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安全工程師《安全生產(chǎn)技術(shù)》考點:電氣火災(zāi)與爆炸
考生在備考時,必須熟悉考試的試題特點,明確備考方向和重點。下面是YJBYS小編為考生整理的安全工程師《安全生產(chǎn)技術(shù)》考點,供大家參考學(xué)習(xí),預(yù)?忌鷤淇汲晒。
電氣火災(zāi)爆炸是由電氣引燃源引起的火災(zāi)和爆炸。電氣裝置在運行中產(chǎn)生的危險溫度、電火花和電弧是電氣引燃源主要形式。在爆炸性氣體、爆炸性粉塵環(huán)境及火災(zāi)危險環(huán)境。電氣線路、開關(guān)、熔斷器、插座、照明器具、電熱器具、電動機(jī)等均可能引起火災(zāi)和爆炸。油浸電力變壓器、多油斷路器等電氣設(shè)備不僅有較大的火災(zāi)危險,還有爆炸的危險。在火災(zāi)和爆炸事故中,電氣火災(zāi)爆炸事故占有很大的比例。從我國一些大城市的火災(zāi)事故統(tǒng)計可知,就引起火災(zāi)的原因而言,電氣原因已居首位。
l電氣引燃源
作為火災(zāi)和爆炸的電氣引燃源,電氣設(shè)備及裝置在運行中產(chǎn)生的危險溫度、電火花和電弧是電氣火災(zāi)爆炸的要因。
(1)危險溫度
形成危險溫度的典型情況如下:
1)短路。指不同的電位的導(dǎo)電部分之間包括導(dǎo)電部分對地之間的低阻性短接。發(fā)生短路時,線路中電流增大為正常時的數(shù)倍乃至數(shù)十倍,由于載流導(dǎo)體來不及散熱,溫度急劇上升,除對電氣線路和電氣設(shè)備產(chǎn)生危害外,還形成危險溫度。短路的暫態(tài)過程會產(chǎn)生很大的沖擊電流,在流過設(shè)備的瞬間產(chǎn)生很大的電動力,造成電氣設(shè)備損壞。
電氣設(shè)備安裝和檢修中的接線和操作錯誤,可能引起短路;運行中的電氣設(shè)備或線路發(fā)生絕緣老化、變質(zhì);或受過度高溫、潮濕、腐蝕作用;或受到機(jī)械損傷等而失去絕緣能力,可能導(dǎo)致短路。由于外殼防護(hù)等級不夠,導(dǎo)電性粉塵或纖維進(jìn)入電氣設(shè)備內(nèi)部,也可能導(dǎo)致短路。因防范措施不到位,小動物、霉菌及其他植物也可能導(dǎo)致短路。由于雷擊等過電壓、操作過電壓的作用,電氣設(shè)備的絕緣可能遭到擊穿而短路。
2)過載。電氣線路或設(shè)備長時間過蛾也舍導(dǎo)致溫度異常上升,形成引燃源。過載的原因主要有如下幾種情況。
、匐姎饩路或設(shè)備設(shè)計選型不合理,或沒有考慮足夠的裕量,以致在正常使用情況下出現(xiàn)過熱。
電氣設(shè)備或線路使用不合理,負(fù)載超過額定值或連續(xù)使用時間過長,超過線路或設(shè)備的設(shè)計能力,由此造成過熱。
?設(shè)備故障運行造成設(shè)備和線路過負(fù)載,如三相電動機(jī)單相運行或三相變壓器不對稱運行均可能造成過負(fù)載。
、茈姎饣芈分C波能使線路電流增大而過載。如三相四線制電路三次及其奇數(shù)倍諧波電流會引起中性線過載危險。由于各相三次諧波電流在中性絨上相位相同而互相疊加。如果三相負(fù)載不平衡,中性線再疊加上不平衡電流后發(fā)熱將更為嚴(yán)重。在非線性負(fù)載日益增多,能產(chǎn)生大量三次諧波的氣體放電燈等非線性負(fù)載大量使用的情況下,中性線的嚴(yán)重過載將帶來火災(zāi)的隱患。
產(chǎn)生三次諧波的設(shè)備主要有:節(jié)能燈、熒光燈、計算機(jī)、變頻空調(diào)、微波爐、鎮(zhèn)流器、焊接設(shè)備、UPS電源等。如節(jié)能熒光燈,困燈管內(nèi)電弧的負(fù)阻特性產(chǎn)生的諧波電流主要為三次諧波電流。
