）外，很少存在少存在0区。区。 (2)1区。指正常运行时可能出现（预计周期区。指正常运行时可能出现（预计周期性出现或偶然出现）的爆炸性气体、蒸气或薄性出现或偶然出现）的爆炸性气体、蒸气或薄雾的区域。雾的区域。 (3)2区。指正常运行时不出现，即使出现也只区。指正常运行时不出现，即使出现也只可能是短时间偶然出现的爆炸性气体、蒸气或可能是短时间偶然出现的爆炸性气体、蒸气或薄雾的区域。薄雾的区域。 三、粉尘、纤维爆炸危险环境的分类三、粉尘、纤维爆炸危险环境的分类 根据爆炸性气体的频繁程度和持续时间，将此根据爆炸性气体的频繁程度和持续时间，将此类

9、危险环境分为类危险环境分为10区和区和11区。区。 (1) 10区。指正常运行时连续或长时间或短时区。指正常运行时连续或长时间或短时间频繁出现爆炸性粉尘、纤维的区域。间频繁出现爆炸性粉尘、纤维的区域。 (2) 11区。指正常运行时不出现，仅在不正常区。指正常运行时不出现，仅在不正常运行时短时间偶然出现爆炸性粉尘、纤维的区域。运行时短时间偶然出现爆炸性粉尘、纤维的区域。 四、火灾危险环境的分类四、火灾危险环境的分类 火灾危险环境分为火灾危险环境分为21区、区、22区和区和23区，与旧标区，与旧标准的准的H-1级、级、H-2级和级和H-3级火灾危险场所一一对级火灾危险场所一一对应，分别为有可燃液体

10、、有可燃粉体和有可燃固应，分别为有可燃液体、有可燃粉体和有可燃固体存在的火灾危险环境。体存在的火灾危险环境。 爆炸危险环境使用的电气设备，结构上应能防爆炸危险环境使用的电气设备，结构上应能防止在使用中产生火花、电弧或危险温度而成为安止在使用中产生火花、电弧或危险温度而成为安装地点爆炸性混合物的引燃源。装地点爆炸性混合物的引燃源。 1、防爆电气设备、防爆电气设备 (1)隔爆型隔爆型 具有隔离外壳的电气设备，能把点具有隔离外壳的电气设备，能把点燃爆炸性混合物的部件封闭在一个外壳内。该外燃爆炸性混合物的部件封闭在一个外壳内。该外壳能承受内部爆炸性混合物的爆炸压力并阻止其壳能承受内部爆炸性混合物的爆炸

11、压力并阻止其向周围爆炸性混合物传爆。向周围爆炸性混合物传爆。 第三节第三节 防爆电气设备和防爆电气线路防爆电气设备和防爆电气线路 (2)增安型增安型 在正常运行条件下，不会产生点燃在正常运行条件下，不会产生点燃爆炸性混合物的火花或危险温度，并在结构上采爆炸性混合物的火花或危险温度，并在结构上采取措施，提高其安全程度，以避免在正常运行条取措施，提高其安全程度，以避免在正常运行条件下和规定的过载条件下出现点燃爆炸性混合物件下和规定的过载条件下出现点燃爆炸性混合物的火花或危险温度。的火花或危险温度。 (3)充油型充油型 全部或某些带电部件浸在油中，使全部或某些带电部件浸在油中，使之不能点燃油面以上或

12、外壳周围的爆炸性混合物。之不能点燃油面以上或外壳周围的爆炸性混合物。 (4)充砂型充砂型 外壳内充填细颗粒材料，以便在规外壳内充填细颗粒材料，以便在规定使用条件下，外壳内产生的电弧、火焰传播，定使用条件下，外壳内产生的电弧、火焰传播，壳壁或颗粒材料表面的过热温度，均不能点燃周壳壁或颗粒材料表面的过热温度，均不能点燃周围的爆炸性混合物。围的爆炸性混合物。 (5)本质安全型本质安全型 在正常运行情况下或标准试验在正常运行情况下或标准试验条件下所产生的火花或热效应，均不能点燃爆炸条件下所产生的火花或热效应，均不能点燃爆炸性混合物。性混合物。 (6)通风充气型或正压型通风充气型或正压型 具有保护外壳，

