第四章電氣防火與防爆

本章學習要點：

1、掌握電氣火災發生的原因；

2、熟練掌握電氣防火防爆預防措施；

3、熟練掌握電氣火災的滅火原理及撲救方法。

火災和爆炸可以造成重大經濟損失，而且往往造成人身傷亡和設備毀壞。電氣火災和爆炸事故中占有很大的比例。僅就電氣火災而言，不論是發生頻率不是所造成的經濟損失，在火災中所占的比例都呈逐年上升的趨勢。第一節電氣火災和爆炸的原因

電氣火災與爆炸的原因很多。除設備缺陷、安裝不當等設計和施工方面的原因外，電氣設備過熱和電火花、電弧是引起電氣火災與爆炸的直接原因。一、電氣設備過熱實際中常見引起電氣設備過熱的情況有：

1、短路發生短路時，線路中的電流增大為正常時的幾倍甚至幾十倍，而產生的熱量又與電流的平方成正比，使得溫度急劇上升，大大超過允許范圍。

引起短路的原因主要有：當電氣設備的絕緣老化變質，或受到高溫、潮濕或腐蝕的作用而失去絕緣能力時，即可能引起短路；絕緣導線直接纏繞、勾掛在鐵釘或鐵絲上時等。

2、過載過載會引起電氣設備發熱，造成過載的原因有：選用線路或設備不合理，使用不合理。

3、接觸不良（1）銅鋁接頭，易因電解而腐蝕，導致接頭過熱。（2）活動接頭。

（3）不可拆卸的接頭連接不牢、焊接不良或接頭混有雜質；（4）可拆卸的接頭連接不緊或由于震動而松動。

4、鐵芯發熱變壓器、電動機的鐵芯，如設計制造不合理，絕緣損壞或承受長時間過電壓，其渦流和磁滯損耗將增加而使設備過熱。

5、散熱不良的各種電氣設備在設計和安裝都要考慮有一定的散熱和通風措施。二、電火花和電弧電火花是電極間的絕緣被擊穿放電，電弧是大量的電火花匯集而成的。一般電火花的溫度都很高，特別是電弧，溫度可高達8000℃。因此，電火花和電弧不僅能引起可燃物燃燒，還能使金屬熔化、飛濺，構成危險的火源。電火花大體上可分為兩類，為工作火花和事故火花。

工作火花是指電氣設備正常工作時或正常操作過程中產的火花。事故火花是指線路或設備發生故障時出現的火花。如發生短路或接地時出現的火花、絕緣損壞時出現的閃光，導線連接松脫時產生的火花等。

第二節危險物質和危險環境

爆炸性物質、可燃性氣體、可燃液體、自燃物質、遇水燃燒物質、易燃固體、氧化劑等都屬于有爆炸和火災危險的物質。本節所說的危險物質是指在大氣條件下，能與空氣混合形成爆炸性混合物的氣體、蒸氣、薄霧、粉塵或纖維。一、危險物質的性能參數這些性能參數包括：閃點、燃點、引燃溫度、爆炸極限、最小點燃電流比等。

閃點：在規定的試驗條件下，易燃液體能釋放出足夠的蒸氣并在液面上方與空氣形成爆炸性混合物，點火時能發生閃燃(一閃即滅)的最低溫度。

閃點越低者危險性越大。

燃點：燃點是物質在空氣中點火時發生燃燒，移去火源仍能繼續燃燒的最低溫度。對于閃點不超過45℃的易燃液體，燃點僅比閃點高1～5℃，一般只考慮閃點，不考慮燃點。引燃溫度：引燃溫度又稱自燃點或自燃溫度，是指在規定試驗條件下，可燃物質不需要外來火源即發生燃燒的最低溫度。

爆炸極限：爆炸極限通常是指爆炸濃度極限。它是在一定的溫度和壓力下，氣體、蒸氣、薄霧或粉塵、纖維與空氣形成的能夠被引燃并傳播火焰的濃度范圍。該范圍的最低濃度稱為爆炸下限、最高濃度稱為爆炸上限。最小點燃電流比：最小點燃電流比(MICR)是指在規定試驗條件下，氣體、蒸氣、薄霧等爆炸性混合物的最小點燃電流與甲烷爆炸性混合物的最小點燃電流之比。

