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电气火灾和爆炸事故在火灾和爆炸事故中占有很大比例。2002年，北京市共发生火灾5542起，从原因看，电气原因居各类原因之首，共1313起，占全年火灾总数的23.7％；同样是2002年，四川省发生火灾7532起，统计后表明，农村火灾原因前3位依次为用火不慎、电气、放火；城市火灾原因前3位依次为电气、用火不慎、违章操作。电气火灾和爆炸事故除可能造成人身伤亡和设备毁坏外，还可能造成大规模或长时期的停电，给国家财产造成重大损失，因此要非常重视。6.1电气火灾和爆炸的原因电气线路、电动机、油浸电力变压器、开关设备、电灯、电热设备等电气设备，由于其结构、运行各有特点，火灾和爆炸的危险性和原因也各不同。但总的看来，除设备缺陷、安装不当等设计和施工方面的原因外，在运行中，电流的热量和各种电火花或电弧是引起火灾和爆炸的直接原因。第六章电气防火防爆207:41电气设备运行时总是要发热的。但是，正确设计、正确施工、正确运行的电气设备，稳定运行时，即发热与散热平衡时，其最高温度和最高温升都不会超过某一允许范围。例如，裸导线和塑料绝缘线的最高温度一般不得超过70℃，橡皮绝缘线的最高温度一般不得超过65℃，变压器的上层油温不得超过85℃；电力电容器外壳温度不得超过65℃；电动机定子绕组的最高温度，对应于所采用的A级、Ｅ级或B级绝缘材料分别为95℃、105℃或110℃，定子铁心分别为100℃、115℃或120℃等。这就是说，电气设备正常的发热是允许的。但当电气设备的正常运行遭到破坏时，发热量增加，温度升高，在一定条件下可以引起火灾。引起电气设备过度发热的不正常运行大体包括以下几种情况。一、危险温度危险温度是因电气设备过热所引起的，而电气设备过热主要是由电流产生的热量所造成的。引起电气设备过热，产生危险温度的原因如下。第六章电气防火防爆207:411.故障短路发生短路时，线路中的电流增加为正常时的几倍甚至几十倍，而产生的热量又与电流的平方成正比，使得温度急剧上升，大大超过允许范围。如果温度达到可燃物的引燃温度，即引起燃烧，从而可以导致火灾。当电气设备的绝缘老化变质，或受到高温、潮湿或腐蚀的作用而失去绝缘能力，即可能引起短路事故。绝缘导线直接缠绕、挂在铁钉或铁丝上时，由于磨损和铁锈腐蚀，很容易使绝缘破坏而形成短路。由于设备安装不当或工作疏忽，可能使电气设备的绝缘受到机械损伤而形成短路。由于雷击等过电压的作用，电气设备的绝缘可能遭到击穿而形成短路。由于所选用设备的额定电压太低，不能满足工作电压的要求，可能击穿而短路。由于维护不及时，导电粉尘或纤维进入电气设备，也可能引起短路事故。由于管理不严，小动物或生长的植物也可能引起短路事故。在安装和检修工作中，由于接线和操作错误，也可能造成短路事故。此外，雷电放电电流极大，有类似短路电流但比短路电流更强的热效应，能引起火灾。第六章电气防火防爆207:412.过载电气线路或设备所通过的电流值超过其允许的数值则为过载。过载也会引起电器设备过热。造成过载的原因大体上有如下三种情况。①设计选用线路或设备不合理，或没有考虑适当的裕量，以至在正常负载下出现过热。②使用不合理，即线路或设备的负载超过额定值；或连续使用时间过长，超过线路或设备的设计能力，由此造成过热。管理不严，乱拉乱接，容易造成线路或设备过载运行。油断路器断流容量不能满足要求时，可引起火灾或爆炸。③设备故障运行会造成设备和线路过负载，如三相电动机缺一相运行或三相变压器不对称运行均可能造成过载。第六章电气防火防爆207:413.接触不良电气线路或设备上相互连接部分和接触部分是电路中的薄弱环节，是发生过热的一个重点部位。不可拆卸的接头连接不牢、焊接不良或接头处混有杂质，都会增加接触电阻而导致接头过热。对拆卸的接头连接不紧密或由于振动而松动也会导致接头发热。活动触头，如刀开关的触头、接触器的触头、插式熔断器（插保险）的触头、插销的触头、灯泡与灯座的接触处等活动触头，如果没有足够的接触压力或接触表面粗糙不平，会导致触头过热。