电气自动化
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电气专业对建筑火灾的分析及防范措施

  论文导读:建筑物发生火灾的原因有两类:1)有关人员的防火意识较差,火源管理不善、使用不慎引起火灾;2)电气火灾。下面着重论述建筑电气火灾原因及防范措施。1.1接地故障引起的火灾接地故障指带电导体与水管、钢管、设备金属外壳的接触短路,接地故障比较隐蔽,不易发觉,也比较复杂,故接地故障起火的危险性较大。在国家市场经济大潮的影响下,一些不法之徒一味追求经济效益,而不顾国家和消费者的利益,大量生产假冒伪劣电气产品。

  关键词:电气火灾,接地故障,电气产品,防范措施

  近几年, 我国能源建设初见成效, 极大地满足了城乡人民生产和生活用电量大幅度增加的需要。建筑业有了飞速发展,第三产业的兴起、高层建筑的增多以及装修工程的普及,火灾隐患也随之增多。建筑物发生火灾的原因有两类:1) 有关人员的防火意识较差,火源管理不善、使用不慎引起火灾;2) 电气火灾。即电气设备在运行中产生的热量,电火花或电弧直接引起火灾和爆炸(如线路、电动机、电炉、照明器具、插座、开关等设备均可能引起火灾) 。据国家消防部门的统计资料显示,电气火灾呈逐年上升趋势,电气火灾占总火灾数的比例也在快速上升,因电气火灾造成的损失都在火灾总损失的40 %以上,沿海经济发达地区建筑电气火灾数甚至达到该省火灾总起数的70 %~80 %。随着火灾总数的增加,每年电气火灾的次数也在快速上升。论文格式。下面着重论述建筑电气火灾原因及防范措施。

  1.建筑电气火灾原因的分析

  1.1接地故障引起的火灾接地故障指带电导体与水管、钢管、设备金属外壳的接触短路,接地故障比较隐蔽,不易发觉,也比较复杂,故接地故障起火的危险性较大。按照规范,民用建筑电气接地一般采用TN2C2S 接地系统。即零线在进户处做重复接地,入户后零线(N 线) 和保护接地线(PE 线) 分开敷设,在插座和人体易接触外壳的用电设备或灯具回路中装设漏电开关,以达到人体接触漏电的电器或设备外壳时,漏电开关及时动作,切断电源,避免发生触电伤亡事故。

  系统接线方式如图1 所示。

  图1 TN-C-S接地系统

  1.1.1故障电流起火

  一旦发生接地故障,产生的故障电流除通过PE 线,N 线外,还通过电气设备金属外壳,各种管道及接线端子。由于接地故障电阻较大,故障电流受到限制,因此电流保护器难以切断故障电流,以短路电流形式存在,而仅0. 5 A 的故障电流长期存在所产生的电弧温度可达2 000 ℃,这就难免会引燃周围的可燃物造成火灾;再则若PE 导线截面选择太小,通过较大接地故障电流时, 线路温升较高时,也会引起火灾。

  1.1.2故障电压起火

  发生接地故障,使电气设备外露金属可导电部分带对地故障电压,接地故障电压除了发生常见的电击事故外,还会造成与带地电位的各种金属管道、金属构件之间打火、拉弧或引起火源,从简单的实验就可看到仅有十几伏的维持电压就可使电弧连续不断,周围若有可燃物,就很容易引起火灾。

  1.1.3接地极设计不合理

  接地极设计不合理,接地电阻达不到规定的标准。规范规定接地电阻不大于10 Ω ,如接地电阻大于10 Ω ,则可能漏电,电流小于漏电开关动作电流,即使触电,亦不能及时断开电流。

