电气防火与防暴

第十讲电气防火与防暴1.电气引燃源•主要分为两类：•危险温度•电火花和电弧•1）危险温度（见下页图过热•1．过热电气设备过热主要是由电流产生的热量造成的。导体的电阻虽然很小，但其电阻总是客观存在的。因此，电流通过导体时要消耗一定的电能，这部分电能转化为热能，使导体温度升高，并使其周围的其他材料受热。对于电动机和变压器等带有铁磁材料的电气设备，除电流通过导体产生的热量外，还有在铁磁材料中产生的热量。因此，这类电气设备的铁芯也是一个热源。当电气设备的绝缘性能降低时，通过绝缘材料的泄漏电流增加，可能导致绝缘材料温度升高。•由上面的分析可知，电气设备运行时总是要发热的，但是，设计、施工正确及运行正常的电气设备，其最高温度和其与周围环境温差(即最高温升)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超过70℃。也就是说，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，发热量要增加，温度升高，达到一定条件，可能引起火灾。过热引起电气设备过热的不正常运行情况：•(1)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，使设备温度急剧上升，大大超过允许范围。如果温度达到可燃物的自燃点，即引起燃烧，从而导致火灾。下面是引起短路的几种常见情况：电气设备的绝缘老化变质，或受到高温、潮湿或腐蚀的作用失去绝缘能力；绝缘导线直接缠绕、勾挂在铁钉或铁丝上时，由于磨损和铁锈蚀，使绝缘破坏；设备安装不当或工作疏忽，使电气设备的绝缘受到机械损伤；雷击等过电压的作用，电气设备的绝缘可能遭到击穿；在安装和检修工作中，由于接线和操作的错误等。引起电气设备过热的不正常运行情况：•(2)过载。过载会引起电气设备发热，造成过载的原因大体上有以下两种情况：一是设计时选用线路或设备不合理，以至在额定负载下产生过热；二是使用不合理，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。引起电气设备过热的不正常运行情况：•(3)接触不良。接触部分是发生过热的一个重点部位，易造成局部发热、烧毁。有下列几种情况易引起接触不良：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；可拆卸的接头连接不紧密或由于震动变松，也会导致接头发热；活动触头，如闸刀开关的触头、插头的触头、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，由于铜和铝电性不同，接头处易因电解作用而腐蚀，从而导致接头过热。引起电气设备过热的不正常运行情况：•(4)铁芯发热。变压器、电动机等设备的铁芯，如果铁芯绝缘损坏或承受长时间过电压，涡流损耗和磁滞损耗将增加，使设备过热。(5)散热不良。各种电气设备在设计和安装时都要考虑有一定的散热或通风措施，如果这些部分受到破坏，就会造成设备过热。此外，电炉等直接利用电流的热量进行工作的电气设备，工作温度都比较高，如安置或使用不当，均可能引起火灾。2）电火花及电弧2．电火花和电弧一般电火花的温度都很高，特别是电弧，温度可高达3000℃一6000℃，因此，电火花和电弧不仅能引起可燃物燃烧，还能使金属熔化、飞溅，构成危险的火源。在有爆炸危险的场所，电火花和电弧更是引起火灾和爆炸的一个十分危险的因素。闪电般的高压电弧2）电火花及电弧电火花分为：工作火花——正常时应无引燃危险，但异常时如：三相刀开关不同时闭合等事故火花——短路、断线其他火花——雷电、静电、电磁感应电气火灾和爆炸的原因工作火花是指：电气设备正常工作时或正常操作过程中产生的。如开关或接触器开合时产生的火花、插销拔出或插入时的火花等。事故火花是：线路或设备发生故障时出现的。如发生短路或接地时出现的火花、绝缘损坏时出现的闪光、导线连接松脱时的火花、保险丝熔断时的火花、过电压放电火花、静电火花以及修理工作中错误操作引起的火花等。