最大試驗安全間隙：最大試驗安全間隙(MESG)，是衡量爆炸性物品傳爆能力的性能參數，是指在規定試驗條件下，兩個經間隙長為25mm連通的容器，一個容器內燃爆時不致引起另一個容器內燃爆的最大連通間隙。二、氣體、蒸氣爆炸危險環境的分類根據爆炸性氣體混合物出現的頻繁程度和持續時間將此類危險環境分為0區、1區和2區。危險區域的大小受通風條件、釋放源特征和危險物品性能參數的影響。

(1)0區。指正常運行時連續出現或長時間出現或短時間頻繁出現的爆炸性氣體、蒸氣或薄霧的區域。除了裝有危險物質的封閉空間（如密閉的容器、儲油罐等內部氣體空間）外，很少存在0區。(2)1區。指正常運行時可能出現（預計周期性出現或偶然出現）的爆炸性氣體、蒸氣或薄霧的區域。(3)2區。指正常運行時不出現，即使出現也只可能是短時間偶然出現的爆炸性氣體、蒸氣或薄霧的區域。

三、粉塵、纖維爆炸危險環境的分類根據爆炸性氣體的頻繁程度和持續時間，將此類危險環境分為10區和11區。(1)10區。指正常運行時連續或長時間或短時間頻繁出現爆炸性粉塵、纖維的區域。(2)11區。指正常運行時不出現，僅在不正常運行時短時間偶然出現爆炸性粉塵、纖維的區域。四、火災危險環境的分類火災危險環境分為21區、22區和23區，與舊標準的H-1級、H-2級和H-3級火災危險場所一一對應，分別為有可燃液體、有可燃粉體和有可燃固體存在的火災危險環境。

爆炸危險環境使用的電氣設備，結構上應能防止在使用中產生火花、電弧或危險溫度而成為安裝地點爆炸性混合物的引燃源。

1、防爆電氣設備

(1)隔爆型具有隔離外殼的電氣設備，能把點燃爆炸性混合物的部件封閉在一個外殼內。該外殼能承受內部爆炸性混合物的爆炸壓力并阻止其向周圍爆炸性混合物傳爆。

第三節防爆電氣設備和防爆電氣線路

(2)增安型在正常運行條件下，不會產生點燃爆炸性混合物的火花或危險溫度，并在結構上采取措施，提高其安全程度，以避免在正常運行條件下和規定的過載條件下出現點燃爆炸性混合物的火花或危險溫度。(3)充油型全部或某些帶電部件浸在油中，使之不能點燃油面以上或外殼周圍的爆炸性混合物。(4)充砂型外殼內充填細顆粒材料，以便在規定使用條件下，外殼內產生的電弧、火焰傳播，殼壁或顆粒材料表面的過熱溫度，均不能點燃周圍的爆炸性混合物。

(5)本質安全型在正常運行情況下或標準試驗條件下所產生的火花或熱效應，均不能點燃爆炸性混合物。(6)通風充氣型或正壓型具有保護外殼，且殼內充有保護氣體，其壓力保持高于周圍爆炸性混合物氣體的壓力，以避免外部爆炸性混合物進入外殼內部。(7)無火花型在正常運行時，不會出現火花，電弧和高溫表面的電氣設備，適用于2區。(8)特殊型上述各種類型以外的或由下述兩種以上形式組合成的電氣設備。

二、防爆電氣設備的選用應當根據安裝地點的危險等級、危險物質的組別和級別、電氣設備的種類和使用條件選用爆炸危險環境的電氣設備。

在爆炸危險的環境，應盡量少用或不用攜帶式電氣設備，應盡量少安裝電源插座。

1、氣體、蒸氣爆炸危險環境的電氣設備

外殼防護等級（IP代碼）是將產品依其防塵、防止外物侵入、防水、防濕氣之特性加以分級。這里所指的外物包含工具、人的手指等均不可接觸到燈具內之帶電部分，以免觸電。它一般是由兩個數字所組成，第一個數字表示產品防塵、防止外物侵入的等級；第二個數字表示產品防濕氣、防水侵入的密閉程度。數字越大，表示其防護等級越高。如：外殼防護等級（IP代碼）示例如：IPXX，防塵等級(第一個X表示)0：沒有保護1：防止大的固體侵入2：防止中等大小的固體侵入3：防止小固體進入侵入4：防止物體大于1mm的固體進入5：防止有害的粉塵堆積6：完全防止粉塵進入防水等級(第二個X表示)0：沒有保護1：水滴滴入到外殼無影響2：當外殼傾斜到15度時，水滴滴入到外殼無影響3：水或雨水從60度角落到外殼上無影響4：液體由任何方向潑到外殼沒有傷害影響5：用水沖洗無任何傷害6：可用于船艙內的環境7：可于短時間內耐浸水（1m）8：于一定壓力下長時間浸水

