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1、Wuhan Fire Protection Education Center 电气防火 罗 明 武汉市公安消防局 1 第一章 电气防火基础知识 一、 电气防火概述 据统计，2001年至2005年，我国因电气设备、线路 安装、使用不当和违反用电安全规程引起的火灾约占 火灾总数的22.3%，损失占34.3%。湖北省电气火灾 分别占40.8%和40.9%,而且呈逐年上升之势。 新疆克拉玛依市友谊馆火灾，就是因为舞台上方照明 灯具烤燃幕布而蔓延成灾，大火造成参加文艺汇演的 教师、干部、中小学生323人死亡，130人受伤，直 接损失100万元。 2 电气防火是研究电气火灾形成机理和电气线路与设备 等在生
2、产、生活应用过程中的火灾危险性及预防措施 ，防止电气火灾事故发生的一门科学。归纳起来可分 为四大类，即电气防火技术、消防电源及其配电的可 靠性，电气火灾原因鉴别，电气火灾报警与控制问题 。 第一章 电气防火基础知识 3 二、电气火灾形成的原因 电气火灾形成的直接原因有短路、过载、接触不良、 漏电、雷电、静电等。究其深层次原因，还是人的不 安全行为和自然因素所致。如人们思想麻痹、不遵守 有关消防法规，违反操作规程，管理不善和风、雨、 雷等自然因素的侵袭等。 为什么电气线路和设备能引起火灾事故呢？ 潜在的着火源 发热现象 电流流过导体，由于导体电阻的作用，将产生焦耳热 ，这一部分能量损耗成为铜损；
3、 第一章 电气防火基础知识 4 交流电在铁磁性材料（如变压器或日光灯镇流器中 的硅钢片等）产生涡流和磁滞损耗而发热，这一部 分损耗能量成为铁损，同时电流流过绝缘材料时绝 缘材料会发热，这称为介质损耗。上述这几种损耗 将全部转化成热能。 这些热能除一部分散失到周围环境中去，其中大部 分使电气线路和电气设备发生温升。正常情况下， 对不影响线路和电气设备及绝缘层寿命的温升是允 许的，但还是有限度的。这个限度就是低电压器 基本标准中规定的各种低压电器各部件的极限允 许温升。如橡胶绝缘导线的最高允许工作温度为 65，如果环境温度为25，那么它的最高极限 温升就是40。 第一章 电气防火基础知识 5 8
4、理论：当电气线路或设备的实际温升超过最高 极限温升时，将会影响电气线路和设备的正常运行, 并降低绝缘材料的绝缘寿命。绝缘物如果温升超过 其极限允许温升，温度每升高8，则其绝缘寿命 将降低一半 。 因此电气设备和线路的温升，对电气线路和设备运 行可靠性和绝缘寿命的影响是很重要的。当电气线 路和设备在故障情况下，特别是发生短路、过负荷 、接触不良或漏电情况下，事故电流将是正常电流 的几十到上百倍，所产生的电弧、电火花的表面高 温，将使电气线路和设备的温度急剧上升，轻则使 电气设备的绝缘性能遭到破坏，机械强度下降，寿 命降低；重则使电气设备或线路的绝缘层被烧毁， 进而引燃可燃物引起电气火灾或爆炸事故
5、。此外， 转动设备的机械故障，操作人员违反安全操作规程 ，安全管理不善，不遵守消防法规等也会发生电气 火灾。 第一章 电气防火基础知识 6 三、电气火灾发生的特点 按电气火灾发生的规律，电气火灾有明显的季节性 、时间性特点,自然灾害和电气设备的维修、管理不 善对电气设备火灾也有很大的影响。 1电气火灾的季节性特点 一般电气火灾容易发生在夏季和冬季。 （1）夏季风大、雨多、雷多，气候变化大、气温 高、环境温度高。由于风吹雨淋，架空线路易发生 断线、短路、杆塔倒塌等引起事故，电缆也会受潮 发生短路击穿现象；露天安装的电气设备（如电动 机、闸刀开关、电灯等）淋雨进水，使绝缘受损， 运行中发生火灾；夏