此外，还有因碰撞引起的机械性质的火花；灯泡破碎时，炽热的灯丝有类似火花的危险作用。2.危险物质1）分类（按爆炸性物质种类分类）爆炸性物质分三类Ⅰ类：矿井甲烷（CH4）Ⅱ类：爆炸性气体、蒸气Ⅲ类：爆炸性粉尘、纤维2）分级、分组分级——（按爆炸性气体混合物的最大试验安全间隙（MESG）或最小点燃电流比（MICR））分级：Ⅱ类爆炸性气体（分三级）：ⅡA；ⅡB；ⅡCⅢ类爆炸性粉尘（分两级）：ⅢA；ⅢB分组——（按引燃温度即自燃点）分组：•Ⅱ类爆炸性气体（分6组）：•T1、T2、T3、T4、T5、T6•Ⅲ类爆炸性粉尘（分3组）：•T11、T12、T13•见表：爆炸性气体的分类、分级和分组•见表：爆炸性粉尘的分级和分组爆炸性气体的分类、分组和分级引燃温度（℃）及组别T1T2T3T4T5T6类和级最大试验安全间隙(mm)最小点燃电流比T＞450300＜T≤450200＜T≤300135＜T≤200100＜T≤13585＜T≤100Ⅰ1.141.0甲烷ⅡA0.9~1.140.8~1.0乙烷、丙烷、丙酮、氯苯、苯乙烯、氯乙烯、甲苯、苯胺、甲醇、一氧化碳、乙酸乙酯、乙酸、丙烯腈丁烷、乙醇、丙烯、丁醇、乙酸丁酯、乙酸戊酯、乙酸酐戊烷、己烷、庚烷、癸烷、辛烷、汽油、硫化氢、环己烷乙醚、乙醛—亚硝酸乙酯ⅡB0.5~0.90.45~0.8二甲醚、民用煤气、环丙烷环氧乙烷、环氧丙烷、丁二烯、乙烯异戊二烯———ⅡC≤0.5≤0.45水煤气、氢、焦炉煤气乙炔——二硫化碳硝酸乙酯爆炸性粉尘的分组、分级引燃温度（℃）及组别T11T12T13种类和级别T＞270200＜T≤270140＜T≤200非导电性可燃纤维木棉纤维、烟草纤维、纸纤维、亚硫酸盐纤维、人造毛短纤维、亚麻木质纤维—ⅢA非导电性爆炸性粉尘小麦、玉米、砂糖、橡胶、染料、苯酚树脂、聚乙烯可可、米糖—导电性爆炸性粉尘镁、铝、铝青铜、锌、钛、焦炭、炭黑铝（含油）、铁、煤—ⅢB火炸药粉尘—黑火药、TNT硝化棉、吸收药、黑素金、特屈儿、泰安3.危险环境（危险区域等级）1）气体、蒸气爆炸危险环境根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间，对危险场所分区，分为：0区、1区、2区。0区（0级危险区域）——正常运行时连续或长时间出现或短时间频繁出现爆炸性气体、蒸气或薄雾的区域。例如：油罐内部液面上部空间。危险环境（危险区域等级）1区（1级危险区域）——正常运行时可能出现（预计周期性出现或偶然出现）爆炸性气体、蒸气或薄雾的区域。例如：油罐顶上呼吸阀附近。危险环境（危险区域等级）2区（2级危险区域）——正常运行时不出现，即使出现也只可能是短时间偶然出现爆炸性气体、蒸气或薄雾的区域。例如：油罐外3m内。注意：释放源和通风条件的影响2）粉尘、纤维爆炸危险环境粉尘、纤维爆炸危险区域——指生产设备周围环境中，悬浮粉尘、纤维量足以引起爆炸；以及在电气设备表面会形成层积状粉尘、纤维而可能形成自燃或爆炸的环境。根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间，将此类危险环境划为10区和11区。粉尘、纤维爆炸危险环境10区——指正常运行时连续或长时间或短时间频繁出现爆炸性粉尘、纤维的区域。11区——指正常运行时不出现爆炸性粉尘，纤维，仅在不正常运行时短时间偶然出现爆炸性粉尘、纤维的区域。划分粉尘、纤维爆炸危险环境的等级时，应考虑粉尘量的大小、爆炸极限的高低和通风条件3）火灾危险环境火灾危险环境按下列规定分为21区、22区和23区。21区——具有闪点高于环境温度的可燃液体，在数量和配置上能引起火灾危险的环境。22区——具有悬浮状、堆积状的可燃粉尘或纤维，虽不可能形成爆炸混合物，但在数量和配置上能引起火灾危险的环境。23区——具有固体状可燃物质，在数量和配置上能引起火灾危险的环境。