電氣火災(zāi)的起因
1、安裝、接線疏忽引起的相間短路
斷路器進(jìn)線接線端子的連接螺釘扭短未達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值,連接松弛(特別是有振動(dòng)的場(chǎng)所),使接觸電阻增大,時(shí)間略長(zhǎng),便爆出火花,進(jìn)而引起相間短路。這種短路電流因?yàn)榘l(fā)生在斷路器前面,不流過(guò)斷路器,故斷路器無(wú)法保護(hù);而有些短路電流值又未達(dá)到上一級(jí)保護(hù)斷路器的動(dòng)作整定值,上一級(jí)斷路器不動(dòng)作(譬如僅為上一級(jí)斷路器額定電流的7倍,它屬于延時(shí)范圍,動(dòng)作時(shí)間為7s左右)即在上一級(jí)斷路器跳閘之前導(dǎo)線已被燒毀,導(dǎo)致電氣火災(zāi)。
2、安裝環(huán)境潮濕
安裝斷路器的場(chǎng)所嚴(yán)重潮濕,斷路器雖未合閘,但其上的刀開關(guān)因疏忽合上,則在斷路器電源端的相間(如連接為裸銅排)因布滿水汽,引起相間擊穿而短路,配電箱被燒,樓房建筑物起火。
3、泄漏電流
因絕緣受損或線路對(duì)地電容大,相對(duì)產(chǎn)生泄漏電流。如泄漏電流達(dá)300mA(對(duì)額定電流為40A的線路,泄漏電流是100mA),故障處的消耗功率約為20W,時(shí)間延續(xù)2h,將使絕緣進(jìn)一步遭損,而造成相對(duì)地短路(若不使用剩余電流動(dòng)作保護(hù)器RCD,而使用熔斷器或小型斷路器動(dòng)作)。時(shí)間略長(zhǎng),引起火花放電,釀成火災(zāi)。
4、斷路器(熔斷器)的額定電流選擇偏大
由于設(shè)計(jì)時(shí)選擇的斷路器(熔斷器)額定電流比線路的允許持續(xù)載流量、配電保護(hù)整定值大很多,當(dāng)發(fā)生過(guò)載時(shí),斷路器在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)不動(dòng)作,線路就長(zhǎng)期處于過(guò)載,對(duì)絕緣、接線端子和周圍物體形成損害,嚴(yán)重時(shí)將引起短路。
5、線纜電流密度偏大
IEC354-3-523標(biāo)準(zhǔn)對(duì)2.5mm2的銅芯塑料線的載流量規(guī)定為26A,而我國(guó)的資料是取30~32A,則電流密度高出IEC標(biāo)準(zhǔn)23%,電流密度偏大引起過(guò)載,若再加上保護(hù)不當(dāng),也易引起短路。
6、線路實(shí)際載流量超過(guò)設(shè)計(jì)載流量
其后果斷路器頻繁跳閘,無(wú)法用電。如強(qiáng)行使用(如用銅絲代替熔絲或拆除斷路器)就會(huì)因過(guò)載造成短路。
7、三相負(fù)載不平衡
對(duì)于大量的單相設(shè)備,由于三相負(fù)載不平衡,引起某相電壓升高,嚴(yán)重時(shí)將燒毀單相用電設(shè)備,導(dǎo)致起火。如以下三種形式:
(1)負(fù)載阻抗大小相等而功率因數(shù)不相等,則某相出現(xiàn)過(guò)電壓,嚴(yán)重時(shí)可達(dá)1.27倍額定電壓;
(2)負(fù)載阻抗大小不等而功率因數(shù)相等,負(fù)載阻抗大的一相電壓最高,最大值可達(dá)1.73倍額定電壓;
(3)如果三相負(fù)載阻抗和功率因數(shù)都不相等,最大相的負(fù)載過(guò)電壓有可能達(dá)2.36倍額定電壓。
8、中性線斷裂引起電器設(shè)備燒毀
有以下原因:
(1)因裝設(shè)馬虎、受風(fēng)雨侵襲或某些機(jī)械原因使中性線中斷;
(2)一些非線性負(fù)荷(如舞臺(tái)調(diào)光用晶閘管、家用電器中的微波爐、電子鎮(zhèn)流器等)的三次諧波很大,最大將超過(guò)30%額定電流,加上三相負(fù)載不平衡,N線的電流最大可達(dá)2倍多額定電流;
(3)N線的截面積設(shè)計(jì)為1/2甚至1/3相線截面積,使N線極燒斷。中性線斷裂后,如保護(hù)不當(dāng),則電氣設(shè)備絕緣受損,引起單相設(shè)備燒壞,產(chǎn)生電氣火災(zāi)。
9、單相接地故障
對(duì)于TI系統(tǒng),相線碰外殼或金屬管道等而引起的短路,通常受接地電阻的限制,短路的電流約15.7A,多數(shù)熔斷器或斷路器無(wú)法在如此小的電流下熔斷或跳閘,就會(huì)引起打火或接弧;TN系統(tǒng)的PE線端子和接頭發(fā)生接觸不良,不易察覺(jué),一旦發(fā)生磁殼等接地故障,將迸發(fā)高阻抗的電火花或拉電弧,限制了短路電流,使保護(hù)電器不能及時(shí)動(dòng)作。而電弧、電火花的局部高溫將使易燃物起火。由于線路短路電流大大超過(guò)額定電流,導(dǎo)線的電流密度劇增。按我國(guó)標(biāo)準(zhǔn),PVC銅芯絕緣導(dǎo)線的安全電流密度:1~5mm2導(dǎo)線為18~9A/mm2;6~95mm2導(dǎo)線為8.33~3.26A/mm2。
電氣火災(zāi)的防患
1、提高安裝質(zhì)量
對(duì)于連接螺釘松弛、中性線安裝牢度不夠,要加強(qiáng)對(duì)工作人員的教育和考核,提高安裝、操作者的技術(shù)(業(yè)務(wù))水平。在成套電器產(chǎn)品出廠和安裝完畢送電的時(shí)候,嚴(yán)加檢查,在運(yùn)行后定期維護(hù)保養(yǎng)。
