接地故障引發(fā)火災(zāi)原因分析及預(yù)防措施

1、接地故障引發(fā)火災(zāi)原因分析及預(yù)防措施姓名：XXX部門(mén)：XXX日期：XXX接地故障引發(fā)火災(zāi)原因分析及預(yù)防措施相線與電氣裝置的外露導(dǎo)電部分（包括電氣設(shè)備金屬外殼、敷線管梢及構(gòu)架等）、外部導(dǎo)電部分（包括金屬的水、暖、煤氣、空調(diào)管道和建筑的金屬結(jié)構(gòu)等）以及大地之間的短路稱之為接地短路。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC364中將接地短路稱為接地故障（Earthfaut）,以區(qū)別于一般短路。一般短路點(diǎn)因高溫而熔融，短路電流大，線路能產(chǎn)生高溫，人們以為這種短路火災(zāi)危險(xiǎn)性大，其實(shí)不然，因?yàn)楸ｋU(xiǎn)絲能被短時(shí)的大電流熔斷而切斷電源電流，反而不易引發(fā)火災(zāi)。而接地故障的火災(zāi)危險(xiǎn)性大的主要是因?yàn)樗亩搪冯娏鞅容^小，其小電流不足以使過(guò)流保護(hù)器

2、（熔斷器、斷路器）及時(shí)動(dòng)作切斷電源，也不能使短路點(diǎn)熔焊，往往引起打火或拉弧，其局部高溫卻足以引燃近旁可燃物而成災(zāi)。因而，接地故障與一般短路相比，當(dāng)產(chǎn)生火災(zāi)時(shí)具有更大的危險(xiǎn)性和復(fù)雜性。1接地故障電流引起火災(zāi)的原因如圖2所示的低壓公用電網(wǎng)通常采用TT接地（接地系統(tǒng)）在發(fā)生相線與電流通路內(nèi)的設(shè)備外殼、敷線管梢短路時(shí)短路電流Id都通過(guò)兩個(gè)接地電阻RA和RB返回電源，假設(shè)RA為10Q,RB為4Q,則接地短路電流約為Id=UO/（RA+RB）=220/（10+4）=15.7A。小電流不足以使過(guò)流保護(hù)器（熔斷器、斷路器）及時(shí)動(dòng)作切斷電源，也不能使短路點(diǎn)熔焊，往往引起打火或拉弧，其局部高溫卻足以引燃近旁可燃物

3、而成災(zāi)。1. 1由PE、PEN線端子連接不緊密引起火災(zāi)設(shè)備接地的PE線平時(shí)不通過(guò)負(fù)荷電流，只在發(fā)生接地故障時(shí)才通過(guò)故障電流。如果因受振動(dòng)、腐蝕等原因?qū)е逻B接松動(dòng)、接觸電阻增大等現(xiàn)象，平時(shí)是不易覺(jué)察的。一旦發(fā)生接地故障，接地故障電流需通過(guò)PE線返回電源時(shí)，PE線的大接觸電阻限制了故障電流，使保護(hù)電器不能及時(shí)動(dòng)作，連接端子處因接觸電阻大而產(chǎn)生的高溫或電弧、電火花卻能導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。1 .2由故障電壓引起火災(zāi)常有這樣的電氣事故：設(shè)備金屬外殼或N線對(duì)地電壓為幾十伏；手?jǐn)y設(shè)備本身沒(méi)有損壞，但使用者卻受電擊致死；電源已切斷，但進(jìn)行維修時(shí)，外殼或N線帶電壓打火導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸。這類來(lái)歷不明的電壓所引起的事故，

4、其根源大多是另外一處的接地故障。發(fā)生接地故障后四處傳導(dǎo)的故障電壓是危險(xiǎn)的起火源，通過(guò)對(duì)地的電火花和電弧而導(dǎo)致火災(zāi)。擊穿10mm空氣隙需30kV電壓，不同電位導(dǎo)體一經(jīng)接觸拉起電弧后，同樣間隙維持電弧的電壓只需20V,此時(shí)2A電流的電弧局部溫度可超過(guò)2000C。2 .310kV網(wǎng)絡(luò)小電阻接地系統(tǒng)引發(fā)的接地故障火災(zāi)隨著城鎮(zhèn)用電負(fù)荷劇增，電網(wǎng)中大量采用10kV供電線路。由于電容電流的增大，不得不將10kV網(wǎng)絡(luò)由過(guò)去的不接地系統(tǒng)改為經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)，這一改變使變電所的接地故障電壓由過(guò)去的百伏左右劇增到二、三千伏，它被稱為暫態(tài)過(guò)電壓。這一過(guò)電壓經(jīng)變電所共用的接地系統(tǒng)沿低壓線傳導(dǎo)到用戶的電氣設(shè)備上。低壓設(shè)備

