電氣防火及防雷

1、第一節(jié)第一節(jié) 電氣火災(zāi)與爆炸的原因電氣火災(zāi)與爆炸的原因 電氣火災(zāi)與爆炸的原因很多，除設(shè)備缺陷、安裝不當(dāng)?shù)仍O(shè)計和施工電氣火災(zāi)與爆炸的原因很多，除設(shè)備缺陷、安裝不當(dāng)?shù)仍O(shè)計和施工方面的原因外，電氣設(shè)備過熱和電火花、電弧是引起電氣火災(zāi)與爆炸的方面的原因外，電氣設(shè)備過熱和電火花、電弧是引起電氣火災(zāi)與爆炸的直接原因。直接原因。一、電氣設(shè)備過熱一、電氣設(shè)備過熱常見引起電氣設(shè)備過熱的情況有： 短路、過載、接觸不良、鐵心發(fā)熱、散熱不良。二、電火花和電弧二、電火花和電弧 電火花大體分為工作火花和事故火花。工作火花是指電氣設(shè)備正常工作時或正常操作過程中產(chǎn)生的火花；事故火花是線路或設(shè)備發(fā)生故障時出現(xiàn)的火花。第二節(jié)第二

2、節(jié) 危險物質(zhì)和危險環(huán)境危險物質(zhì)和危險環(huán)境 危險物質(zhì)是指在大氣條件下，能與空氣混合形成爆炸性混合物的氣危險物質(zhì)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、蒸汽、薄霧、粉塵或纖維。所謂爆炸性混合物是指一經(jīng)點燃，即在體、蒸汽、薄霧、粉塵或纖維。所謂爆炸性混合物是指一經(jīng)點燃，即在充有混合物的范圍內(nèi)極為迅速地傳播燃燒的混合物。這類爆炸危險物質(zhì)充有混合物的范圍內(nèi)極為迅速地傳播燃燒的混合物。這類爆炸危險物質(zhì)分為三類：分為三類：類指礦井甲烷；類指礦井甲烷；類指爆炸性氣體、蒸氣、薄霧；類指爆炸性氣體、蒸氣、薄霧；類指類指爆炸性粉塵、纖維。爆炸性粉塵、纖維。 一、危險物質(zhì)的性能參數(shù)一、危險物質(zhì)的性能參數(shù)

3、 危險物質(zhì)的主要性能參數(shù)包括閃點、燃點、引燃溫度、爆炸極限、最小點燃電流。 閃點是在規(guī)定條件下，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(fā)生閃燃（一閃即滅）的最低溫度。閃點越低者危險性越大。 燃點是物質(zhì)在空氣中點火時發(fā)生燃燒，移去火源仍能繼續(xù)燃燒的最低溫度。 引燃溫度又稱自燃點或自燃溫度，是在規(guī)定條件下，可燃物質(zhì)不需外來火源即發(fā)生燃燒的最低溫度。 爆炸極限通常指爆炸濃度極限。該極限是指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。 四、粉塵、纖維爆炸危險環(huán)境的分類四、粉塵、纖維爆炸危險環(huán)境的分類 根據(jù)爆炸性混合物出現(xiàn)

4、的頻繁程度和持續(xù)時間將此類危險環(huán)境分為10區(qū)和11區(qū)。 五、火災(zāi)危險環(huán)境的分類五、火災(zāi)危險環(huán)境的分類 火災(zāi)危險環(huán)境分為21區(qū)、22區(qū)和23區(qū)分別為有可燃液體、有可燃粉塵或纖維和有可燃固體存在的火災(zāi)危險環(huán)境。三、氣體、蒸汽爆炸危險環(huán)境的分類三、氣體、蒸汽爆炸危險環(huán)境的分類 根據(jù)爆炸性氣體混合物出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時間將此類危險環(huán)境分為0區(qū)、1區(qū)和2區(qū)。危險區(qū)域的大小受通風(fēng)條件、釋放源特征和危險物品性能參數(shù)的影響。 爆炸危險區(qū)域的級別主要受釋放源特征和通風(fēng)條件的影響。爆炸危險區(qū)域的范圍和等級還與危險蒸汽密度等因素有關(guān)。二、危險物質(zhì)分組和分級二、危險物質(zhì)分組和分級 氣體、蒸汽危險物質(zhì)按引燃溫度分為六