6、季气温很高，对电气设备散热 有很大影响，使一些电气设备在运行中发热严重， 影响电气设备工作的可靠性和寿命。雷电活动频繁 ，可能导致避雷系统故障，引起雷击火灾。 （2）冬季风大物燥、昼短夜长，电力负荷增大。 第一章 电气防火基础知识 7 冬季风很大，在风力影响下发生导线相碰放电起火 ；大雪大风造成电杆倒塌事故。天气寒冷使用电炉 取暖、大灯泡取暖不当而引燃可燃物起火。冬季气 候干燥，人们穿戴的化纤织物、毛织品或皮大衣等 最容易产生静电，引起静电火灾，冬季夜长天冷， 值班人员容易失职减少检查次数和检修次数，使线 路在过负荷情况下长期运行，形成过负荷火灾。 2电气火灾的时间特点 许多电气火灾容易发生在
7、节假日或夜间。因为在节 假日下班之前，值班人员对正在运行中的电气设备 处理不善，匆忙离去；值班人员思想不集中容易疏 忽大意；还可能因暂时停电值班人员没切断电源， 待正常供电后引起火灾，再加上值班人员很少，故 不能及早发现火情，而酿成大火后加大火灾损失。 3自然灾害引起的电气火灾 飓风、龙卷风、暴风骤雨、山洪、地震和地滑等自 然灾害具有极大的破坏力，可能使电气设备发生倒 塌、倾斜、淹没等造成短路和断线，从而酿成电气 火灾。 第一章 电气防火基础知识 8 第一节 电气线路防火 电气线路是用来输送电能的，其特点是线路长、 分支多、应用范围广，易于接触可燃物质，一般 故障难以发现，绝缘层着火蔓延迅速。
8、电气线路 火灾主要是由于电气线路短路、漏电、过负荷、 接触电阻过大或电气线路绝缘击穿等产生的电弧 、电火花或高温高热所引起的。 一、短路火灾及其对策 1短路火灾的基本概念 短路俗称碰线或连电。系指电气线路中相线与相 线、相线与零线之间短接起来的现象。由于电气 线路发生短路时，电源电势被短接，短路点处阻 抗很小，故短路电流是正常电流几十到几百倍， 甚至数万倍。所以短路点处会产生强烈的电弧和 电火花放电，其温度使金属导线熔化或蒸汽化， 所形成的熔珠、火星四处飞溅，不仅使电气设备 或导线外的绝缘层被烧毁，同时还会引起周围的 可燃物燃烧，从而构成电气火灾。 第二章 电气防火管理 9 2线路中发生短路的
9、原因 电气线路中发生短路的的原因较多，具体分为以 下四个主要方面。 （1）电气线路绝缘破坏。即电气线路在正常运 行过程中，其导线或电缆由于受到高温、潮湿或 腐蚀作用的影响丧失绝缘能力；线路长期使用而 老化；绝缘层受到机械损伤而脱落等。 （2）自然原因的影响。包括雷击后在线路中出 现感应过电压和雷电波侵入；鸟兽跨接引起相间 短路；大风作用下摇晃的树枝使架空线短路等。 （3）操作人员违犯操作规程或操作失误。如用 金属捆扎绝缘导线，将导线挂在金属物体上，日 久磨损或腐蚀使绝缘层受到损坏；线路或变电所 检修后没切断接地线就开闸供电；带电作业时两 个火线相碰等。 （4）维护、管理不善。不按规定私自乱拉电
10、线 ，过负荷运行，不使用正式电工和焊工进行操作 都可能构成短路事故。 第二章 电气防火管理 10 3防止电气线路短路的措施 （1）严格按照电气设计规程的规定，设计、安装 、调试、使用和维修电气线路。 （2）防止电气线路绝缘老化，除考虑环境(环境温度、 潮湿和化学腐蚀)条件的影响外，还应定期对线路的绝缘 情况进行检查。例如对500伏以下的绝缘导线线路检查 ，使用500伏或1000伏兆欧表测定；对500伏以上的线 路，使用1000伏或2500伏兆欧表测定。低压线路的绝 缘电阻不应低于0.5兆欧或按每伏工作电压1000欧的要 求进行。特别潮湿的环境，可适当降低。控制线路的绝 缘电阻不应低于1000兆
11、欧，高压线路的绝缘电阻一般不 应低于1000兆欧。3千伏额定电压的绝缘电缆，其绝缘 电阻应在300700兆欧的范围，而6千伏10千伏的绝 缘电缆、绝缘电阻应在400700兆欧的绝缘电阻范围。 （3）不同工作环境（爆炸性危险场所、高温、高湿和 有化学腐蚀的场所等）情况下，电气线路中导线和电缆 的选择和敷设，应根据相应的国家标准进行。例如，在 爆炸性危险场所就应根据爆炸和火灾危险环境电力装 置设计规范的规定进行。 第二章 电气防火管理 11 （4）按规定安装断路器或熔断器，安装阀型避雷器进行 线路保护。 （5）加强电气线路的安全管理，防止人为操作事故 和未经允许情况下乱拉乱接线路。 二、过载引起的
