电气防火的测试与测量

版本号：V1.0电气防火的测试与测量电气防火的测试与测量热像仪应用工商业的电气系统在极大程度上正在变得更加安全可靠。美国火灾管理局的最新报告分析了2001年的相关数据，评估得出全国47,785场非住宅火灾之中8.7％是由电气配电设备引起的。与1998年相比减少了32％。本文介绍了过热问题的严格的建筑法规、高质量的设备、优秀的系统设计、令人满意的安装质量以及专业的维护都是电气火灾下降趋势中起到推进作用的因素。尽管如此，这项评估还是传递出2001年有4,157座工商业建筑与公共机构建筑遭受了电气火灾的袭击。商业低压系统包含着许多子系统：举几个例子来说，比如开关设备，变压器，配电盘，插座，电机控制装置和照明系统。％是由电气配电设备引起的。与1998年相比减少了32％。本文介绍了过热问题的基本原因，以及用于发现过热问题的测试和工具。接线、绝缘和过流保护是所有这些组成部分的共同点。这些基本机构发生故障是造成许多电气火灾的根源，也是大量电气维护过程的针对目标。《NETA维护试验规范》和《NFPA70B电气设备维护的推荐操作》列出了电气配电系统不同组成部分的测试程序。温度记录测试由《ASTME1934使用红外线温度记录检查电气和机械设备的标准指南》来规范。多数目的为了防止电气火灾的测试也很重视可靠性与安全性，所以优秀的测试程序能够给出上述三项特性。事实上，许多工业保险公司要求提供定期实施电气测试程序的证据。这篇文章回顾了发生过热的基本原因，以及通常用于找出过热问题的试验和工具。许多目的在于防止发生电气火灾的测试也关注于可靠性和安全性，因此，一个良好的测试计划提供这方面的保事实上许多业保险公都要求提供定期电气测试计划的划可提供这三方面的保证。事实上，许多工业保险公司都要求提供定期电气测试计划的证明。电气系统中发生过热的根本原因燃烧需要热量和燃料。电气设备的设计人员在使用防火材料上十分仔细，这样，电气系统中能够燃烧的材料就很少。可燃烧的物质通常来自设备附近的一些材料，而电气系统提供了燃烧所需的热量。热量是电流流动的正常副产物。美国电气规程(NationalElectricalCode)将热量考虑在内，提供了用于建造安全电气系统的一套规则。那么，按照NEC设计和建造的电气系统是如何仍然引起火灾的呢？那么，按照NEC设计和建造的电气系统是如何仍然引起火灾的呢？不良电气接头。振动或热应力可引起配电系统中的接头松动。污染会将电气接头腐蚀。这两个因素都会增加接头的电阻。所有端子和接头都是过热的潜在原因，接头所携载的电流越高，使它保持低电阻就越发重要。如果一个电流为50A的系统中的一个接头仅具有0.1Ω的电阻，它就会在连接处发出250W的能量！并且，如果这种状况持续存在，在接头表面上就会聚积起氧化物，使电阻增加。这最终会导致所谓的“炽热接头”，它会产生大量热量而不会使保护装置脱扣。周期性通断的松动接头还可引起串联电弧。电弧是空气间隙之间的放电。在此情况下，电弧是在接头反复断开时横跨导体之间的很效间隙形成的。所产生的热量非常集中，可导致绝缘故障，如果附近存在易燃材料，还可能引起火灾。开关、继电器和断路器也属于一种接头形式。它们在设计上可反复断开和闭合而不会过热，但它们像其它接头一样，会受到振动、热量和污染的影响。绝缘故障。电气火灾不常发生的原因之一是，绝缘材料的质量与过去相比得到了提高。但任何绝缘系统都会在老化、热量和污染的影响之下而性能下降。绝缘故障的最极端形式是发生短路。在此情况下，两个导体相互接触，并保持在接触状态。所产生的过电流会引起熔断器或断路器断开但如果过电流保护装置没有断开则短路位置上游的电路将会发生过热FlukeCorporation热像仪可望可及，问题点即拍即得更多热像仪信息请参考：。但如果过电流保护装置没有断开，则短路位置上游的电路将会发生过热。如果发生接地故障（涉及设备接地的短路），则断路器也应断开。如果它没有断开，同样会发生过热。如果连接系统中存在限制电流流动的一个阻性接头，则所产生的电流可能不足以使上游保护装置脱扣，但可能仍会引起连接系统中发生过热。版本号：V1.0两个导体靠近、接触或分开时会产生平行电弧。