5、組；按最小點燃電流比和最大試驗安全間隙分為三級。第三節(jié)第三節(jié) 防爆電氣設(shè)備和防爆電氣線路防爆電氣設(shè)備和防爆電氣線路 爆炸危險環(huán)境使用的電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)上應(yīng)能防止由于在使用中產(chǎn)生火爆炸危險環(huán)境使用的電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)上應(yīng)能防止由于在使用中產(chǎn)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?；ā㈦娀』蛭ｋU溫度而成為安裝地點爆炸性混合物的引燃源。一、防爆電氣設(shè)備一、防爆電氣設(shè)備 防爆電氣設(shè)備種類很多 ，主要有如下類型： 隔爆型、增安型、充油型、充砂型、本質(zhì)安全型、正壓型、無火花型、特殊型。二、防爆電氣設(shè)備選用二、防爆電氣設(shè)備選用 應(yīng)當(dāng)根據(jù)安裝地點的危險等級、危險物質(zhì)的組別和級別、電氣設(shè)備的種類和使用條

6、件選用爆炸危險環(huán)境的電氣設(shè)備。所選用電氣設(shè)備的組別和級別不應(yīng)低于該環(huán)境中危險物質(zhì)的組別和級別。當(dāng)存在兩種以上危險物質(zhì)時，應(yīng)按危險程度較高的危險物質(zhì)選用。 在爆炸危險環(huán)境，應(yīng)盡量少用或不用攜帶式電氣設(shè)備，應(yīng)盡量少安裝插銷座。三、防爆電氣線路三、防爆電氣線路 在爆炸危險環(huán)境和火災(zāi)危險環(huán)境，電氣線路的安裝位置、敷設(shè)方式、導(dǎo)線材質(zhì)、連接方法等均應(yīng)與區(qū)域危險等級相適應(yīng)。 1. 安裝位置 電氣線路應(yīng)當(dāng)敷設(shè)在爆炸危險性較小或距離釋放源較遠的位置。 2. 配線方式 爆炸危險環(huán)境電氣線路主要采用防爆鋼管配線和電纜配線。3. 導(dǎo)線材料 4. 連接爆炸危險環(huán)境的電氣線路不得有非防爆型中間接頭。 5. 允許載流量導(dǎo)線

7、允許載流量不應(yīng)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125倍或電動機額定電流的125倍。高壓線路應(yīng)按短路電流進行熱穩(wěn)定校驗。 6. 隔離和密封敷設(shè)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(huán)境等級不同的區(qū)域之間的隔墻或樓板時，應(yīng)用非燃性材料嚴(yán)密堵塞。 第四節(jié)第四節(jié) 電氣防火防爆技術(shù)電氣防火防爆技術(shù) 發(fā)生火災(zāi)和爆炸必須具備兩個條件：一是環(huán)境中存在足夠數(shù)量和濃發(fā)生火災(zāi)和爆炸必須具備兩個條件：一是環(huán)境中存在足夠數(shù)量和濃度的可燃性易燃易爆物質(zhì)；二是要有引燃或引爆的能源。上述又分別稱度的可燃性易燃易爆物質(zhì)；二是要有引燃或引爆的能源。上述又分別稱為危險源和火源。因此電氣防火防爆

8、應(yīng)著力于排除危險源和火源。為危險源和火源。因此電氣防火防爆應(yīng)著力于排除危險源和火源。一、消除或減少爆炸性混合物一、消除或減少爆炸性混合物 采取封閉式作業(yè)、清理現(xiàn)場積塵、設(shè)計正壓室、采取開式作業(yè)或通風(fēng)措施、在危險空間充填惰性氣體或不活潑氣體、安裝報警裝置。二、隔離和間距二、隔離和間距 危險性大的設(shè)備應(yīng)分室安裝，并在隔墻上采取封堵措施。變、配電室與爆炸危險環(huán)境或火災(zāi)危險環(huán)境毗連時，隔墻應(yīng)用非燃性材料制成；孔洞、溝道應(yīng)用非燃性材料嚴(yán)密堵塞；門、窗應(yīng)開向無爆炸或火災(zāi)危險的場所。 電氣裝置，特別是高壓、充油的電氣裝置應(yīng)與爆炸危險區(qū)域保持規(guī)定的安全距離。變、配電站不應(yīng)設(shè)在容易沉積可燃粉塵或可燃纖維的地方。

