电气设备的防火和防爆措施及方法.pdf

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1、2 0 0 9年 3月 灯 与 照 明 第 3 3卷 第 1期 照 明 电器；K X0 0(：)0(，：，0 电气设备的防火和防爆措施及方法 吕俊 霞，裴邦 富(河 南工业职 业技 术 学院 电气工程 系，河 南 南阳 4 7 3 0 0 9)摘 要：电气设 备在 我们 工作及 日常 生 活 中应 用极 为广 泛。但 是。在 电气设 备 的使 用过 程 中，由于许 多原 因，还 可能会 发生 火 灾和爆 炸 这类事 故，从 而给 我们 造 成损 失。因此，必须采 取相 应 的措 施，预 防 火灾和爆炸等事故的发生，保证仪器设备及人 身安全，保证 系统正常安全运行。关键 词：电气设 备；防 火；

2、防爆；措 施；电孤；电火花 El e c t r i c a l Eq u i p m e n t F i r e Pr o t e c t i o n a n d Ex p l o s i o n p r o o f M e a s ur e a n d M e t h o d L v J u n x i a Pe i Ba n g f u (H e n a np o l yt e c h n i c a l I n s t i t u t e，Na n y a n gH e n a n 4 7 3 0 0 9)Ab s t r a c t：Th e e l e c t r i c al e

3、 q ui p me n t wo r k s a n d t h e d a i l y l i f e a p p l i c a t i o n i n U S i s e x t r e me l y wi d e s p r e a dBu t，i n e l e c t ric a l e q u i p me n t u s e p r o c e s s，a s a r e s u l t o f man y r e a s o n s，b u t a l s o p o s s i b l y c a n h a v e t h e fir e a n d e x p l o

4、 d e t h i s k i n d o f a c c i d e n t，t hu s c a u s e s t h e l o s s e s t o U STh e r e f o r e，mu s t t a k e t h e c o r r e s p o n d i n g me a s u r e，a c c i d e n t t h e a n d S O o n fir e p r e v e n t i n g a n d d e t o n a t i o n o c c u r r e n c e，g u a r a n t e e s t h e i n

5、s t r u me n t a t i o n e q u i p me n t a n d t h e p e r s o n a l s a f e t y，t h e gu a r a n t e e s y s t e m n o r mal s a f e o p e r a t i o n Ke y wo r d s：e l e c t ric al e q u i p me n t；fir e p r o t e c t i o n；e x p l o s i o np r o o f；me a s u r e；e l e c t ric a r c；e l e c t ric

6、 s p a r k 0 引言 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

7、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

8、计、制 造和施 工方 面 的原 因外，还有 在 运行 中产 收稿 日期：2 0 0 9 0 1 0 9 作者简介：吕俊霞(1 9 6 3 一)，女，河南新乡人，河南工业职业技术学院 电气工程系讲师，从事 电工 电子教学工作。5 0 2 0 0 9年 3月)c j-与 照 明 第 3 3卷 第1期 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

9、 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，

10、也 可能 是 运 行 中误 操 作 造 成 弧光短 路。还 有 小 动物 误 人 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

11、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

12、 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 0 0 0。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 问

13、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

14、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

15、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

16、 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 5】2 0 0 9年 3月 灯 与 照 明 第 3 3卷 第 1期 定 电压，低 压供 电线路 不应 低于 5 0 0 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

17、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 3 1 合理布 置 电气 设备 合理地布置电气设备，是 防火防爆 的重要措施 之一。应 该考 虑 以下 几点。室外 变配 电站 与建 筑物、堆 场、储 室 的防

18、 火 间距 应满足 G B J 1 6-8 7(建筑设计防火规范 的规定。装置 的变 配 电室 应满 足 G B 5 0 1 6 0-9 2(石油 化工 企业 设计 防火 规范 的规定。G B 5 0 0 5 8-9 2(爆炸和火灾危险环境 电力装置设 计规范 还规定：l O k v以下 的变、配 电室，不应设在 爆炸和火灾危险场所的下风向。变、配电室与建筑物 相毗邻 时，其 隔墙应是 非燃烧 材料；毗连 的变、配 电室 的门应 向外开，并通 向无火 灾爆 炸危 险场所 方 向。接地(或接零)应符合规范要求。3 2保证 安全供 电的 措施 安 全供 电是保 证工农 业生 产 的重要 环节。电气

19、 设备 运行 中的 电压、电流、温 度等参 数 不应 超 过额定 允许 值。特别 要注 意线 路 的接 头或 电气设 备 进 出线连接 处 的发热 情况。在 有气 体 或蒸 汽 爆炸 混合物 的环境 中，电气 设 备 表 面 温 度 和 温 升应 符合 规定 的要求。在 有粉尘 或纤 维爆 炸 性混 合物 的环 境 中，电气设备表面温度一般不应该超过 1 2 5 c【=。应 保持电气设备清洁，尤其在纤维、粉尘爆炸混合物环 境 的电气设 备，要经 常进行 清扫，以免堆 积 的脏 污 和 灰尘 导致 火灾危 险。在爆 炸 危 险 区 域，导线 允 许 载 流量 不 应 该 低 于 导线 熔 断器额