对于铜铝接头，由于铜和铝理化性能不同，接头处易因电解作用而腐蚀，从而导致接头过热。电刷的滑动接触要保持足够的压力，还要保持光滑和清洁，以防产生过大的火花。第六章电气防火防爆207:414.散热不良电气设备温升不只和发热量有关，也和热量散失条件好坏有关。由于环境温度过高，或使用方式不当，以及散热设施工作条件不正常，如变压器油量不足、电动机通风道堵塞等，使散热条件恶化，造成设备温度过高。5.电气设备中的铁磁材料在交流电流的作用下，因磁滞损耗和涡流损耗而产生热量。由于材料性能、工艺装配质量以及磁通密度过高等原因，将使磁损增大产生高温。6.绝缘材料的绝缘劣化绝缘材料的绝缘劣化后，泄漏电流，介质损耗增加，导致绝缘热损坏；或由于绝缘性质劣化，在电场作用下电击穿而产生大量热量使温度升高。第六章电气防火防爆207:417.电热器具和照明灯具大部分的危险温度是由于电加热设备在工作时，外表面有较高温度而产生的。如电熨斗、白炽灯泡等，这些设备平时工作温度就在几百度以上，在使用不当时，如安全间距不够、安全措施不妥，常会引起火灾。电炉电阻丝的工作温度高达800℃，可引燃与之接触的或附近的可燃物。电炉连续工作时间过长，将使温度过高（恒温炉除外）烧毁绝缘材料，引燃起火；电炉电源线容量不够，可导致发热起火；电炉丝使用时间过长，截短后继续使用，将增加发热，乃至引燃成灾。2000年11月11日，奥地利萨尔茨堡州基茨施坦霍恩山，一列满载旅客的高山地铁列车在隧道内运行中发生火灾，死亡155人，受伤18人，由于通讯指挥信号失控，正当这列上行线列车燃烧时，一列下行线列车驶来，在此相撞造成车毁人亡。事后调查认定火灾是由于列车上的电暖空调过热，使保护装置失灵引起的。第六章电气防火防爆207:41电烤箱内物品烘烤时间太长、温度过高可能引起火灾。使用红外线加热装置时，如误将红外光束照射到可燃物上，可能引起燃烧。电熨斗和电烙铁的工作温度高达500～600℃，能直接引燃可燃物。电褥子通电时间过长，将使电褥子温度过高而引起火灾，电褥子铺在床上，经常受压、揉搓、折叠，致使电热元件受到损坏，如电热丝发生短路，将因过热而引起火灾；将电褥子折叠使用，破坏其散热条件，可导致起火燃烧。灯泡和灯具工作温度较高，如安装、使用不当，均可能引起火灾。白炽灯泡表面温度随灯泡大小和生产厂家不同而差异很大，在一般散热条件下，其表面温度可参考表61。200Ｗ的灯泡紧贴纸张时，十几分钟即可将纸张点燃。高压水银荧光灯的表面温度与白炽灯相差不多，约为150～250℃。卤钨灯灯管表面温度较高，1000Ｗ卤钨灯灯管表面温度可达500～800℃。第六章电气防火防爆207:41当供电电压超过灯泡额定电压或大功率灯泡的玻璃壳发热不均匀，或凉水溅到灯泡上时都能引起灯泡爆碎，炽热的钨丝落在可燃物上，将引起可燃物质的燃烧。灯座内接触不良使接触电阻增大，温度上升过高，可引燃可燃物。日光灯镇流器运行时间过长或质量不好，将使发热增加，温度上升，如超过镇流器内的绝缘材料的引燃温度也可引燃成灾。8.漏电漏电电流一般不大，线路保险丝不会动作。如漏电电流沿线路大致均匀分布，则发热量分散，火灾危险性不大；如漏电电流集中在某一点，则很容易造第六章电气防火防爆207:41表6-1白炽灯泡表面温度二、电火花和电弧电火花是电极间的击穿放电，电弧是大量密集的电火花汇集而成的。一般电火花温度很高，特别是电弧，温度可高达3000～6000℃。电火花和电弧的温度是极高的，不仅能引起绝缘物质的燃烧，甚至还可能使导体金属熔化、飞溅，构成火灾爆炸的危险源。电火花产生的原因可分为如下几种。①工作原因指电气设备正常工作和操作过程中产生的火花，如电刷与滑动处的微小火花、插销拔出或插入时的火花、开关切合等；②事故原因当线路和设备发生故障以及不正常操作时产生的火花、电弧，如短路、绝缘损坏、误操作等；③外来原因雷电、静电、高频感应电火花等；④机械碰撞高温工作器件等除此以外，外界存在爆炸性混合物，或变压器周围不合理堆放的易燃物，都会促成电气设备发生火灾爆炸的可能。