9、三、消除引燃源三、消除引燃源 主要包括以下措施： 1按爆炸危險環(huán)境的特征和危險物的級別、組別選用電氣設(shè)備和設(shè)計電氣線路。 2保持電氣設(shè)備和電氣線路安全運行。安全運行包括電流、電壓、溫升和溫度不超過允許范圍，包括絕緣良好、連接和接觸良好、整體完好無損、清潔、標(biāo)志清晰等。 在爆炸危險環(huán)境應(yīng)盡量少用攜帶式設(shè)備和移動式設(shè)備；一般情況下不應(yīng)進行電氣測量工作。四、保護接地四、保護接地 爆炸危險環(huán)境接地應(yīng)注意如下幾點： 1. 應(yīng)將所有不帶電金屬物件做等電位聯(lián)結(jié)。從防止電擊考慮不需接地（接零）者，在爆炸危險環(huán)境仍應(yīng)接地（接零）。 2. 如低壓由接地系統(tǒng)配電，應(yīng)采用TN一S系統(tǒng)，不得采用TN一C系統(tǒng)。即在爆炸危

10、險環(huán)境應(yīng)將保護零線與工作零線分開。 3. 如低壓由不接地系統(tǒng)配電，應(yīng)采用IT系統(tǒng)，并裝有一相接地時或嚴(yán)重漏電時能自動切斷電源的保護裝置或能發(fā)出聲、光雙重信號的報警裝置。 五、電氣滅火五、電氣滅火 電氣火災(zāi)有兩個不同于其他火災(zāi)的特點（1） 著火的電氣設(shè)備可能是帶電的，撲救時要防止人員觸電；（2）. 充油電氣設(shè)備著火后可能發(fā)生噴油火爆炸，造成火勢蔓延。 1. 先斷電后滅火 如火災(zāi)現(xiàn)場尚未停電，應(yīng)設(shè)法切斷電源。切斷電源應(yīng)注意以下問題：如火災(zāi)現(xiàn)場尚未停電，應(yīng)設(shè)法切斷電源。切斷電源應(yīng)注意以下問題：（1）切斷部位應(yīng)選擇得當(dāng)，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(fù)荷，再切斷電源

11、（3）因火燒、煙熏、水澆，電氣絕緣可能大大降低，切斷電源應(yīng)配用絕緣的工具；（4）應(yīng)在電源側(cè)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(yīng)在錯開的位置切斷不同相的電線，防止切斷時發(fā)生短路。 2. 帶電滅火的安全要求 （1）不得用泡沫滅火器帶電滅火；帶電滅火應(yīng)采用干粉、二氧化碳、1211等滅火器。 （2）人及所帶器材與帶電體之間保持足夠的安全距離：干粉、二氧化碳、1211等滅火器噴嘴至10kV帶電體的距離不得小于04m；用水槍帶電滅火時，宜采用噴霧水槍，水槍噴嘴應(yīng)接地，并應(yīng)保持足夠的安全距離。 （3）對架空線路等空中設(shè)備滅火時，人與帶電體之間的仰角不應(yīng)超過45，防止

12、導(dǎo)線斷落下來危及滅火人員的安全。 （4）如有帶電導(dǎo)線斷落地面，應(yīng)在落地點周圍畫警戒圈，防止可能的跨步電壓電擊。3. 充油設(shè)備滅火 充油設(shè)備外部著火時，可用干粉等滅火器及時滅火。如火勢較大，應(yīng)切斷電源，并可用水滅火。充油設(shè)備內(nèi)部著火時，除應(yīng)及時切斷電源外，建有事故儲油坑的應(yīng)設(shè)法將油放進儲油坑；可用噴霧水、泡沫等滅火。應(yīng)注意防止燃著的油流順電纜溝蔓延。電纜溝內(nèi)的油火可用泡沫覆蓋撲滅。第五節(jié)第五節(jié) 雷電的危害雷電的危害一、雷擊的主要對象一、雷擊的主要對象 1. 雷擊區(qū)的形成首先與地理條件有關(guān)。 2. 雷云對地放電地點與地質(zhì)結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。 3. 雷云對地的放電途徑總是朝著電場強度最大的方向推進，因此

13、如果地面上有較高尖頂建設(shè)物或鐵塔等，由于其尖頂處有較大的電場強度，所以，易受雷擊。 4. 從工廠煙囪中冒出的熱氣常有大量導(dǎo)電微粒和游離子氣團，它比一般空氣容易導(dǎo)電，所以煙囪較易受雷擊。 5. 一般建筑物受雷擊的部位為屋角、檐角和屋脊等。二、雷電的破壞作用二、雷電的破壞作用 1. 電作用的破壞 2. 熱作用的破壞 3. 機械作用的破壞第六節(jié)第六節(jié) 防雷裝置防雷裝置 防雷裝置的種類很多，避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)、避雷帶、避雷器都是經(jīng)常采用的防雷裝置。一套完整的防雷裝置應(yīng)由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。避雷針主要用來保護露天的變配電設(shè)備、建筑物和構(gòu)筑物。避雷線主要用來保護電力線路。避雷網(wǎng)和避雷帶