  1.2伪劣电气产品引起的火灾

  在国家市场经济大潮的影响下,一些不法之徒一味追求经济效益,而不顾国家和消费者的利益,大量生产假冒伪劣电气产品。目前市场上销售的各种电气产品(如开关、插座、电子镇流器、各类电线、电缆、线槽等) ,有好大一部分其电气性能技术指标绝缘性能都不符合国家及国际电工委员会IEC 标准。再加上一些承包施工安装人员质量意识较差,只顾赚钱不顾工程质量,不按设计图纸要求和施工规范进行施工。大量使用伪劣电气产品或已淘汰的电气产品,最后导致各类安全事故和电气火灾事故的发生。

  1.3室内装修不按规定安装电源及用电设备随着人们生活的不断改善,人们对生活、工作的要求越来越高,在室内装修吊顶时往往只追求华丽而忽视了用电及防火安全。1) 大量使用可燃性材料,电器设备位置随意安装,无预留散热空间;2) 用电设备及电源导线不按防火要求安装或施工,在吊顶棚和木质墙裙内无穿钢臂或难燃PVC 管或使用过长的金属软管(按规定一般不超过1 m) ,且无做接地跨接;3) 接头处理马虎,随意在吊顶棚内分支接线,接头没有设在接线盒内。

  1.4建筑物无防雷设施或防雷设施不合格引发火灾雷电的电位约为1 ×10 kV~1 ×104 kV 不等,雷电流的幅值约为数千安到数百千安,雷击时产生功率很大,且放电时间一般约为几十微秒;放电区最高温度可达20 000 ℃,雷电产生的高电压会沿金属物体侵入用户,使室内金属结构、供电线路回路之间产生放电、起火或爆炸,这就是雷电引发火灾。论文格式。雷电造成破坏的原因主要是电压击穿效应和电流的热效应。当地面建筑物遭到雷击后会使建筑物破坏(即建筑物倒塌、起火或爆炸等) ,人员伤亡。建筑物防雷设施的设计与安装必须符台国家GB 500057294 防雷标准。为防止雷电引起的线路过电压,在弱电系统中应加装电源过电压保护器,高能浪涌抑制器和避雷器

  的保护电子和微电子设备,弱电系统同样要做总等电位和辅助等电位保护,等电位保护区起到抗干扰的作用。

  2.电气火灾的防范措施

  2. 1 设置漏电电流动作保护器。在民用建筑的电源总进线处设置漏电电流动作保护器,其动作电流不超过500 mA。一般可取300 mA。其漏电电流动作保护器可有效地防止接地故障引起的火灾,并可作为防止人身电击伤害的第二道防线。

  2. 2 在建筑物内的电气装置实施总等电位联结,选可防止沿PE线,N 线传导窜入的故障电压,消除电位差,防止电弧、电火花的发生,可有效避免接地故障引起的电气火灾和人身电击伤害事故。

  2. 3 质检部门要认真做好检查,坚决杜绝无证从事电气工程的施工和安装。不得使用假冒伪劣产品及淘汰的电气产品,严格执行安装标准确保安装质量。

  2. 4 增强隐患意识,强化管理,经常检查在用电气设备、导线的运行情况,一旦发现电气火灾隐患应及时进行整改,做到防患于未然。

  2. 5 防雷接地。为了防止雷电的危害而进行的接地,叫做防雷接地。规范对利用建筑物基础和主体钢筋做接地极和引下线以及人工接地装置、接闪器的安装作了具体要求。设计对防雷接地

  阻值都给出了参数,接地体和引下线完成后要测试,接闪器完成后整个系统才能测试。人工接地引下线要顺直,不存在死角, 引下线金属保护管要与引下线做电气连通。避雷带形成等电位可防静电危害。人工接地装置接地体间距不小于5 m 是为了降低接地体屏蔽作用。