13、且壳具有保护外壳，且壳内充有保护气体，其压力保持高于周围爆炸性混内充有保护气体，其压力保持高于周围爆炸性混合物气体的压力，以避免外部爆炸性混合物进入合物气体的压力，以避免外部爆炸性混合物进入外壳内部。外壳内部。 (7)无火花型在正常运行时，不会出现火花，无火花型在正常运行时，不会出现火花，电弧和高温表面的电气设备，适用于电弧和高温表面的电气设备，适用于2区。区。 (8)特特殊型殊型 上述各种类型以外的或由下述两种上述各种类型以外的或由下述两种以上形式组合成的电气设备。以上形式组合成的电气设备。 二、防爆电气设备的选用二、防爆电气设备的选用 应当根据安装地点的危险等级、危险物质应当根据安装地点的

14、危险等级、危险物质的组别和级别、电气设备的种类和使用条件的组别和级别、电气设备的种类和使用条件选用爆炸危险环境的电气设备。选用爆炸危险环境的电气设备。 在爆炸危险的环境，应尽量少用或不用携在爆炸危险的环境，应尽量少用或不用携带式电气设备，应尽量少安装电源插座带式电气设备，应尽量少安装电源插座。 1、气体、蒸气爆炸危险环境的电气设备、气体、蒸气爆炸危险环境的电气设备 外壳防护等级（外壳防护等级（IP代码）是将产品依其防尘、防止外物侵入、代码）是将产品依其防尘、防止外物侵入、防水、防湿气之特性加以分级。这里所指的外物包含工具、人的防水、防湿气之特性加以分级。这里所指的外物包含工具、人的手指等均不可

15、接触到灯具内之带电部分，以免触电。手指等均不可接触到灯具内之带电部分，以免触电。 它一般是由它一般是由两个数字所组成，第一个数字表示产品防尘、防止外物侵入的等两个数字所组成，第一个数字表示产品防尘、防止外物侵入的等级；第二个数字表示产品防湿气、防水侵入的密闭程度。数字越级；第二个数字表示产品防湿气、防水侵入的密闭程度。数字越大，表示其防护等级越高。如：外壳防护等级（大，表示其防护等级越高。如：外壳防护等级（IP代码）示例如：代码）示例如：IPXX，防尘等级防尘等级(第一个第一个X表示表示)0：没有保护：没有保护 1：防止大的固体侵入：防止大的固体侵入 2：防止中等大小的固体侵入：防止中等大小的

16、固体侵入 3：防止小固体进入侵入：防止小固体进入侵入 4：防止物体大于：防止物体大于1mm的固体进入的固体进入 5：防止有害的粉尘堆积防止有害的粉尘堆积 6：完全防止粉尘进入：完全防止粉尘进入防水等级防水等级(第二个第二个X表示表示)0：没有保护：没有保护 1：水滴滴入到外壳无影响：水滴滴入到外壳无影响 2：当外壳倾斜到：当外壳倾斜到15度度时，水滴滴入到外壳无影响时，水滴滴入到外壳无影响 3：水或雨水从：水或雨水从60度角落到外壳上无度角落到外壳上无影响影响 4：液体由任何方向泼到外壳没有伤害影响：液体由任何方向泼到外壳没有伤害影响 5：用水冲洗无：用水冲洗无任何伤害任何伤害 6：可用于船舱

17、内的环境：可用于船舱内的环境 7：可于短时间内耐浸水：可于短时间内耐浸水（1m） 8：于一定压力下长时间浸水：于一定压力下长时间浸水 三、防爆电气线路三、防爆电气线路 爆炸危险环境中，电气线路安装位置的选爆炸危险环境中，电气线路安装位置的选择、敷设方式的选择、导体材质的选择、连择、敷设方式的选择、导体材质的选择、连接方法的选择等均应根据环境的危险等级进接方法的选择等均应根据环境的危险等级进行。行。 1、爆炸危险环境的电气线路、爆炸危险环境的电气线路 （1）位置选择）位置选择 应当在爆炸危险性较小或应当在爆炸危险性较小或距离释放源较远的位置敷设电气线路。距离释放源较远的位置敷设电气线路。 10K