14、，主要用來保護建筑物。避雷器主要用來保護電力設(shè)備。 一、接閃器一、接閃器 避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網(wǎng)以及建筑物的金屬屋面（正常時能形成爆炸性混合物，電火花會引起爆炸的工業(yè)建筑物和構(gòu)筑物的除外）均可作為接閃器。接閃器是利用其高出被保護物的突出部位，把雷電引向自身，接受雷擊放電。 二、避雷器二、避雷器 避雷器用來防止雷電產(chǎn)生的大氣過電壓（即高電位）沿線路侵入變、配電所或其他建筑物內(nèi)，危害被保護設(shè)備的絕緣。避雷器應(yīng)與被保護的設(shè)備并聯(lián)。 如圖所示。 如圖下圖所示。當(dāng)線路上出現(xiàn)危及設(shè)備絕緣的過電壓時，它就對地放電，從而保護了設(shè)備的絕緣。避雷器的連接 1閥型避雷器閥型避雷器 它具有非線性特性，正常電壓

15、時。閥片的電阻很大；過電壓時，閥片的電阻變得很小，如圖c所示。因此，當(dāng)線路上出現(xiàn)過電壓時，閥型避雷器的火花間隙被擊穿，閥片能使雷電流暢通地向大地泄放。而當(dāng)過電壓一消失，線路上恢復(fù)工頻電壓時，閥頻便呈現(xiàn)很大的電阻，使火花間隙絕緣迅速恢復(fù)，從而保證線路恢復(fù)正常運行。 低壓閥型避雷器中串聯(lián)的火花間隙和閥片少，電壓升高時，閥型避雷器中串聯(lián)的火花間隙和閥片也隨之增多。閥形避雷器的組成及特性閥形避雷器的組成及特性 高壓閥型避雷器和低壓閥型避雷器都由火花間隙和閥電阻片組成，裝在密封的磁套管內(nèi)，火花間隙用銅片沖制而成，每對間隙用051mm厚的云母墊圈隔開，如右圖a所示。在正常情況下，火花間隙阻止線路工頻電流通

16、過，但在大氣過電壓作用下，火花間隙就被擊穿而放電；閥電阻片由陶料粘固起來的電工用金剛砂（碳化硅）顆粒組成，如右圖b所示。 我國生產(chǎn)的FS410型高壓閥型避雷器和FS038型低壓閥型避雷器的結(jié)構(gòu)如下圖所示。 高低壓閥型避雷器結(jié)構(gòu)圖（a）FS4一10型（b）FS一038型閥1一上接線端；2一火花間隙；3一云母墊圈；4一磁套管；5一閥電阻片；6一下接線端2氧化鋅避雷器氧化鋅避雷器 氧化鋅避雷器由具有較好的非線性“伏安”特性的氧化鋅電阻片組裝而成。在正常工作電壓下，具有極高的電阻而呈絕緣狀態(tài)，在雷電過電壓作用下，則呈現(xiàn)低電阻狀態(tài)，泄放雷電流，使與避雷器并聯(lián)的電器設(shè)備的殘壓，被抑制在設(shè)備絕緣安全值以下，

17、待有害的過電壓消失后，迅速恢復(fù)高電阻而呈絕緣狀態(tài)，從而有效地保護了被保護電器設(shè)備的絕緣性能，免受過電壓的損害。 它與閥式避雷器相比具有動作迅速、通流容量大、殘壓低、無續(xù)流、對大氣過電壓和操作過電壓都起保護作用、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、壽命長、維護簡便等優(yōu)點。 在10kV系統(tǒng)中，氧化鋅避雷器較多地并聯(lián)在真空開關(guān)上，以便限制截流過電壓。 由于氧化鋅避雷器長期并聯(lián)在帶電的母線上，必然會長期通過泄漏電流，使其發(fā)熱，甚至導(dǎo)致爆炸。因此，有的工廠已經(jīng)開始生產(chǎn)帶間隙的氧化鋅避雷器，這樣可以有效地消除泄漏電流。 3保護間隙保護間隙 保護間隙是最簡單經(jīng)濟的防雷設(shè)備。它的結(jié)構(gòu)十分簡單，成本低，維護方便，但保護性能差，

