电气设备的防火和防爆措施及方法

电气火灾和爆炸事故是指由于电气原因引起的火灾和爆炸事故。各种电气设备的绝缘材料大多数属于易燃物质，运行过程中导体通过电流会发热，开关切断电流时会产生电弧，由于短路、接地或设备损坏等可能产生电弧及电火花，将周围易燃物引燃，发生火灾或爆炸事故。其在火灾和爆炸事故中占有很大比例。电气火灾和爆炸事故除了可能造成人身伤亡和设备损坏外，还可能造成系统大面积或长时间停电，给国民经济造成重大损失。因此，电气防火和防爆是安全管理工作的重要内容。

引燃是指可燃物的局部受到高温热源的作用，而引起可燃物燃烧并且逐步扩大到全部的现象。通常情况下，火灾中的大部分是由引燃产生的。有些时候，火灾和爆炸是伴随着发生的。爆炸是指物质发生剧烈的氧化和分解反应，使其温度和压力急剧增加的现象。爆炸也是一种特殊的燃烧现象。

可燃气体、液体和粉尘与空气混合，遇到明火和热源产生爆炸。其混合物的最低浓度称为爆炸下限，而最高浓度称为上限，通常以体积百分比表示。

1 电气火灾和爆炸原因

电气火灾和爆炸，除了设备的缺陷或安装不当等设计、制造和施工方面的原因外，还有在运行中产生的热量和电火花或电弧等直接原因。

1.1 电气设备过热

电气设备过热主要是电流的热效应造成的。电流通过导体时，由于导体存在电阻，电

流通过时就要消耗一定的电能。这部分能量以发热的形式消耗掉，并加热其周围的其他材料。当温度超过电气设备及其周围材料的允许温度，达到起燃温度时就可能引发火灾。

引起电气设备过热主要有以下原因：

1)短路：线路发生短路时，线路中电流将增加到正常工作电流的几倍甚至几十倍，使设备温度急剧上升，尤其是连接部分接触电阻等处。如果温度达到可燃物的起燃点，就会引起燃烧。

引起线路短路的原因很多，例如电气设备载流部分的绝缘损坏。这种损坏可能是长期运行，绝缘自然老化，或者强度不符合要求，或者是绝缘受外力损伤等引起短路事故，也可能是运行中误操作造成弧光短路。还有小动物误入带电间隔造成短路，鸟禽跨越裸露的相线之间造成短路。发生短路后，应以最快的速度切除故障部分，以保证线路安全。

2)过负荷：由于导线截面和设备选择不合理，或运行中电流超过设备的额定值，超过设备的长期允许温度，都会引起发热。

3)接触不良：导线接头连接不牢靠、活动触头(开关、熔丝、接触器、插座、灯泡与灯座等)接触不良，导致接触电阻很大，电流通过导致接头过热。

4)铁心过热：变压器、电动机等设备的铁心过饱和，或非线性负载引起高次谐波造成铁心过热。

5)散热不良：设备的散热通风措施遭到破坏，设备运行中产生的热量不能及时有效地散发，从而造成设备过热。发热量大的一些电气设备安装或使用不当，也可能引起火灾。

1.2 电弧和电火花

电弧和电火花是一种常见的现象。例如电气设备正常工作时或正常操作时也会发生电弧和电火花。直流电机电刷和整流子滑动接触处、交流电机电刷与滑环滑动接触处在正常运行中就会有电火花，开关断开电路时会产生很强的电弧，拔掉插头或接触器断开电路时都会有电火花发生。电路发生短路或接地事故时产生的电弧更大。还有绝缘不良电气等都会有电火花、电弧产生。电火花、电弧的温度很高，特别是电弧，温度可高达6 000℃。这么高的温度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。在有爆炸危险的场所，电火花和电弧更是十分危险的因素。

电气设备本身也会发生爆炸，例如变压器、油断路器、电力电容器、电压互感器等充油设备。电气设备周围空间在下列情况下会引起爆炸：

1)周围空间有爆炸性混合物，当遇到电火花和电弧时就可能引起空间爆炸。

2)充油设备的绝缘油在电弧作用下分解和汽化，喷出大量的油雾和可燃性气体，遇到电火花、电弧或环境温度达到危险温度时也可能发生火灾和爆炸事故。

3)氢冷发电机等设备如果发生氢气泄漏，形成爆炸性混合物，当遇到电火花、电弧或环境温度达到危险温度时也会引起爆炸和火灾事故。

2 电气防火和防爆的措施

发生电气火灾和爆炸的原因可以概括为两条，现场有可燃易爆物质;现场有引燃物引爆的条件。所以应从两方面采取防范措施，防止电气火灾和爆炸事故发生。

在各类生产和生活场所中，广泛存在着可燃易爆的物质，例如可燃气体、可燃粉尘和纤维等。当这些可燃易爆物质在空气中含量超过其危险浓度，或遇到电气设备运行中产生的火花、电弧等高温引燃源，就会发生电气火灾和爆炸事故。爆炸事故也是引起火灾的原因。

根据电气火灾和爆炸形成的原因，防火防爆措施应从改善现场环境条件着手，设法从空气中排除各种可燃易爆物质，或使可燃易爆物质浓度减小。同时加强对电气设备维护、监督和管理，防止电气火源引起火灾和爆炸事故。

2.1 排除可燃易爆物质

保持良好通风，使现场可燃易爆的气体、粉尘和纤维浓度降低到不致引起火灾和爆炸的限度内。加强密封，减少和防止可燃易爆物质的泄漏。有可燃易爆物质的生产设备、贮存容器、管道接头和阀门应严格密封，并经常巡视检测。

2.2 排除电气火源

在设计、安装电气装置时，应严格按照防火规程的要求来选择、布置和安装。对运行中能够产生火花、电弧和高温危险的电气设备和装置，不应放置在易燃易爆的危险场所。在易燃易爆场所安装的电气设备和装置应该采用密封的防爆电器。另外，在易燃易爆场所应尽量避免使用携带式电气设备。在容易发生爆炸和火灾危险的场所内，电力线路的绝缘导线和电缆的额定电压不得低于电网的额定电压，低压供电线路不应低于500 V。要使用铜芯绝缘线，导线连接应保证良好可靠，应尽量避免接头。在易燃易爆场所内，工作零线的截面和绝缘应与相线相同，并应在同一护套或管子内。导线应采用阻燃型导线(或阻燃型电缆)穿管敷设。

在突然停电有可能引起电气火灾和爆炸的场所，应有两路及两路以上的电源供电，几路电源能自动切换。在容易发生爆炸危险场所的电气设备的金属外壳应可靠接地(或接零)。在运行管理中要对电气设备维护、监督，防止发生设备事故。

3 防止电气火灾爆炸的其他措施