2、三相負(fù)載平衡
就特別注意三相負(fù)載的平衡和N線、PE線截面的正確設(shè)計(jì)與選用;設(shè)計(jì)院應(yīng)將消防作為一個(gè)設(shè)計(jì)重點(diǎn),建立消防鑒定組認(rèn)真審核;各地公安消防部門應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)法。
3、更新資料
國(guó)家或地方的電氣規(guī)范、各出版社出版的電氣手冊(cè)等參考資料,應(yīng)進(jìn)行全面的修訂,一些陳舊、過(guò)時(shí)的數(shù)據(jù)應(yīng)予刪除。
4、布線改造
對(duì)于早期的民用住宅(包括辦公樓),由于近年家用電器使用量劇增,應(yīng)對(duì)其布線進(jìn)行改造。如果有困難,應(yīng)由供電部門對(duì)住戶的用電進(jìn)行適當(dāng)?shù)南拗啤?BR> 5、大量推廣、使用RCD
我國(guó)現(xiàn)行的國(guó)家電氣規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)主要著眼于人身觸電安全保護(hù)和作接地短路保護(hù)的輔助措施,而對(duì)防止線路受過(guò)電流、機(jī)械損傷、絕緣陳舊老化等可能引起的火災(zāi)目前似乎未作強(qiáng)制的、全面規(guī)范性的保護(hù)規(guī)定(僅有《漏電保護(hù)器農(nóng)村安裝運(yùn)行規(guī)程》)。接地故障電流實(shí)際上是一種很大的對(duì)地泄漏電流,在產(chǎn)生單相接地大電流之前,往往有較小的漏電流先兆,它破壞絕緣,常常引導(dǎo)大的單相接地電流的發(fā)生,因此推廣、使用RCD已是一種刻不容緩的大事。
(1)帶有過(guò)載、短路、漏電保護(hù)的RCD(習(xí)慣稱漏電斷路器),不帶過(guò)載、短路僅有漏電保護(hù)的RCD(習(xí)慣稱漏電開關(guān))以及漏電繼電器(漏電時(shí)不斷開保護(hù)器,僅作報(bào)警用,它也可與接觸器、斷路器組裝為漏電斷路器或漏電開關(guān))。瞬時(shí)型RCD的動(dòng)作時(shí)間小于0.1s(延時(shí)型為0.5s),我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB6829-95規(guī)定漏電動(dòng)作電流I△n有0.006、0.01、0.02、0.05、0.1、0.3、0.5、1、3、5、10、20A等,國(guó)外最大的有30A規(guī)格,各使用場(chǎng)所可選用適當(dāng)?shù)腎△n值。一般防電氣火災(zāi)的RCD選用500mA,最好為300mA。
(2)目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)供應(yīng)的最新產(chǎn)品,智能型萬(wàn)能式(框架式)斷路器[如DW45系列、HSW1型、CW1型和DW16、DW40等萬(wàn)能式斷路器,都有單相接地故障電流保護(hù)的功能。DW45型的三相(三極)或三相四線(四極)斷路器,在三個(gè)相(或加一個(gè)各設(shè)置一個(gè)零序電流互感器。單相接地保護(hù)的信號(hào)只取三相或三相線加N線的相量之和。如有接地故障,相量和不等于零,此時(shí),互感器的二次回路有輸出,輸出給智能型控制器,斷路器即在0.1、0.2、0.3、0.4s(用戶可自行調(diào)節(jié))時(shí)間內(nèi)動(dòng)作。其接地故障電流動(dòng)作值為0.2~0.8倍額定電流。DW45-2000的最小電流為160A,最大為1200A,而DW45-3200最小為600A,最大為2500A。由于單相接地故障電流最小為160A,它只能防金屬性的單相接地短路電流,而不能防接地電弧引起的短路,故選用時(shí)應(yīng)注意。
(3)國(guó)外的產(chǎn)品(如ABB公司的SACE),在其S系列塑殼式斷路器上派生出漏電保護(hù)器。它是利用RC211和RC212的漏電脫器模塊與S系列斷路器合成的。RC211的I△n有0.03、0.1、0.3A,動(dòng)作時(shí)間小于等于0.1s;RC212的I△n有0.03、0.1、0.3、0.5、1~3A(可調(diào)),動(dòng)作時(shí)間有0、0.1、0.25、0.5、1、1.5s(可調(diào))。
法國(guó)施耐德公司Vigicompact斷路器有接地故障保護(hù)功能。
以上這些漏電開關(guān)或接地故障保護(hù)功能,目前國(guó)內(nèi)正在研制之中。
(4)以下場(chǎng)所裝設(shè)漏電保護(hù)裝置時(shí),發(fā)生漏電只能報(bào)警而不脫扣(不斷電):
(1)公共場(chǎng)所的通道、應(yīng)急照明;
(2)消防用電梯及確保公共場(chǎng)所安全的設(shè)備;
(3)用于消防設(shè)備的電源,如消防報(bào)警裝置、消防水泵、消防通道照明等;
(4)用于防盜報(bào)警電源;
(5)冶金、化工、重要科研單位、軍事設(shè)施等不允許停電的場(chǎng)所和部門。
有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定,這些場(chǎng)所仍需設(shè)置漏電保護(hù)裝置,但如有漏電,吸能報(bào)警而不脫扣斷電,報(bào)警時(shí)維修人員必須及時(shí)搶修。