第五章电气消防基本知识

第五章电气消防基本知识第一节电工学基础一、直流电路（一）电路和电流电路是指电流所流过的路径。电流时指电荷有规则的定向移动。第一节电工学基础（二）电压、电位和电动势1、电压又称电压差，是衡量电场力做功大小的物理量，用U表示。电压不但有大小而且有方向。2、电路中某点相对于参考点的电压称为该点的电位，用V表示。3、电动势是指电源力移送单位正电荷从负极到正极的过程中所做的功，用E表示。对于一个电源来说，在外部不接负载时，电源两端电压大小等于电源电动势的大小，但方向相反。第一节电工学基础（三）电能和电功率在电路中，电荷只是一种转换和传输能量的媒介物，电荷本身并不产生或消耗任何能量。通常所说的用电，就是指用电荷所携带的能量。电功率是指在某段时间内，电路中产生或损耗的电能与该段时间的比，用字母P表示。第一节电工学基础（四）电阻和欧姆定律1、电阻是反映导体对电流起阻碍作用大小的一个物理量，用字母R或r表示。单位是欧姆，简称欧，用字母Ω表示。第一节电工学基础2、欧姆定律（1）一段电路德欧姆定律如果电流的流向未给出或暂时无法判断时，可以先任意假定一个电流流向，倘使根据这个假定的流向算出的电流是负值，表明电流实际的流向与假定的流向相反。（2）全电路欧姆定律全电路就是含电源的闭合的直流电路。全电路欧姆定律表示：在一个闭合电路中，电流强度与电源电动势成正比，与整个电路的电阻成反比。第一节电工学基础（五）电流的热效应电流通过导体会产生热，这种现象称为电流的热效应。利用了电流能使导体发热的特点，人们发明制造了白炽灯、电阻炉、电热毯、电焊及电路中的熔断丝等，为生活和生产服务。第一节电工学基础二、交流电大小和方向随时间作周期性变化的电动势、电压和电流分别称为交变电动势、交变电压和交变电流，统称为交流的。交流电又分为正弦交流电和非正弦交流电。在正弦交流电作用下的电路称为正弦交流电路。按其它规律变化的交流电称为非正弦交流电。第一节电工学基础（一）交流电的周期、频率和角频率1、周期交流电在变化过程中，它的瞬时值经过一次循环又变化到原来的瞬时值所需的时间，即交流电变化一个循环所需要的时间称交流电的周期。用字母T表示，单位为s。我国电网交流电的周期为0.02s。第一节电工学基础2、频率交流电每秒周期性变化的次数叫做频率，用字母f表示，单位为Hz.。我国电网的频率厂f＝50Hz，习惯上称为“工频”。周期与频率之间的关系为：T＝1/f或者f＝1/T第一节电工学基础3、角频率用每秒钟所变化的电气角度来表示交流电的变化快慢叫做角频率，用字母ω表示，单位为rad／s。角频率与周期及频率之间的关系为：ω＝2π/T＝2πf第一节电工学基础（二）瞬时值、最大值和有效值1、瞬时值这是指交流电的各种不同含义的量值而言。因为正弦交流电的大小每时每刻都随着时间按正弦曲线变化，故将交流电在某一瞬间的量值大小称为它的“瞬时值”。只用某一瞬时的数值来表示交流电的大小是不确切的，而应以“最大值”、“有效值”和“平均值”来描述它，来表示交流电的大小。第一节电工学基础2、最大值交流电在变化过程中所出现的最大瞬时值，称为交流电的最大值，常用Em、Im、Um来表示电流、电压正弦量的最大值。第一节电工学基础3、有效值交流电通过电阻性负载时，如果所产生的热量与直流电在相同时间内通过同一负载所产生的热量相等时，这一直流电的大小就等效为交流电的有效值，常用I、U表示电流、电压的有效值，平时所说的电压、电流的数值以及电气仪表所测量的数值都是指有效值。通常市电的电压是220V，就是说他的有效值为220V，因此他的幅值是311V。第一节电工学基础（三）相位、初相位和相位差1、相位在函数y=Asin(ωx+φ)中，ωx+φ反映了交流电变化的进程，称为该交流电的相位。2、初相位初相位:电压源u=Umsin(wt+φ),其中电度角(wt+φ)称为正弦量的相位角，φ是t=0时的相位叫做初相位或初相角。第一节电工学基础3、相位差两个频率相同的交流电相位的差叫做相位差，或者叫做相差，用φ表示。