  3.油浸式电力变压器的电气火灾分析及预防

  油浸式电力变压器以其价格低、规格型号多而在我国城乡得到了广泛应用。但由于其结构形式、组成等的特点而较其他形式的变压器容易发生电气火灾。油浸式电力变压器的油箱内充满着起绝缘和散热作用的变压器油, 是饱和碳氢化合物, 闪点为135 ℃, 同时内部的绝缘垫等大多是用一些有机可燃物制成。当浸在绝缘油中的各裸金属接点(如电压分接开关触头) 接触不良或由于过载而导致局部过热时, 会使绝缘油分解, 产生氢烃类易燃气体; 而绝缘材料则易分解产生一氧化碳和二氧化碳。这些易燃气体产生的直接结果是使绝缘油的闪点降低至50 ℃左右, 变压器的绝缘油正常工作温度一般在85 ℃以下。显然, 变压器已经具备了被点燃的条件, 此时有可能有以下几种情况发生: 一种是在正常条件下, 由于变压器箱体密封性好, 空气不能与易燃性油气混合, 故不能发生燃烧爆炸, 但在上述故障长时间作用下, 易燃气体不断产生,变压器箱体内部压力急剧增大, 最终使箱体炸裂; 另一种情况是变压器内由于故障而产生火花、电弧, 直接引燃箱体内的易燃气体而发生爆炸燃烧; 最后一种情况是在变压器内部的易燃气体压力作用下, 变压器箱体的密封被破坏,变压器箱体内的可燃性气体喷出遇空气(氧) 即燃烧引发火灾。论文格式。常见变压器引发火灾的原因有以下几种:

  (1) 制造质量不佳, 接点触头接触不良使局部过热或绝缘失效导致短路。

  (2) 长期过负荷运行而变压器的保护装置设置不当。

  (3) 维护检修失当, 未能及时发现并消除诸如绝缘油变质、减少、油温不正常; 瓷瓶损坏; 变压器箱体密封破坏等隐患。

  (4) 变压器铁芯绝缘老化, 或者固定铁芯的螺栓套管损坏, 使铁芯产生涡流, 引起发热而加速绝缘的老化。

  (5) 三相负荷不平衡, 引起中线电流过大, 导致变压器部分绕组过热。

  (6) 当三相负载不平衡而又接地不良, 导致零线电流过大而接地点接触电阻又较大时, 接地点就会出现高温,引燃可燃物。对于变压器使用过程中的过负荷运行, 可采取设置完善的保护装置, 如差动保护、方向保护、低电压保护、过电压保护、过电流继电器、气体保护、温度保护等措施,当发生故障时能发现并及时切断电源, 使变压器过负荷值不超过相应规定值。另外, 电力部门严格按照用户的实际用电设备设置情况来核批用电量, 防止实际用电量大量超过申请用电量而使变压器处于过负荷状态, 这对减少公共变压器长时间的过负荷运行, 减少电气火灾发生的可能性有积极的意义。最后, 应加强对变压器使用过程中的巡查,尤其是在负荷高峰时段。巡查时应检查:

  ①油枕的油位及油颜色;

  ②绝缘油上层温度;

  ③变压器运行时的响声;

  ④高低压瓷套有无损坏及放电痕迹, 引线接头接触情况;

  ⑤接地防雷设备的工作状况;

  ⑥如低压侧有三相电流表, 则应注意三相电流的平衡状况。

  ⑦应经常检查接地线、点是否连接完整紧固, 并应定期测试接地电阻。

  4.结语

  发生电气火灾的原因是多种多样的,必须引起各级领导和有关部门的高度重视,除了采取必要的技术措施外,最关键的还是管理,保证电气线路系统始终处于良好的运行状态。设计、施工、业主、消防和质量监督等有关部门要密切配合加强管理,以减少和杜绝由于电气原因引发重大火灾事故的发生。

  【参考文献】

  [1]祝淑萍。供电系统电力网设计[M].长春:吉林工业大学出版社,1997,7.

  [2]丁玉兰,石来德。机械设备故障修断技术[M].上海:上海科学技术文献出版社,1994,7.

  [3]符斌,王晖。网吧火灾隐患及其对策[J].山西建筑,2005,31(5) :125-126.

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