3)漏電。電氣設(shè)備或線路發(fā)生漏電時,因其電流一般較小,不能促使線路上的熔斷器的熔絲動作。一般當(dāng)漏電電流沿線路比較均勻地分布,發(fā)熱量分散時,火災(zāi)危險性不大。而當(dāng)漏電電流集中在某一點時,可能引起比較嚴(yán)重的局部發(fā)熱,引燃成災(zāi)。
4)接觸不良。電氣線路或電氣裝置中的電路連接部位是系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié),是產(chǎn)生危險溫度的主要部位之一。
電氣接頭連接不牢、焊接不良或接頭處夾有雜物,都會增加接觸電阻而導(dǎo)致接頭過熱。刀開關(guān)、斷路器、接觸器的觸點、插銷的觸頭等,如果沒有足夠的接觸壓力或表面粗糙不平等。均可能增大接觸電阻,產(chǎn)生危險溫度。對于銅、韜接頭,由于銅和鋁的理化性能不同,接觸狀態(tài)會逐漸惡化,導(dǎo)致接頭過熱。
5)鐵心過熱。對于電動機(jī)、變壓器、接觸囂等帶有鐵心的電氣設(shè)備,如果鐵心短路(片間絕緣破壞)或線圈電壓過高,由于渦流損耗和磁滯損耗增加,使鐵損增大,將造成鐵心過熱并產(chǎn)生危險溫度。
6)散熱不良。電氣設(shè)備在運行時必須確保具有一定的散熱或通風(fēng)措施。如果這些措施失效,如通風(fēng)道堵塞、風(fēng)扇損壞、散熱油管堵塞、安裝位置不當(dāng)、環(huán)境溫度過高或距離外界熱源太近等,均可能導(dǎo)致電氣設(shè)備和線路過熱。
7)機(jī)械故障。由交流異步電動機(jī)拖動的設(shè)備,如果轉(zhuǎn)動部分被卡死或軸承損壞,造成堵轉(zhuǎn)或負(fù)載轉(zhuǎn)矩過太,都會因電流顯著增大而導(dǎo)致電動機(jī)過熱。交流電磁鐵在通電后,如果銜鐵被卡死,不能吸合,則線圈中的大電流持續(xù)不降低,也會造成過熱。由電氣設(shè)備相關(guān)的機(jī)械摩擦導(dǎo)致的發(fā)熱。
8)電壓異常。相對于額定值,電壓過高和過低均屬電壓異常。電壓過高時,除使鐵心發(fā)熱增加外,對于恒阻抗設(shè)備,還會使電流增大而發(fā)熱。電壓過低時,除可能造成電動機(jī)堵轉(zhuǎn)、電磁鐵銜鐵吸合不上,使線圈電流大大增加而發(fā)熱外,對于恒功率設(shè)備,還會使電流增大而發(fā)熱。
9)電熱器具和照明器具。其正常情況下的工作溫度就可能形成危險溫度,如:電爐電阻絲工作溫度為800℃,電熨斗為500—600℃,白熾燈燈絲為2 000—3 000℃,100w白熾燈泡表面為170一220℃。
10)電磁輻射能量。在連續(xù)發(fā)射或脈沖發(fā)射的射頻(9 kHz一60 GHz)源的作用下,可燃物吸收輻射能量可能形成危險溫度。
(2)電火花和電弧
電火花是電極間的擊穿放電,電弧是大量電火花匯集而成的。在切斷感性電路時,斷路器觸點分開瞬間,在觸點之間的高電壓形成的電弧作用及觸點上的高溫引起熱電子發(fā)射,使斷開的觸點之間形成密度很大的電子流和離子流,形成電弧和電火花,電弧形成后的弧柱溫度可高達(dá)6 000—7 000℃,甚至10 000℃以上,不僅能引起可燃物燃燒,還能使金屬熔化、飛濺,構(gòu)成危險的火源。在有爆炸危險的場所,電火花和電弧是十分危險的因素。
電火花和電弧分為工作電火花及電弧、事故電火花及電弧。
1)工作電火花及電弧。指電氣設(shè)備正常工作或正常操作過程中所產(chǎn)生的電火花。例如:刀開關(guān)、斷路器、接觸器、控制器接通和斷開線路時會產(chǎn)生電火花;插銷拔出或插入時的火花;直流電動機(jī)的電刷與換向器的滑動接觸處、繞線式異步電動機(jī)的電刷與滑環(huán)的滑動接觸處也會產(chǎn)生電火花等。切斷感性電路時,斷口處火花能量較大,危險性也較大。當(dāng)該火花能量超過周圍爆炸性混合物的最小引燃能量時,即可能引起爆炸。