这两个频率相同的交流电，可以是两个交流电流，可以是两个交流电压，可以是两个交流电动势。（如加在晶体管放大器基极上的交流电压和从集电极输出的交流电压，这两者的相位差正好等于180°。这种情况叫做反相位，或者叫做反相。）第一节电工学基础（四）交流电的三要素交流电的交变情况主要取决于三个方面：交变的快慢由角频率、周期或者频率来表示：交变的幅度由幅值表示；交变的起点由初相位来表示。最大值、角频率和初相位称为正弦交流电的三要素。第一节电工学基础三、常用电工仪表常用的电工仪表按用途可以分为电压表、电流表、功率表等。电压表电流表功率表第一节电工学基础(一)电压表测量电路电压的仪表叫做电压表，也称为伏特表，一般在表盘上注有符号“V”的字样，标尺上的数字表明它的最大限量。当测量低于1V的电压时，用以豪伏作单位的电压表，叫做毫伏表，表盘上注有符号“mV”的字样。当测量高于1000V的电压时，用以千伏作为单位的电压表，叫做千伏表，表盘上注有符号“kV”的字样。电压表有交流和直流的区别，但它们的接线方法都是与被测量的电路并联。第一节电工学基础(二)电流表电流表（又称安培表）是测量电流强度的仪表。根据电流种类而分为直流表、交流表和交直流两用表等三种。一般在表盘上注有符号“A”的字样，标尺上的数字表明它的最大量限。当测量低于1A的电流时，用以毫安作单位的电流表，叫做毫安表，表盘上注有符号“mA”的字样。当测量高于1000A的电流时，用以千安作单位的电流表，叫做千安表，表盘上注有符号“kA”的字样。电流表也有交流和直流的区别，但它们的接线方法都是与被测量的电路串联。第一节电工学基础(三)万用表万用表是电子测量中最常用的工具，它具有用途多，量程广，使用方便等优点，能测量电流、电压、电阻，有的还可以测量三极管的放大倍数，频率、电容值、逻辑电位、分贝值等。第二节电气防火一、电气火灾及其原因分析（一）电气火灾的涵义由于电气方面原因（如过载、短路漏电、电火花或电弧等）产生火源而引起火灾，称为电气火灾。第二节电气防火（二）电气火灾原因电气火灾原因是多种多样的，如过载、短路、接触不良，电弧火花、漏电、雷电或静电等都能引起火灾。从电气防火角度看，电气火灾大都是因电气工程、电器产品质量以及管理等造成的。电气设备质量不高，安装使用不当，保养不良，雷击和静电是造成电气火灾的几个重要原因。第二节电气防火1、过载所谓过载，是指电气设备或导线的功率或电流超过其额定值。造成过载的原因有以下几个方面：（1）设计、安装时选型不正确，使电气设备的额定容量小鱼实际负载容量。（2）设备或导线随意装接，增加负荷，造成超载运行。（3）检修、维护不及时，使设备或导线长期处于带病运行状态。第二节电气防火2、短路、电弧和火花短路是电气设备最严重的一种故障状态。短路的主要原因是载流部分绝缘破坏而致，如：（1）电气设备的使用和安装与使用环境不符，致使其绝缘在高温、潮温、酸碱环境条件下受到破坏。绝缘导线由于拖拉、摩擦、挤压、长期接触尖硬物体等，绝缘层造成机械损伤。（2）电气设备使用时间过长，绝缘老化，压耐与机构强度下降。（3）使用维护不当，长期带病运行，扩大了故障范围。（4）过电压使绝缘击穿。（5）错误操作或把电源投向故障线路。（6）恶劣天气，如大风暴雨造成线路金属性连接。第二节电气防火3、接触不良接触不良，实际上是接触电阻过大，会形成局部过热，也会出现电弧、电火花，造成潜在点火源。接触电阻过大的基本原因是连接质量不好。接触不良主要发生在导线与导线或导线与电气设备连接处，常见的原因有：（1）电气接头表面污损，接触电阻增加（2）电气接头长期运行，产生导电不良的氧化膜，未及时清除。（3）电气接头因振动或由于热的作用，使连接处发生松动，氧化。（4）铜铝连接处未按规定方法处理，发生电化学腐蚀，也会接触电阻增大。（5）接头没有按规定方法连接、连接不牢。第二节电气防火4、烘烤电热器具（如电炉、电熨斗等），照明灯具，在正常通电状态下，就相当于一个火源或高温热源。