12、火灾及对策 1电气线路过载时所引起的火灾 过载也称过负荷，系指超过电气线路和设备允许负荷 运行的现象。负荷是指电气设备和线路中通过的功率 或电流。例如，发电机、变压器的负荷是指它们输出 的功率；线路负荷是指通过导线的电流。当线路正常 运行过程中，电流流过导体时，因导体存在电阻而发 热，发热量的大小除与导体自身电特性有关外，还与 通过导线电流的平方成正比。如果线路中流过的电流 值超过安全载流量，这就是我们所说的过载现象。 一般在电路中允许连续通过而不使导线过热影响电气 设备的可靠性和电气绝缘寿命的电流，称为导线的安 全载流量。 第二章 电气防火管理 12 在安全载流量范围内的电流在导体中运行是安
13、全可 靠的。安全载流量是用试验方法测定一定电流流过 导体时导体内部的温升是否超过极限允许温度。如 橡胶绝缘导线极限允许工作温度是65，塑料绝 缘导线极限允许工作温度是70。当线路过载时 ，导体中的温度将超过该导体的极限允许温度，此 时将使外绝缘层加速老化，甚至引起绝缘击穿，引 起导体绝缘层被烧毁，进而引起火灾。 2过载原因及预防措施 线路发生过载的主要原因是导线截面选用过小，实 际负荷远超出了导线的安全载流量。或在线路中又 加入过多或功率过大的电器设备等原因所造成的。 例如，截面积为1mm2的塑料铜芯线，安全载流量 是18A，在电压为220V时最高允许用电 (22018)=3960瓦，如果接1
14、000瓦的卤钨灯，只能 装3只，装56只就严重超载。预防过负荷的主要 措施： 第二章 电气防火管理 13 （1）合理选用导线截面，使用单位安装线路时 应由电业管理人员负责，并严格制度，不准许乱 拉电线和随意增加负荷。 （2）定期测量和检查线路过负荷情况，要安装 合适的熔断器和过负荷保护装置，以便线路中过 负荷严重时，能及时切断电源。 （3）随着线路负荷的增加，应及时更换适应于 相应容量的导线截面，或者根据生产程序和要求 ，对用电负荷进行合理的调节，避开用电高峰或 将时间相互错开达到防止过负荷的目的。为了避 免线路过负荷，还可在线路上增加自动开关作负 荷保护。 第二章 电气防火管理 14 三、漏
15、电火灾及对策 1漏电现象及其危害 电气线路在正常运行情况下与大地是保持绝缘 的。电流在绝缘体所包围的导体内流动，不会 引起危害。但是当线路的外绝缘层由于摩擦、 挤压、切割、受热老化、潮湿、污染、腐蚀等 物理和化学的作用受到破坏，丧失和部分丧失 绝缘性能时，如果遇到下雨或空气潮湿等，在 绝缘破损处，就会通过水分、杂质等与大地之 间形成导电途径旁路导体。这样导体旁路 的一部分电流就会通过导电途径进入大地，然 后与电源构成回路，这种现象称为漏电。这个 绝缘破损处称为漏电点，电流进入大地处称为 接地点。在实际漏电故障中漏电点只有一处， 而接地点却有许多处。所以存在漏电点和接地 点是产生漏电的必要条件，
16、这是它的固有特征 。电气线路漏电可以使物体局部带电造成人员 的触电现象，严重时漏电火花或高温表面引燃 瓦斯气体，从而造成漏电火灾。 第二章 电气防火管理 15 2漏电产生的原因 电气线路发生漏电的主要原因是绝缘导线与建筑物 以及设备的外壳等直接接触的部位，如进户、穿墙 或设备进线等处，由于绝缘损伤或绝缘老化而失去 绝缘能力所造成的；其次在绝缘导线接头部位，电 线接头通常是将两个芯线扭接后用绝缘胶布包裹而 成，其机械强度差，易受潮湿、污染而造成漏电。 3预防漏电的措施 （1）在设计和安装电气线路时，导线绝缘强度不 应低于线路额定电压，支持导线的绝缘子也要根据 线路和电源电压而进行选配。（2）在特别潮湿的 或有酸碱腐蚀性气体的场所，严禁绝缘导线明敷， 应采用聚氯乙烯套管或（水煤气）钢管布线。（3 ）在安装电路时，导线接头处要包扎牢固，同时要 防止刀钳等物划伤导线绝缘层。（4）平时要加强 检查维护，发现导线绝