图例：释放源接近地坪时易燃物质重于空气、通风不良的生产装置区3）7.5m7.5m7.5m0.6m15m30m地坪下的坑、沟第二级释放源地坪1区2区附加2区4.防爆电气设备和防爆电气线路防爆电气设备类型按照使用环境，防爆电气设备分成两类：Ⅰ类——煤矿井下用电气设备；Ⅱ类——工厂用电气设备。按防爆结构型式，防爆电气设备分为以下类型（括弧内字母为该类型标志字母）：•(1)隔爆型（d）•(2)增安型（e）•(3)充油型（o）•(4)充砂型（q）•(5)本质安全型（ia、ib）分为ia级和级ia——在正常工作、发生一个故障及发生两个故障时不能点燃爆炸性混合物的电气设备，主要用于0区；ib——正常工作及发生一个故障时不能点燃爆炸性混合物的电气设备，主要用于1区。•(6)正压型（p）•(7)无火花型(n)•(8)特殊型（s）防爆电气设备的标志•防爆型电气设备外壳的明显处，须设制清晰的永久性凸纹标志。设备铭牌的右上方应有明显的“Ex”标志。•防爆标志表示法：防爆型式类别级别组别•例如：dⅡBT3——表示Ⅱ类B级T3组的隔爆型电气设备；•iaⅡAT5——表示Ⅱ类A级T5组的ia级本质安全型电气设备。•如有一种以上复合防爆型式，应先标出主体防爆型式，然后标出其他防爆型式。•如epⅡBT4——表示主体为增安型，并有正压型部件的防爆型电气设备。气体、蒸气爆炸危险环境电气设备选型爆炸危险环境区别0区1区2区电气设备类别本质安全型本质安全型隔爆型正压型充油型增安型本质安全型隔爆型正压型充油型增安型无火花型笼型感应电动机○○△○○○○直流电动机△△○○○变压器（包括启动用）△△×○○○○开关、短路器○○熔断器△○控制开关及按钮○○○○○○○操作箱、柜○○○○配电盘△○固定式灯○×○○携带式电池灯○○指示灯类○×○○镇流器○△○○信号、报警装置○○○○×○○○○插接装置○○电气测量表计○○×○○○粉尘防爆电气设备外壳的分类•粉尘防爆电气设备外壳按其限制粉尘进入设备的能力分两类。尘密外壳：外壳防护等级为IP6X，标志为DT。防尘外壳：外壳防护等级为IP5X，标志为DP。6.电气灭火•1）触电危险和断电•触电危险：•①电气设备或电气线路发生火灾，如果没有及时切断电源，扑救人员身体或所持器械可能接触带电部分而造成触电事故。•②使用导电的火灾剂，如水枪射出的直流水柱、泡沫灭火器射出的泡沫等射至带电部分，也可能造成触电事故。•③火灾发生后，电气设备可能因绝缘损坏而碰壳短路；电气线路可能因电线断落而接地短路，使正常时不带电的金属构架、地面等部位带电，也可能导致接触电压或跨步电压。•因此，发现起火后，首先要设法切断电源！切断电源应注意以下几点：•(1)火灾发生后，由于受潮和烟熏，开关设备绝缘能力降低，因此，拉闸时最好用绝缘工具操作。•(2)高压应先操作断路器而不应该先操作隔离开关切断电源，低压应先操作电磁启动器而不应该先操作刀开关切断电源，以免引起弧光短路。•(3)切断电源的地点要选择适当，防止切断电源后影响灭火工作。2）带电灭火安全要求•(1)应按现场特点选择适当的灭火器。二氧化碳灭火器、干粉灭火器的灭火剂都是不导电的，可用于带电灭火。•泡沫灭火器的灭火剂(水溶液)不宜用于带电灭火。（因其有一定的导电性，而且对电气设备的绝缘有影响）•(2)用水枪灭火时宜采用喷雾水枪，这种水枪流过水柱的泄漏电流小，带电灭火比较安全。•用普通直流水枪灭火时，为防止通过水柱的泄漏电流通过人体，可以将水枪喷嘴接地；也可以让灭火人员穿戴绝缘手套、绝缘靴或穿戴均压服操作。•(3)人体与带电体之间保持必要的安全距离。用水灭火时，水枪喷嘴至带电体的距离：电压为10kV及其以下者不应小于3m。•3）充油电气设备的灭火•充油电气设备的油，设备外部起火，可用二氧化碳、干粉灭火器带电灭火。如火势较大，应切断电源，并可用水灭火。•如油箱破坏，喷油燃烧，火势很大时，除切断电源外，有事故储油坑的应设法将油放进储油坑，坑内和地面上的油火可用泡沫扑灭。•要防止燃烧着的油流入电缆沟而顺沟蔓延，电缆沟内的油火只能用泡沫覆盖扑灭。