20、定 电流的 1 2 5 倍、自动 开 关延 时脱 扣 器整定电流的 1 2 5倍。1 k V以下 鼠笼 电动机干线 允 许 载 流 量 不 应 小 于 电动 机 额 定 电 流 的 1 2 5倍。1 k V 以上的线路应按短路电流热稳定进行校验。电气设备通风应满足相关的要求。5 2 4 电气 照 明 电气 线 路及 加 热 设 备 的 防火 防爆 4 1 电气 照明 的防火 防爆 电气 照 明灯 具 在 生 产 和生 活 中使 用 极 为普 遍，人们 容 易 忽 视 其 防 火 安 全。电气 照 明 灯 具 在 工 作 时，玻璃 灯泡、灯 管、灯 座 等表面 温度 都较 高，若灯 具 选用 不

21、 当或 发 生故 障，会 产生 电火 花 和 电 弧。接 点 接 触不 良，局 部 产 生 高 温。导 线 和灯 具 的过 载 和 过 压会引起导线发 热，使绝缘破坏，短路和灯具爆炸，继 而导致 可燃 气 体 和 可燃 气 体 蒸 汽、落 尘 的燃 烧 和 爆 炸。白炽灯：在散 热 良好 的情 况下，白炽灯 泡 的表 面 温度与其功率大小有关。在散热不 良的情况下，灯 泡的表面温度会更高。灯泡功率越大，升 温的速度 也 越快；灯泡 距离 可燃物 越近，引燃 时间就 越短。此外，白炽灯 耐 震 性 差，极 易 破 碎，破 碎 后 高 温 的玻璃 片和 高温 的灯丝溅 落在 可 燃物 上 或接 触

22、 到可 燃 气体，都 可能 引起火 灾。荧 光灯：荧 光 灯 的镇 流器 由铁 心 线 圈组 成。正 常工作 时，镇 流 器 本 身 也 耗 电，所 以具 有 一 定 的 温 度。若散热条件不好，或与灯管配合不合理，以及其 他附 件故 障时，其 内部 温升会 破 坏线 圈绝 缘，形 成 匝 间短 路，产 生高 温和 电火花。高压 汞 灯：正 常 工作 时 高 压 汞灯 表 面 温 度虽 比 白炽灯要低，但 因其功率 比较大，不仅温升速度快，发 出的热量 也 大。如 4 0 0 W 高 压 汞 灯，表 面 温 度 可 达 1 8 0 2 5 0，其 火灾 危险 程 度 与功 率 2 0 0 W

23、的 白 炽灯 相 当。高 压汞灯 镇流器 的火 灾危 险性 与 荧 光灯 镇 流器相 似。卤钨灯：卤钨灯 工 作 时 维持 灯 管 点 燃 的 最低 温 度 为 2 5 0。1 0 0 0 W 卤钨 灯 的 石 英玻 璃 管外 表 温 度可 达 5 0 08 0 0 c I=，而 其 内 壁 的 温 度 更 高，约 为 1 0 0 0。因此，卤钨 灯 不 仅 能 在 短 时 间 内烤 燃 接 触 灯 管较 近 的可 燃 物，其 高 温 辐 射 还 能将 距 离 灯 管 一 定距离的可燃物烤燃。所以它的火灾危险性 比别的 照明灯 具更 大。4 2电气 线路 的防火 防爆 电气 线 路往 往 因短

24、 路、过 载 和接 触 电阻 过 大 等 原 因产生 电火 花、电弧，或 因 电 线、电缆 达 到 高 温 而 发生火灾，其主要原因如下：电气线路短路起火。电气线路 由于意外故障可 造成两相相碰而短路。短路时电流会 突然增大，这 就是短路电流。一般有相间短路和对地短路两种。2 0 0 9年 3月 灯 与 照 明 第 3 3卷 第 l期 根据欧姆定律，短路时瞬间放电发热相当大。其 热 量不仅 能将绝缘 烧毁，使金属 导线 熔化，也 能将 附 近 易燃 易爆物 品引燃 引爆。电气线路 过负荷。电气 线路 允许 连续 通过 而 不 致 于使 电线过 热 的电流称 为额定 电流。如果 超过 额 定 电