第六章电气防火防爆207:416.2危险物质一、危险物质的概念1.危险物质指在大气条件下，能与空气混合形成爆炸性混合物的气体、蒸汽、薄雾、粉尘或纤维。2.爆炸性混合物大气条件下，气体、蒸汽、薄雾、粉尘或纤维状的易燃物质与空气混合并点燃后，燃烧将在整个范围内传播的混合物统称为爆炸性混合物。3.爆炸危险场所凡有爆炸性混合物出现或可能有爆炸性混合物出现，且出现的量足以要求对电气设备和电气线路的结构、安装、运行、采取防爆措施的场所称为爆炸危险场所。对爆炸性气体的分级是根据传爆能力的大小，采用最大试验间隙法（ＭＥＳG）或者最小点燃电流比法（ＭＩCＲ）进行划分的。第六章电气防火防爆207:414.最大试验间隙（ＭＥＳG）又叫最大试验安全间隙，就是标准的规定条件下，将试验容器壳内所有浓度的被试验气体或蒸汽与空气的混合物点燃后，通过25ｍｍ长的接合面，均不能点燃壳外爆炸性气体混合物的外壳空腔两部分之间的最大间隙。最大试验间隙愈小，要求隔爆性能愈强。5.最小点燃电流比（ＭＩCＲ）最小点燃电流比是以在规定的条件下，能点燃某爆炸性混合物的最小电流与甲烷的最小点燃电流的比值来确定级别的。对许多气体来说，最大试验间隙和最小点燃电流比这两种分级方法是近似相等的。第六章电气防火防爆207:41二、爆炸性危险物质的分类根据爆炸性混合物的物理化学性质将其分为三类。Ⅰ类：矿井甲烷；Ⅱ类：爆炸性气体、蒸汽、薄雾；Ⅲ类：爆炸性粉尘、纤维。第Ⅰ类爆炸性物质专指矿井环境下甲烷及其气体混合物。除此以外，石油化工系统中均为Ⅱ类或Ⅲ类爆炸性物质。三、危险物质的分级1.按最大试验安全间隙和最小点燃电流比对Ⅱ类分级对爆炸性气体的分级是根据传爆能力的大小，采用最大试验间隙法（ＭＥＳG）或者最小点燃电流比法（ＭＩCＲ）进行划分的。分为A、B、C三级，即ⅡA、ⅡB、ⅡC，见表6-2。第六章电气防火防爆207:41表6-2爆炸性气体的分类、分级、分组第六章电气防火防爆207:41第六章电气防火防爆207:412.按导电性和爆炸性对Ⅲ类分级，即ⅢA、ⅢB，见表6-3表6-3爆炸性粉尘的分级、分组第六章电气防火防爆207:41四、按引燃温度分组爆炸性物质的分组是按在用标准的试验方法试验时引燃爆炸性混合物的最低温度划分的。常见的物质引燃温度见表6-4。第Ⅱ类爆炸性物质按引燃温度划分为六组。Ⅰ类：不分组Ⅱ类：按引燃温度降低，危险程度升高分六组T1＞450℃T2：300～450℃T3：200～300℃T4：135～200℃T5：100～135℃T6：85～100℃Ⅲ类：按引燃温度降低，危险程度升高，分三组T11＞270℃T12：200～270℃T13：140～200℃第六章电气防火防爆207:41表6-4常见物质引燃温度油库中储存的溶剂汽油、煤油等轻质油品蒸汽，均属于Ⅱ类A级T3组爆炸气体。第六章电气防火防爆207:416.3危险场所的划分防爆措施的正确选择有赖于正确划分场所的危险等级。一、电气火灾爆炸危险区域的划分按发生火灾爆炸危险程度及危险物品状态，将火灾爆炸危险区域划分为三类八区。1.第一类（气体、蒸汽爆炸危险环境）根据爆炸性混合物出现的频繁程度和持续时间划分。0区：指正常运行时连续出现或长时间出现爆炸性气体混合物的环境。1区：在正常情况下可能出现爆炸性气体混合物的环境。2区：在正常情况下不可能出现而在不正常情况下偶尔出现爆炸性气体混合物的环境。第六章电气防火防爆207:412.第二类（粉尘、纤维爆炸危险环境）10区：指正常运行连续或长时间、短时间连续出现爆炸性粉尘、纤维的环境。11区：指正常运行时不出现，仅在不正常运行时偶尔出现爆炸性粉尘、3.第三类（火灾危险环境）21区：闪点高于环境温度的可燃液体，并在数量上和配置上能引起火灾危险的环境。22区：具有悬浮、堆积状的可燃粉尘或可燃纤维，虽不能形成爆炸混合物，但在数量和配置上能引起火灾的环境。23区：存在固体可燃物质，并在数量和配