当其安装不当或长期通电无人监护管理时，就可能使附近的可燃物受高温烘烤而起火。5、摩擦发电机和电动机等旋转电气设备，转子与定子相碰或轴承出现润滑不良、干枯产生干磨发热或虽润滑正常，但出现高速旋转时，都会引起火灾。第二节电气防火6、静电静电火灾和爆炸事故的发生，是由于不同物体相互摩擦、接触、分离、喷溅、静电感应、人体带点等原因，逐渐累积静电荷形成高电位，在一定条件下，将周围空气介质击穿，对金属放电并产生足够能量的火花放电。火花放电过程主要是将电能转变成热能，用火花热能引燃或引爆可燃物或爆炸性混合物。第二节电气防火二、接地故障火灾的预防（一）接地与接零的基本概念接地就是把电气设备的某一部分通过接地装置和大地相连接；接零就是将电气设备正常不带电的金属部分通过保护线与电源中性点相连接。接地与接零按作用可分为：工作接地、保护接地、重复接地、防雷接地、防静电接地和保护接零等。第二节电气防火（二）接地故障火灾的预防1、接地故障火灾无论哪种电流，当其流过不良的接地装置时，均会引起火灾。如：（1）当绝缘损坏时，相线与接地线或接地金属物之间的漏电，会形成火花放电。（2）在接地回路中，因接地线接头太松或腐蚀等，使电阻增加形成局部过热（3）在高阻值回路流通的故障电流，会沿邻近阻抗小的接地金属结构流散。若向煤气管道湖光放电，则会将煤气管击穿，使煤气泄漏而着火。（4）在低阻值回路，若接地线截面过小，还好影响其热稳定性，使接地线产生过热现象。第二节电气防火2、接地故障火灾的预防措施（1）在接地系统设计时要综合考虑，确保系统安全。特别是在TN系统中，不能采用有的设备接地，有的设备接零的不合理接地方式。一般在PEN线上不要装设开关和熔断器，防止接零设备上呈现危险的对地电压。（2）保证接地装置的安全。要注意可靠性联接、机械的强度、防腐与防损坏、足够的载流量和热稳定性、安全距离等因素。（3）等电位连接。低压配电系统实行等电位连接对防止触电和电气火灾事故的发生具有重要作用，等电位连接可降低接地故障的接触电压，从而减轻由于保护电器动作失误带来的危险。（4）装设漏电保护器。除以上预防措施外，还可通过降低电阻来降低接触电压，降低接地电阻的措施有：换土、深埋接地体法、外引式接地装置法、长效降阻剂法等。第二节电气防火三、线路敷设的防火要求（一）架空线路敷设的防火要求架空线路主要由电杆、横担、瓷瓶和导线组成。电杆用来支撑瓷瓶和导线，使导线保持对地高度，保护人身安全；横担用来固定瓷瓶并使导线保持规定线距，防止风吹摆动，形成相间短路；瓷瓶又叫绝缘子，安装在横担上，起着导线对地和导线之间的绝缘作用。第二节电气防火1、对路径的防火要求架空线路不得跨越易燃易爆物品库和有爆炸危险的场所、易燃可燃液体贮罐、可燃助燃气体贮罐和易燃材料堆场，架空线的路径如果与这些有爆炸燃烧危险的部位较近时，必须保持不小于电杆高的1.5倍间距，以防倒杆、发生断线事故，导线短路产生火花电弧，引起爆炸和燃烧。架空线路也不得跨越以易燃材料为屋顶的建筑物和仪可燃材料搭建的露天粮囤、棉花堆垛及其它可燃材料堆垛，以免在架空线发生松弛、风吹摇摆相碰产生的电弧融熔物，落到可燃易燃物上，引起燃烧和火灾。第二节电气防火2、安全距离架空线有高压和低压两种，为确保其安全运行，防止与车体、树木、建筑物相碰引起短路，必须使架空线与上述区域之间，保持一定的水平和垂直距离。第二节电气防火（二）室内、外线路敷设的防火要求室内、外线路应采用绝缘线。在敷设时要防止机械受损，以避免绝缘性能降低。导线连接也要避免造成局部过热。第二节电气防火1、按环境确定敷设方式高温场所应用以石棉、玻璃丝、瓷珠、云母等作为耐热配线。有的闷顶的三、四级耐火等级建筑物，闷顶内的电线，应用金属管配线或带有金属保护的绝缘导线。2、对室内、外线路敷设距离的要求为防止导线绝缘损坏后引起或者，敷设线路时，要注意线间、导线固定点间以及线路与建筑物、地面之间必须保持一定安全距离。第二节电气防火3、室内导线采用不同敷设方式时的防火要求（