25、流 就叫过 载 电流。过 载 电 流通 过 导 线 时，温 度 相应增高。一般导线最高允许温度为 6 5，长时间 过载 的导线其 温 度 就会 超 过 允 许 温度，会 加 快 导 线 绝缘老 化，甚 至损 坏，从 而 引 起 短路 产 生 电 火 花、电 弧。4 3 电加 热设备 的防火 防爆 电热设备是把电能转换为热能的一种设备。它 的种类 繁多，用 途很 广，常用 的有 工业 电炉、电烘 房、电烘箱、电烙铁、机 械材料 的热处理 炉等。引起 电 热设 备 火灾 的原 因，主要 是 加 热温 度 过 高，电热设备 选 用 导线 截 面 积 过小 等。当导 线 在 一 定时 间内流过 的 电

26、 流超 过 额 定 电流 时，同样 会 造 成 绝缘的损坏而导致短路起火，引起火灾。5 小 结 综上所述，只要我们根据 电气设备的具体情况，采取 相应 的预 防措 施，就 能够 尽 量 减少 电气 设 备 火 灾 或爆 炸 事故 的发 生，从而 保 障人身 及设 备 的安全，使 电力更 好地为我 们 的工 作和 日常生 活服务。参考文献：1 刘鸿 国 电气火灾预防检测 技术 M 北京：中国电力 出 版社，2 0 0 6 2 张庆河 电气与静 电安 全 M 北京：中 国石 化 出版 社，2 0 o 5 3 陆荣华 电气 安全技术手册 M 北京：中国建筑 工业 出 版社，1 9 9 9 4 谈文华

27、，万载扬 实 用电气安全技 术 M 北 京：机 械工 出 版社。1 9 9 8 (上接 第 4 6页)3 3 电脑灯 的单 元负载(U n i t s o f L o a d)根 据 D M X 5 1 2协议标 准，每 个 D MX接 口在 所 控 制灯具 的总 通 道 数不 超 过 5 1 2个 的前 提 下，最 多 只 能控制 3 2个单 元 负 载。当 电脑 灯、硅 箱、换 色 器 或 其 他支持 D M X 5 1 2 控 制 协议 的 灯光 设 备 多 于 3 2个，但 控制通 道总数 远未达 到 5 1 2个 时，可 采 用 D MX分 配器，将 一路 D MX信号 分成 多个

28、D MX支 路，一 方 面 便 于就 近连接 灯 架上 的各 灯光 设 备，另 一 方 面 每个 支 路均 可驱 动 3 2个 单 元 负载。不 过属 于同 一 D M X 链 路上 的各 D MX支路 所 控 制 的通 道 总 数 仍 不能 超 过 5 1 2个。3 4 DMX终端器 f DMX T e r mi n a t o r)D M X终端器 是一 个 接 在 每一 D M X支路 最 后 一 台灯 光设备 D M X输 出接 口上 的卡侬 口连 接 器，连 接 器要 连接 一 只阻值 1 2 0 Q、功率 1 W 左 右的 电阻 器，使每 一 D M X支路 的末 端 处 于闭合

29、状 态。由于 D MX 控制 脉冲频率 较 高，当传 输线 路 不 通 时具 有 原 路 返 回的天性，这 样，原 路返 回的信 号会 和后 来 的信号 相 叠加，极 易造 成 D M X控 制 指令 产 生误 码，使 电脑 灯 不 能正常 解 码，出现 动作 错 误 或 控 制 失 灵 的现 象。因此，在最后 一 台电脑灯 的 D M X输 出接 口上接 入 一 个终端 器，有利于保 证电脑 灯的稳定 工作。4 小 结 和传统 的模 拟 调 光 系统 相 比，基 于 D MX S 1 2控 制协议 的数字灯 光系 统，以其 强 大的 控制 功能 给大、中型影 视演播室 和综 艺舞 台的灯光

30、效果 带来 了翻天 覆地 的变 化。但 是 D MX 5 1 2灯 光控 制标 准 也有 一些 不足，比如速 度还 不 够 快，传输 距 离 还 不够 远，布线 与初始设 置 随系统 规模 的 变 大 而变 得 过 于繁 琐 等，另外控 制数据 只 能 由控 制 端 向受 控 单 元单 向传 输，不能检测 灯具 的工 作 情 况 和在 线 状 态，容 易 出现 传 输错误。后来 经 过修 订 完 善 的 D MX 5 1 2一A标 准 支 持双 向传 输，可以 回传灯 具 的错误 诊断 报告 等信 息，并 兼容所 有 符 合 D M X 5 1 2标 准 的 灯光 设 备。另 外，有些 灯光设 备 的解 码 电路支 持 1 2位及 1 2位 数据 扩 展 模式，可 以获得 更为精 确 的控制。参考文献：1 h t t p：w,c w u s i t t o r g S t a n d a r d s D M X 5 1 2 F A Q h t m l 2 h t t p：H e n w i k i p e d i a o r g w i k i D M X 5 1 2 一A 3 李宏虹 现代 电影照 明 M 北京：中国广播 电视 出版 社 2 0 0 5 5 3