电气火灾及其防患

电气火灾的起因

1、安装、接线疏忽引起的相间短路
断路器进线接线端子的连接螺钉扭短未达到国家标准规定值，连接松弛（特别是有振动的场所），使接触电阻增大，时间略长，便爆出火花，进而引起相间短路。这种短路电流因为发生在断路器前面，不流过断路器，故断路器无法保护；而有些短路电流值又未达到上一级保护断路器的动作整定值，上一级断路器不动作（譬如仅为上一级断路器额定电流的7倍，它属于延时范围，动作时间为7s左右）即在上一级断路器跳闸之前导线已被烧毁，导致电气火灾。
2、安装环境潮湿
安装断路器的场所严重潮湿，断路器虽未合闸，但其上的刀开关因疏忽合上，则在断路器电源端的相间（如连接为裸铜排）因布满水汽，引起相间击穿而短路，配电箱被烧，楼房建筑物起火。
3、泄漏电流
因绝缘受损或线路对地电容大，相对产生泄漏电流。如泄漏电流达300mA（对额定电流为40A的线路，泄漏电流是100mA），故障处的消耗功率约为20W，时间延续2h，将使绝缘进一步遭损，而造成相对地短路（若不使用剩余电流动作保护器RCD，而使用熔断器或小型断路器动作）。时间略长，引起火花放电，酿成火灾。
4、断路器（熔断器）的额定电流选择偏大
由于设计时选择的断路器（熔断器）额定电流比线路的允许持续载流量、配电保护整定值大很多，当发生过载时，断路器在规定的时间内不动作，线路就长期处于过载，对绝缘、接线端子和周围物体形成损害，严重时将引起短路。
5、线缆电流密度偏大
IEC354-3-523标准对2.5mm2的铜芯塑料线的载流量规定为26A，而我国的资料是取30~32A，则电流密度高出IEC标准23%，电流密度偏大引起过载，若再加上保护不当，也易引起短路。
6、线路实际载流量超过设计载流量
其后果断路器频繁跳闸，无法用电。如强行使用（如用铜丝代替熔丝或拆除断路器）就会因过载造成短路。
7、三相负载不平衡
对于大量的单相设备，由于三相负载不平衡，引起某相电压升高，严重时将烧毁单相用电设备，导致起火。如以下三种形式：
（1）负载阻抗大小相等而功率因数不相等，则某相出现过电压，严重时可达1.27倍额定电压；
（2）负载阻抗大小不等而功率因数相等，负载阻抗大的一相电压最高，最大值可达1.73倍额定电压；
（3）如果三相负载阻抗和功率因数都不相等，最大相的负载过电压有可能达2.36倍额定电压。
8、中性线断裂引起电器设备烧毁
有以下原因：
（1）因装设马虎、受风雨侵袭或某些机械原因使中性线中断；
（2）一些非线性负荷（如舞台调光用晶闸管、家用电器中的微波炉、电子镇流器等）的三次谐波很大，最大将超过30%额定电流，加上三相负载不平衡，N线的电流最大可达2倍多额定电流；
（3）N线的截面积设计为1/2甚至1/3相线截面积，使N线极烧断。中性线断裂后，如保护不当，则电气设备绝缘受损，引起单相设备烧坏，产生电气火灾。
9、单相接地故障
对于TI系统，相线碰外壳或金属管道等而引起的短路，通常受接地电阻的限制，短路的电流约15.7A，多数熔断器或断路器无法在如此小的电流下熔断或跳闸，就会引起打火或接弧；TN系统的PE线端子和接头发生接触不良，不易察觉，一旦发生磁壳等接地故障，将迸发高阻抗的电火花或拉电弧，限制了短路电流，使保护电器不能及时动作。而电弧、电火花的局部高温将使易燃物起火。由于线路短路电流大大超过额定电流，导线的电流密度剧增。按我国标准，PVC铜芯绝缘导线的安全电流密度：1~5mm2导线为18~9A/mm2；6~95mm2导线为8.33~3.26A/mm2。