三、防爆電氣線路爆炸危險環境中，電氣線路安裝位置的選擇、敷設方式的選擇、導體材質的選擇、連接方法的選擇等均應根據環境的危險等級進行。

1、爆炸危險環境的電氣線路（1）位置選擇應當在爆炸危險性較小或距離釋放源較遠的位置敷設電氣線路。

10KV及10KV以下的架空線路不得跨越爆炸危險環境；當架空線路與爆炸危險環境鄰近時，其間距離不得小于桿塔高度的1.5倍。

（2）配線方式

爆炸危險環境主要采用防爆鋼管配線和電纜配線。固定敷設的電力電纜應采用鎧裝電纜。

（3）導線材料爆炸危險環境宜采用交聯聚乙烯、聚乙烯、降氯乙烯或合成橡膠及有護套的電線。爆炸危險環境宜采用有耐熱、阻燃、耐腐蝕的絕緣電纜，不宜采用油浸紙絕緣電纜。（4）連接爆炸危險環境的電氣線路不得有非防爆型中間接頭。

電纜線路不得有中間接頭。

（5）允許載流量導線允許載流量不應小于熔斷器熔體額定電流和斷路器長延時過電流脫扣器整定電流的1.25倍或電動機額定電流的1.25倍。高壓線路應按短路電流進行熱穩定校驗。（6）隔離和密封敷設電氣線路的溝道以及保護管、電纜或鋼管在穿過爆炸危險環境等級不同的區域之間隔墻或樓板時，應用非燃性材料嚴密堵塞。

2、火災危險環境的電氣線路

使用絕緣導線或電纜的額定電壓不得低于電網額定電壓，最低不得低于500V.

第四節電氣防爆技術

電氣防火、防爆措施是綜合性的措施。其它防火、防爆措施對于防止電氣火災和爆炸也是有效的。一、消除或減少爆炸性混合物消除或減少爆炸性混合物包括采取封閉式作業。防止爆炸性混合物泄漏；清理現場積塵、防止爆炸性混合物積累；設計正壓室，防止爆炸性混合物侵入有引燃源的區域；采取開式作業或通風措施，稀釋爆炸性混合物；在危險空間充填惰性氣體或不活潑氣體，防止形成爆炸性混合物；

安裝報警裝置，當混合物中危險物品的濃度達到其爆炸下限的10%時報警等措施。二、隔離和間距危險性大的設備應分室安裝，并在隔墻上采取封堵措施。電氣裝置，特別是高壓、充油的電氣裝置應與爆炸危險區域保持規定的安全距離。變、配電站不應設在容易沉積可燃粉塵或可燃纖維的地方。三、消除引燃源主要包括以下措施：

1、按爆炸危險環境的特征和危險物的級別、

組別選用電氣設備和設計電氣線路。

2、保持電氣設備和電氣線路安全運行。在爆炸危險環境應盡量少用攜帶式設備和移動式設備。一般情況下不應進行電氣測量工作。四、爆炸危險環境接地爆炸危險環境接地應注意如下幾點：

1、應將所有不帶電金屬物件做等電位聯結。從防止電擊考慮不需接地（接零）者，在爆炸危險環境仍應接地（接零）。

2、如低壓由接地系統配電，應采用TN-S系統，不得采用TN-C系統。即在爆炸危險環境應將保護零線與工作零線分開。

3、如低壓由不接地系統配電，應采用IT系統，并裝有一相接地時或嚴重漏電時能自動切斷電源的保護裝置或能發出聲、光雙重信號的報警裝置。五、電氣滅火在撲滅火災的過程中，應注意防止觸電，注意防止充油設備爆炸。

1、如火災現場尚未停電，應設法切斷電源。切斷電源應注意以下問題：（1）切斷部位應選擇得當，不得因切斷電源影響疏散和滅火工作；（2）在可能的條件下，先卸去線路負荷，再切斷電源；

（3）因火燒、煙熏、水澆，電氣絕緣可能大大降低，切斷電源應配用絕緣工具；（4）應在電源側的電線支持點附近剪斷電線，防止電線斷落下來造成電擊或短路；（5）切斷電線時，應在錯開的位置切斷不同相的電線，防止切斷時發生短路。

2、為了防止觸電，應注意以下事項：（1）不得用泡沫滅火器帶電滅火。帶電滅火應采用干粉，二氧化碳、1211等滅火器。（2）人及所