18、V及及10KV以下的架空线路不得跨越爆炸以下的架空线路不得跨越爆炸危险环境；当架空线路与爆炸危险环境邻近危险环境；当架空线路与爆炸危险环境邻近时，其间距离不得小于杆塔高度的时，其间距离不得小于杆塔高度的1.5倍倍。 （2）配线方式 爆炸危险环境主要采用防爆钢管配线和电缆配线。固定敷设的电力电缆应采用铠装电缆。 （3）导线材料 爆炸危险环境宜采用交联聚乙烯、聚乙烯、降氯乙烯或合成橡胶及有护套的电线。爆炸危险环境宜采用有耐热、阻燃、耐腐蚀的绝缘电缆，不宜采用油浸纸绝缘电缆。 （4）连接爆炸危险环境的电气线路不得有非防爆型中间接头。 电缆线路不得有中间接头。 （5）允许载流量 导线允许载流量不应小于

19、熔断器熔体额定电流和断路器长延时过电流脱扣器整定电流的1.25倍或电动机额定电流的1.25倍。高压线路应按短路电流进行热稳定校验。 （6）隔离和密封敷设电气线路的沟道以及保护管、电缆或钢管在穿过爆炸危险环境等级不同的区域之间隔墙或楼板时，应用非燃性材料严密堵塞。 2、火灾危险环境的电气线路 使用绝缘导线或电缆的额定电压不得低于电网额定电压，最低不得低于500V. 第四节第四节 电气防爆技术电气防爆技术 电气防火、防爆措施是综合性的措施。其它防电气防火、防爆措施是综合性的措施。其它防火、防爆措施对于防止电气火灾和爆炸也是有效火、防爆措施对于防止电气火灾和爆炸也是有效的。的。 一、消除或减少爆炸性

20、混合物一、消除或减少爆炸性混合物 消除或减少爆炸性混合物包括采取封闭式作业。消除或减少爆炸性混合物包括采取封闭式作业。防止爆炸性混合物泄漏；清理现场积尘、防止爆防止爆炸性混合物泄漏；清理现场积尘、防止爆炸性混合物积累；设计正压室，防止爆炸性混合炸性混合物积累；设计正压室，防止爆炸性混合物侵入有引燃源的区域；采取开式作业或通风措物侵入有引燃源的区域；采取开式作业或通风措施，稀释爆炸性混合物；在危险空间充填惰性气施，稀释爆炸性混合物；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；体或不活泼气体，防止形成爆炸性混合物； 安装报警装置，当混合物中危险物品的浓度安装报警装置，当混合物中危险物

21、品的浓度达到其爆炸下限的达到其爆炸下限的10%10%时报警等措施。时报警等措施。 二、隔离和间距二、隔离和间距 危险性大的设备应分室安装，并在隔墙上采危险性大的设备应分室安装，并在隔墙上采取封堵措施。取封堵措施。 电气装置，特别是高压、充油的电气装置应电气装置，特别是高压、充油的电气装置应与爆炸危险区域保持规定的安全距离。变、配电与爆炸危险区域保持规定的安全距离。变、配电站不应设在容易沉积可燃粉尘或可燃纤维的地方。站不应设在容易沉积可燃粉尘或可燃纤维的地方。 三、消除引燃源三、消除引燃源 主要包括以下措施：主要包括以下措施： 1 1、按爆炸危险环境的特征和危险物的级别、按爆炸危险环境的特征和危险物的级别、 组别选用电气设备和设计电气线路。组别选用电气设备和设计电气线路。 2 2、保持电气设备和电气线路安全运行。、保持电气设备和电气线路安全运行。 在爆炸危险环境应尽量少用携带式设备和移在爆炸危险环境应尽量少用携带式设备和移动式设备。一般情况下不应进行电气测量工作。动式设备。一般情况下不应进行电气测量工作。 四、爆炸危险环境接地四、爆炸危险环境接地 爆炸危险环境接地应注意如下几点：爆炸危险环境接地应注意如下几点： 1 1、应将所有不带电金属物件做等电位联结。、应将所有不带电金属物件做等电位联结。从防止电击考虑不需接地（接零）者，从防止电