它与上面提到的串联电弧具有相似的特性，但趋向于具有较高的电流。这个电流会引起附近的易燃材料发生燃烧，并使绝缘层的性能进一步下降。电弧会使炽热的金属发出火花，从而引燃附近的易燃材料。如果绝缘材料经受其它故障引起的热量，则它的表面会发生炭化，并开始导电。可能会产生一种称为电弧起痕的现象，从而引起与其它电弧放电类似的强烈局部发热。雷电。接地系统的功能之一就是提供一个通向地的低阻抗通路，它可使雷击通过，从而将破坏降到最低程度。浪涌抑制器的有效作依赖于良好的接地通路定期测试接地系统和接地电极与地之间的电阻有助于确保系统的常作的有效工作依赖于良好的接地通路。定期测试接地系统和接地电极与地之间的电阻有助于确保系统的正常工作。谐波。美国电气系统中电流的频率大多为60Hz。谐波电流含有较高的频率成分，可在整个系统内产生热量。为电机驱动器、计算机、控制系统或生产设备供电等电气负载供电的任何电气系统内都会存在谐波失真。严重的失真以及很高的负载可引起电气系统发生过热，特别是在旧的配电系统中。三次谐波由计算机和其它办公设备等单相负载引起。这个谐波加在三相系统的中线上，可引起规格过小的中线发生过热。通过测试绝缘电阻而避免发生短路。过载。过载。如果负载吸收了过大的电流，则负载上游的系统部件就必须携带该电流。过载的主要防护措施是过载时应断开的过电流保护装置。如果保护装置没有断开，很高的电流就会引起存在过度负载处上游的系统部分发生过热。接线错误。商业楼宇中的电气系统是一个动态的系统。随着时间的推移，承租人会发生变化，生产线会发生移动，新的设备被安装上。在苛刻的条件下，常会发生一些错误，虽然系统可能在短时间内运行还算正常，但可能会产生潜伏的问题。当把保护装置的规格定得过高而没有相应改变导线规格时，就存在潜在的火灾危险。例如，用一个30A的断路器来更换一个20A的断路器，可能会使现有的12AWG导线携载过大的电流。每当将较小规格导线连接到较高电流时会发生类似的情况。针对多于一相的导线使用一条中线作为返回通路可以使负载正常工作，但“共享”的中线很容易过热。用于检测热量和有故障部件的测试与测量掌握检测电气火灾危险的技巧，可以判断出测量中的异常读数。最好的方法是针对特别重要的部件和设备采集基准读数。这种读数为您提供了一个比较点。随后，要养成每年进行这些测试的习惯这些测试还将揭示出系统中其它种类的故障从而达到预测性维护成本节约并起到防止火灾的作用的习惯。这些测试还将揭示出系统中其它种类的故障，从而达到预测性维护成本节约，并起到防止火灾的作用。这里是测试专业人员用于检查过热或趋向于过热的最常见工具和测量方法。目视检查。电是看不见的，但金属和绝缘体的发热可以看到。褪色和炭化是部件发生过热的可靠标志。另外还要留意气味，比如过热部件通常会发出的那种气味。热成像。热成像仪可读取物体发出的红外能量，并生成物体表面温度的可见图像。温度很高的松动接头会在这些热图像中明显显示出来，特别在与温度较低、没有松动的接头相比较之下。这种非接触式测量技术对于检查通电部件和扫描运行中的设备十分理想，但它不能测量密封的（热隔离）绝缘体或接头。和扫描运行中的设备十分理想，但它不能测量密封的（热隔离）绝缘体或接头。同样，必须将配电盘打开，以便使用热成像仪对部件进行测量。在这些情况下，要按照NFPA70E安全规程进行操作，并佩戴合适的人身防护用品(PPE)。接头/开关电阻。对接头进行检查的另一种方法是测量接头的电阻。在一个通电系统中，电阻性接头会引起在接头两侧产生一个可测量的电压降。可以使用一个精确的、具有适宜额定值的手持式电压表来进行这种电压测量。但是，这种测试涉及对通电系统进行测量，因此安全成为一个问题。技术人员必须严格遵守PPE的要求和OSHA的规定。FlukeCorporation热像仪可望可及，问题点即拍即得更多热像仪信息请参考：，使用一个微欧姆计进行测量将会产生更为精确的结果。该工具可使一个10A或更大的DC电流通过接头，并精确测量电压降。这个测试可以几分之一微欧姆的精度显示接头的电阻以确保接头不会发出过多热量，或者识别出可能有危险的接头。