2)事故電火花及電弧。包括線路或設(shè)備發(fā)生故障時出現(xiàn)的火花。如絕緣損壞、導(dǎo)線斷線或連接松動導(dǎo)致短路或接地時產(chǎn)生的火花;電路發(fā)生故障,熔絲熔斷時產(chǎn)生的火花;沿絕緣表面發(fā)生的閃絡(luò)等。
電力線路和電氣設(shè)備在投切過程中由于受感性和容性負(fù)荷的影響,可能會產(chǎn)生鐵磁諧振和高次諧波,并引起過電壓,這個過電壓也會破壞電氣設(shè)備絕緣造成擊穿,并產(chǎn)生電弧。
事故火花還包括由外部原因產(chǎn)生的火花,如雷電直接放電及二次放電火花、靜電火花、電磁感應(yīng)火花等。
除上述外,電動機(jī)轉(zhuǎn)子與定子發(fā)生摩擦(掃膛),或風(fēng)扇與其他部件相碰也都會產(chǎn)生火花,這是由碰撞引起的機(jī)械性質(zhì)的火花。
2電氣裝置及電氣線路發(fā)生燃爆
(1)油浸式變壓器火災(zāi)爆炸。變壓器油箱內(nèi)充有大量的用于散熱、絕緣、防止內(nèi)部元件和材料老化以及內(nèi)部發(fā)生故障時熄滅電弧作用的絕緣油。變壓器油的閃點在130一140℃之間。變壓器發(fā)生故障時,在高溫或電弧的作用下,變壓器內(nèi)部故障點附近的絕緣油和固態(tài)有機(jī)物發(fā)生分解,產(chǎn)生易燃?xì)怏w。如故障持續(xù)時間過長,易燃?xì)怏w愈來愈多,使變壓器內(nèi)部壓力急劇上升,若安全保護(hù)裝置(氣體繼電器、防爆管等)未能有效動作時,會導(dǎo)致油箱炸裂,發(fā)生噴油燃燒。燃燒會隨著油流的蔓延而擴(kuò)展,形成更大范圍的火災(zāi)危害。造成停電、影響生產(chǎn)等重大經(jīng)濟(jì)損失、甚至造成人員的傷亡等重大事故。
除油浸變壓器外,多油斷路器等充油設(shè)備也可能發(fā)生爆炸。充油設(shè)備的絕緣油在高溫電弧作用下氣化和分解,噴出大量油霧和可燃?xì)怏w,還可引起空間爆炸。
(2)電動機(jī)著火。異步電動機(jī)的火災(zāi)危險性是由于其內(nèi)部和外部的諸如制造工藝和操作運行等種種原因造成的。其原因主要有:電源電壓波動、頻率過低;電機(jī)運行中發(fā)生過載、堵轉(zhuǎn)、掃膛(轉(zhuǎn)子與定子相碰);電機(jī)絕緣破壞,發(fā)生相間、匝間短路;繞組斷線或接觸不良;以及選型和啟動方式不當(dāng)?shù)取?/p>
三相異步電動機(jī)如果發(fā)生某相斷線,則形成了缺相運行。此時,電動機(jī)繞組中的電流會明顯上升,但又達(dá)不到保護(hù)電動機(jī)的熔斷器的熔斷電流值。因此,大電流長時間作用引起定子繞組過熱,導(dǎo)致電動機(jī)燒毀。
異步電動機(jī)形成引燃的主要部位是繞組、鐵心和軸承以及引線。其原因既有電氣方面的原因也有機(jī)械方面的原因。而它們往往不是孤立的,電氣原因可能引起機(jī)械方面的故障或事故,反之亦然,有時呈互為因果的惡性循環(huán)。
(3)電纜火災(zāi)爆炸。當(dāng)導(dǎo)線電纜發(fā)生短路、過載、局部過熱、電火花或電弧等故障狀態(tài)時,所產(chǎn)生的熱量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常狀態(tài);馂(zāi)案例表明,有的絕緣材料是直接被電火花或電弧引燃;有的絕緣材料是在高溫作用下,發(fā)生自燃;有的絕緣材料是在高溫作用下,加速了熱老化進(jìn)程,導(dǎo)致熱擊穿短路,產(chǎn)生的電弧,將其引燃。
電纜火災(zāi)的常見起因如下:
1)電纜絕緣損壞。
2)電纜頭故障使絕緣物自燃。
3)電纜接頭存在隱患。
4)堆積在電纜上的粉塵起火。
5)可燃?xì)怏w從電纜溝竄入變、配電室。
6)電纜起火形成蔓延
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