18、滅弧能力小，容易造成接地或短路故障，引起線路開關(guān)跳閘或熔斷器熔斷造成停電。所以對裝有保護間隙的線路，一般要求裝設(shè)自動重合閘裝置或自重合熔斷器與它配合，以提高供電可靠性。 常見的兩種角型間隙的結(jié)構(gòu)如右圖 1所示。這種角型間隙俗稱羊角避雷器。角型間隙的一個電極接線路，另一個電極接地。為了防止間隙被外物（如鼠、鳥、樹枝等）短接而發(fā)生接地，在其接地引下線中通常再串聯(lián)一個輔助間隙，如右下圖所示。這樣，即使主間隙被外物短接，也不致造成接地短路事故。保護電力變壓器的角型間隙，一般都應(yīng)裝在高壓熔斷器的內(nèi)側(cè)，即靠近變壓器的一邊。這樣，在間隙放電時熔斷器能迅速熔斷，以減少變電所線路斷路器的跳閘次數(shù)，并縮小停電范圍

19、。角型間隙角型間隙 裝于水泥桿的鐵橫擔(dān)上裝于木桿的木橫擔(dān)上三相角型間隙和輔助間隙三相角型間隙和輔助間隙的連接圖的連接圖1一主間隙一主間隙2一輔助間隙一輔助間隙三、引下線三、引下線 防雷裝置的引下線應(yīng)滿足機械強度、耐腐蝕和熱穩(wěn)定的要求。一般采用圓鋼或扁鋼，其尺寸和腐蝕要求與避雷帶相同。如用鋼絞線，其截面不應(yīng)小于25mm2。 引下線應(yīng)沿建筑物外墻敷設(shè)，并經(jīng)短途徑接地；建筑有特殊要求時，可以暗設(shè)，但截面應(yīng)加大一級。建筑物的金屬構(gòu)件（如消防梯等）可用作引下線，但所有金屬構(gòu)件之間均應(yīng)連成電氣通路。采用多根引下線時，為便于測量接地電阻和檢驗引下線、接地線的連接情況，應(yīng)在各引下線距地高約18m處設(shè)置斷接卡。

20、在易受機械損壞的地方，地面17m至地面下03m的一段引下線和接地線應(yīng)加竹管、角鋼或鋼管保護。采用角鋼或鋼管保護時，應(yīng)與引下線連接起來，以減小通過雷電流時的阻抗。互相連接的避雷針、避雷網(wǎng)、避雷帶或金屬屋面的接地引下線，一般不應(yīng)少于兩根 四、接地裝置四、接地裝置 接地裝置是防雷裝置的重要組成部分，作用是向大地泄放雷電流，限制防雷裝置的對地電壓，使之不致過高。防雷接地裝置與一般接地裝置的要求基本相同，但所用材料的最小尺寸應(yīng)稍大于其他接地裝置的最小尺寸。 在接地電阻滿足要求的前提下，防雷接地裝置可以和其它接地裝置共用。 為了防止跨步電壓傷人，防直擊雷接地裝置距建筑物出入口和人行道的距離不應(yīng)小于3m，距

21、電氣設(shè)備接地裝置要求在5m以上。其工頻接地電阻一般不大于10，如果防雷接地與保護接地合用接地裝置時，接地電阻不應(yīng)大于1。第七節(jié)第七節(jié) 防雷措施防雷措施 一、架空線路的防雷措施一、架空線路的防雷措施 1設(shè)避雷線設(shè)避雷線 在60kV及以上的架空線路上才沿全線裝設(shè)避雷線。在35kV及以下的架空線路上一般只在進出變電所的一段線路上裝設(shè)。 2提高線路本身的絕緣水平提高線路本身的絕緣水平 在架空線路上，采用木橫擔(dān)、瓷橫擔(dān)或高一級的絕緣子，以提高線路的防雷性能。 頂相絕緣子附有保護間隙頂相絕緣子附有保護間隙1一保護間隙；2一接地線3用三角形頂線作保護線用三角形頂線作保護線 由于310kV線路通常是中性點不接地的，因此，如在三角形排列的頂線絕緣子上裝以保護間隙，如圖右所示，這在雷擊時，頂線承受雷擊，間隙被擊穿，對地泄放雷電流，從而保護了下面的兩根導(dǎo)線，一般也不會引起線路跳閘。4裝設(shè)自動重合問裝置或自重合熔斷器裝設(shè)自動重合問裝置或自重合熔斷器 線路上因雷擊放電而產(chǎn)生的短路是由電弧引起的，線路