低压配电系统短路的火灾危险性及防范对策

低压配电系统短路的火灾危险性及防范对策[防火研究]湖北省荆门市消防支队陈万红近年来，低压配电系统电气火灾已经成为影响社会消防安全的突出问题。短路不仅是引起电力系统严重故障的重要原因，而且也是引发电气火灾的主要原因之一。因短路故障引发的电气火灾几乎达到了电气火灾总数的60％以上。低压配电系统中的短路保护装置常由于选型和设置不当，而起不到应有的作用。因而加强低压配电系统管理，防止短路故障的发生，分析掌握短路的原因，合理选择和设置短路保护装置，加强短路保护成为当前预防电气火灾的重点。一、短路的类型、主要原因及火灾危险性短路是指电力系统中不同相的导线直接金属性连接或经过小阻抗连接。短路按短路相线的多少可分为三相短路、两相短路和单相短路。按供电系统中性点接地情况又可分为相间短路和接地短路。常见的380／220V的三相四线制低压配电系统，是中性点直接接地的系统，发生的短路多为两相短路、单相短路。造成短路的主要原因是电气装置的载流部分绝缘损坏。造成绝缘损坏主要有以下几种情况。１、安装不当。在安装过程中，由于机械原因造成绝缘层被剥落、破损。例如在电线穿管时，由于未对管口进行打磨处理或使用穿管器保护，以致穿管时造成电线绝缘层划破。２、绝缘层老化。绝缘层多是采用橡胶、塑料等材料制成，长期使用，受光照、温度的影响材料会逐步老化，发断裂现象。３、过电压。由于雷击、低压电器误接高电压等瞬时高电压，造成绝缘层被击穿。这些都是形成短路事故的直接条件，必须做好预防工作，防止或避免上述条件的形成。短路对导体、电气设备、电能用户及整个电力系统都会产生严重的后果。形成火灾危险的主要是短路电流的热效应。低压配电系统短路时，短路电流一般超过正常工作电流的十几倍甚至几十倍，可达到上万安培，由于时间短，生产的热量使导线和电气设备温度急剧上升，进一步造成绝缘损坏，引燃绝缘层和周围可燃物。严重时，导体本身会被熔化，熔滴亦会引燃可燃物，酿成火灾事故。热效应是短路导致火灾的直接原因，因而必须加强短路保护，将短路事故的影响降低到最小限度，减少或避免形成火灾事故。二、短路的防范对策---短路保护及短路的预防。短路的防范对策应包括短路保护及短路的预防两个方面。两者对于保证电网的正常运行、保护电气设备都具有十分重要的作用。短路保护为保证电网或电力设备免受短路危害而在电网中设置熔断器等保护性装置，是一个电工学概念。短路的预防是指为避免电力网中不同相线的导线直接金属性连接或经过小阻抗连接而采取的有关措施、方法。前者是为了将短路的危害降低到最小程度，后者是为了防止短路条件的形成。（一）短路保护。《低压配电装置及电路设计规范》明确规定：配电线路应装设短路保护，各保护之间应有选择性的配合。保护装置间的选择性配合是为了使线路发生故障时，尽可能的缩小事故面，使停电范围限制在发生短路故障的最小的局部区域内。这是选择短路保护装置的原则。最常见的短路保护装置是熔断器和自动空气开关。１．熔断器的安装位置及选型熔断器是低压配电系统中运用最为广泛的一种短路保护装置。当发生短路故障时，它具有快速熔断，将被保护设备与网络隔离的特点。熔断器一般由熔体和熔管或熔座组成。应安装在各级被保护设备的电源端的不接地的各相线上。对兼作地线的零线，严禁装设熔断器。为使配电线路按照预期的电流和预定的时间切断，必须依据熔断器保护特性曲线正确选择适当额定电流的熔体。对低压配电系统应选择热惯性较小的熔体，其熔体的额定电流应大于被保护线路的负荷计算电流，并保证出现正常过负荷（如电动机起动等）熔体不会将线路断开。同时，为达到保护动作的选择性，各级保护之间应有相应的配合，一般要求上一级保护的熔体额定电流比下一级的大2～3级，并且熔体的额定电流不应大于电缆或穿管绝缘导线充许载流量的２.５倍，明敷绝缘导线充许载流量的１.５倍。２．自动空气开关的选型。自动空气开关按用途亦可分为“配电用”、“保护电动机用”和“照明线路用”三种，目前的自动空气开关多由电磁脱扣器和热脱扣器等组合而成的，兼有短路、过负荷和欠压等多种保护特性。因而自动空气开关一般具有三个额定电流，即自动开关的额定电流，电磁脱扣器的额定电流，热脱扣器的额定电流。在选择时应经过整定计算，考虑各保护之间的配合，一般地，按上述顺序，前者不应小于后者，且均应大于线路的负荷计算电流，均小于导线长期充许载流量。当用于低压配电系统最末一级短路保护时，应尽量选用只带瞬时或短延时过电流脱扣器的自动空气开关。为保证自动空气开关的可靠动作，最后还必须按短路电流和导体充许载流量来校验其灵敏性。对三相四线制的低压系统，自动空气开关电磁过流脱扣器的整定电流应小于被保护线路最小单相短路电流的0.5０~0.67倍。同时，对瞬时或短延时自动空气开关，其整定电流应小于导体充许载流量的4.5倍，对长延时自动空气开关，其整定电流应小于导体充许载流量的１.１倍。由此可见，为合理配置短路保护装置，对熔断器自动空气开关的选择均应综合考虑多种因素，不能单纯只考虑某一个方面，否则往往会造成短路保护装置起不到应有的作用。（二）短路的预防短路的预防就是要采取必要的措施，防止短路的条件的形成，应做好以下几个方面的工作。1．在低压电力系统安装阶段，应科学施工，防止施工中由于操作不当造成电流载体绝缘层机械性损伤。例如导线在穿钢管敷设时，应将钢管口磨钝，或加上柔性护套，防止其切口将导线绝缘层划破。２．定期对配电线路和电气设备的绝缘层进行检查，发现损坏要及时采取补救措施，对已老化的线路要及时更换。３．防止用电设备过负荷运行，保持配电线路和用电设备正常的散热条件。过负荷运行和散热条件不良，会导致配电线路及用电设备温度上升，常期超温运行会加速绝缘层的老化速度，缩短使用寿命，甚至导致绝缘层自燃，直接引发火灾。４．加强检修等工作的管理，严格操作规程，防止鼠鸟灾害。运行操作人员在检修等工作中常由于疏忽大意，致使导线的直接金属性跨接，造成短路事故。另外配电室等场所应严格防止鼠鸟的进入，防止因鼠鸟的跨接，造成短路事故。