5、的絕緣，特別是老舊設(shè)備的絕緣承受不了如此高的過(guò)電壓，很容易被擊穿短路而導(dǎo)致起火危險(xiǎn)。如圖4所示10kV網(wǎng)絡(luò)電源經(jīng)電阻接地，當(dāng)10kV變電所10kV側(cè)發(fā)生短路時(shí)，短路電流Id路徑如箭頭所示，它在變電所接地電阻RB上產(chǎn)生的電壓降UF=Id-RB若取Id為600A現(xiàn)取RB為4Q則UF=2400此暫態(tài)過(guò)電壓持續(xù)時(shí)間約為0.51S直至10kV開(kāi)關(guān)跳閘它沿圖中虛線所示與變壓器低壓繞阻電壓向量相加傳導(dǎo)至TT系統(tǒng)用戶使其設(shè)備絕緣承受暫態(tài)過(guò)電壓US=UF+UO其值為2180V2620V,即220V+1200V=2620V,如此高的暫態(tài)過(guò)電壓足以擊穿用戶設(shè)備的絕緣層引發(fā)火災(zāi)。2接地故障火災(zāi)的防范措施2. 1在建筑

6、物電源進(jìn)線處裝設(shè)帶漏電保護(hù)功能的斷路器帶漏電保護(hù)功能的斷路器就是在一般斷路器內(nèi)增加一零序電流互感器和一脫扣器當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)接地短路電流經(jīng)大地或PE線而不經(jīng)零序電源互感器返回電源使互感器檢出漏電電流由脫扣器使斷路器動(dòng)作切斷電源從而防止了火災(zāi)的發(fā)生。它除具有原有的防短路、過(guò)載功能外，還增加了防電器接地短路火災(zāi)的功能，即使接地電弧小至幾十、幾百毫安，也能及時(shí)動(dòng)作，有效地消除了最常見(jiàn)多發(fā)的接地短路電氣火災(zāi)。國(guó)際電工標(biāo)準(zhǔn)IEC3644482和IEC364553對(duì)這一防電氣火災(zāi)措施早有規(guī)定。為了防電氣火災(zāi)，國(guó)際的供電公司對(duì)電源進(jìn)線不裝設(shè)這種能防接地短路斷路器的用戶是不予接電的。國(guó)內(nèi)已有生產(chǎn)廠家生產(chǎn)這種斷

7、路器。作進(jìn)一步的推廣應(yīng)用還需要有強(qiáng)制性的技術(shù)規(guī)范作為設(shè)施、施工依據(jù)。2.2選用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)線和敷設(shè)方式PE(PEN)線的截面應(yīng)滿足故障時(shí)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定要求，并與線路的保護(hù)要求相適應(yīng)。敷設(shè)的線路應(yīng)避免遭受機(jī)械損傷。各種導(dǎo)線的連接端子和接頭均應(yīng)緊密可靠，導(dǎo)電良好。2.3正確選用電氣設(shè)備除了電氣設(shè)備應(yīng)具有規(guī)定的絕緣水平外，對(duì)于電氣火災(zāi)危險(xiǎn)較大的高層建筑內(nèi)，應(yīng)考慮：設(shè)備無(wú)油化，因?yàn)楹碗姎庠O(shè)備過(guò)熱或電弧故障時(shí)，設(shè)備內(nèi)的絕緣油在高溫或電弧作用下，迅速產(chǎn)生熱分解，析出氫、甲烷、乙烯等可燃?xì)怏w，使設(shè)備外殼內(nèi)壓力驟增，造成外殼爆炸而噴油；有時(shí)析出的可燃?xì)怏w與空氣混合形成爆炸混合物，在電弧或火花作用下，引起燃燒爆炸

8、；含油電氣設(shè)備爆裂后，高溫油流動(dòng)引起火災(zāi)擴(kuò)大。因此在高層建筑中最好采用無(wú)油的電氣設(shè)備，如干式變壓器、真空開(kāi)關(guān)等。選用飛弧距離小或能保證飛弧不致外出的設(shè)備，以防止短路和電弧的產(chǎn)生。2.4設(shè)置總等電位聯(lián)結(jié)為防止外部故障電壓進(jìn)入建筑物內(nèi)引起的事故，IEC標(biāo)準(zhǔn)和一些發(fā)達(dá)國(guó)家電氣標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定建筑電氣裝置內(nèi)必須設(shè)置總等電位聯(lián)結(jié)，即在進(jìn)線配電箱近旁安裝一接地母排、其上有若干接線端子，將配電箱的PE(PEN)母排、接地極引入線和建筑物內(nèi)的水、暖、氣等金屬管道以及金屬建筑結(jié)構(gòu)都與它聯(lián)結(jié)(如圖5所示)。當(dāng)外部故障電壓沿任何管線進(jìn)入建筑物內(nèi)時(shí)，這些金屬部分的電位同時(shí)升高而不出現(xiàn)電位差，自然無(wú)從發(fā)生火災(zāi)、爆炸、電擊等事故了。由同一變壓器供電的所有TN系統(tǒng)線路，故障電壓可沿互相連通的PE(PEN)線四處傳導(dǎo)蔓延，所以總等電位聯(lián)結(jié)對(duì)TN系統(tǒng)尤為重要。需要說(shuō)明，電弧、電火花不能立即引起火災(zāi)，而爆炸則可發(fā)生在電火花產(chǎn)生的一瞬間，它不能用切斷電路的辦法來(lái)防止，而只能用等電位第 5 頁(yè) 共 7 頁(yè)聯(lián)結(jié)使電火花無(wú)從產(chǎn)生來(lái)防止。因此IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所內(nèi)為避免產(chǎn)生危險(xiǎn)的電火花，在任何情況下都必須實(shí)施等電位聯(lián)結(jié)。2.5對(duì)中壓配電變電所經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)采取可靠的技術(shù)措施具體措施是將