电气火灾的防患

1、提高安装质量
对于连接螺钉松弛、中性线安装牢度不够，要加强对工作人员的教育和考核，提高安装、操作者的技术（业务）水平。在成套电器产品出厂和安装完毕送电的时候，严加检查，在运行后定期维护保养。
2、三相负载平衡
就特别注意三相负载的平衡和N线、PE线截面的正确设计与选用；设计院应将消防作为一个设计重点，建立消防鉴定组认真审核；各地公安消防部门应严格执法。
3、更新资料
国家或地方的电气规范、各出版社出版的电气手册等参考资料，应进行全面的修订，一些陈旧、过时的数据应予删除。
4、布线改造
对于早期的民用住宅（包括办公楼），由于近年家用电器使用量剧增，应对其布线进行改造。如果有困难，应由供电部门对住户的用电进行适当的限制。
5、大量推广、使用RCD
我国现行的国家电气规范和标准主要着眼于人身触电安全保护和作接地短路保护的辅助措施，而对防止线路受过电流、机械损伤、绝缘陈旧老化等可能引起的火灾目前似乎未作强制的、全面规范性的保护规定（仅有《漏电保护器农村安装运行规程》）。接地故障电流实际上是一种很大的对地泄漏电流，在产生单相接地大电流之前，往往有较小的漏电流先兆，它破坏绝缘，常常引导大的单相接地电流的发生，因此推广、使用RCD已是一种刻不容缓的大事。
（1）带有过载、短路、漏电保护的RCD（习惯称漏电断路器），不带过载、短路仅有漏电保护的RCD（习惯称漏电开关）以及漏电继电器（漏电时不断开保护器，仅作报警用，它也可与接触器、断路器组装为漏电断路器或漏电开关）。瞬时型RCD的动作时间小于0.1s（延时型为0.5s），我国标准GB6829-95规定漏电动作电流I△n有0.006、0.01、0.02、0.05、0.1、0.3、0.5、1、3、5、10、20A等，国外最大的有30A规格，各使用场所可选用适当的I△n值。一般防电气火灾的RCD选用500mA，最好为300mA。
（2）目前国内市场供应的最新产品，智能型万能式（框架式）断路器[如DW45系列、HSW1型、CW1型和DW16、DW40等万能式断路器，都有单相接地故障电流保护的功能。DW45型的三相（三极）或三相四线（四极）断路器，在三个相（或加一个各设置一个零序电流互感器。单相接地保护的信号只取三相或三相线加N线的相量之和。如有接地故障，相量和不等于零，此时，互感器的二次回路有输出，输出给智能型控制器，断路器即在0.1、0.2、0.3、0.4s（用户可自行调节）时间内动作。其接地故障电流动作值为0.2~0.8倍额定电流。DW45-2000的最小电流为160A，最大为1200A，而DW45-3200最小为600A，最大为2500A。由于单相接地故障电流最小为160A，它只能防金属性的单相接地短路电流，而不能防接地电弧引起的短路，故选用时应注意。
（3）国外的产品（如ABB公司的SACE），在其S系列塑壳式断路器上派生出漏电保护器。它是利用RC211和RC212的漏电脱器模块与S系列断路器合成的。RC211的I△n有0.03、0.1、0.3A，动作时间小于等于0.1s；RC212的I△n有0.03、0.1、0.3、0.5、1~3A（可调），动作时间有0、0.1、0.25、0.5、1、1.5s（可调）。
法国施耐德公司Vigicompact断路器有接地故障保护功能。
以上这些漏电开关或接地故障保护功能，目前国内正在研制之中。
（4）以下场所装设漏电保护装置时，发生漏电只能报警而不脱扣（不断电）：
（1）公共场所的通道、应急照明；
（2）消防用电梯及确保公共场所安全的设备；
（3）用于消防设备的电源，如消防报警装置、消防水泵、消防通道照明等；
（4）用于防盗报警电源；
（5）冶金、化工、重要科研单位、军事设施等不允许停电的场所和部门。
有关的设计规范规定，这些场所仍需设置漏电保护装置，但如有漏电，吸能报警而不脱扣断电，报警时维修人员必须及时抢修。