预防电火花引发的电气火灾和爆炸

　　摘要　电火花作为一种常见的着火源， 往往引发严重的火灾和爆炸事故。本文拟就其产生的原因、性质和防范措施作一些探讨。

　　关键词　电火花　工作火花　事故火花　电气火灾　爆炸

　　电气火灾和爆炸事故在火灾和爆炸事故中占有很大比例， 从近年来火灾统计来看， 电气火灾具有上升的趋势。电气火灾来势凶猛，并且往往在人们意想不到的时候突然发生，因而常常造成严重的后果。而这其中， 由电火花引起的电气火灾占很大的比重。如某厂320kVA 的车间变压器， 由于内部短路， 产生电弧， 使变压器油剧烈分解汽化， 油箱内部压力剧增， 拉断箱盖螺栓， 张开大口， 喷油燃烧；

　　烧伤室外距变压器8m 处人的面部； 由于没有储油设施， 油火流出变压器室， 沿地板缝流下， 点燃下层电缆及其他可燃物， 并沿电缆燃烧， 将上层配电室和控制室烧毁。又据《北京青年报》报道某市一消费者将两岁的女儿放在购置仅一个月的电热毯上睡觉， 数小时后由于电阻丝断裂产生电火花， 电热毯起火， 引燃床上衣物， 小女孩惨遭横祸， 抢救无效死亡。

　　由此可见， 电火花引起的电气火灾事故不仅出现在工业生产中也常出现在日常生活中。因而防止这种电气火灾事故对于维护正常生产和生活秩序， 减少财产损失， 保持社会稳定， 促进生产发展具有现实意义。

　　1　电火花产生的原因和条件

　　电火花是电极间的击穿放电， 电弧是大量的火花汇集成的， 一般电火花的温度很高，特别是电弧， 温度可达到3000～ 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， 形成着火源。

　　在日常生产和生活中， 电火花是经常可见到的， 电火花可以分为工作火花和事故火花两类。

　　1.1　工作火花　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火花， 如直流电机电刷与整流片接触处产生的火花；电焊机电焊时产生的火花； 开关或接触器开关时的火花及其插销拔出或插入时的火花等。

　　电火花能否构成火灾危险， 主要取决于火花能量， 即引火电流、电压及作用时间； 断路电感； 产生电弧或电火花的电极大小、材质和形状； 周围混合物的化学性质及其最小点火能。

　　例如切断电感电路时， 断口处将产生强烈电弧， 危险性很大， 其火花能量可按下式估算。

 

　　式中， L 和I 分别是电路中的电感和电流， 当该火花能量超过周围空间爆炸混合物的最小引燃能量时， 即可能引起爆炸。如某厂一个使用氢气的车间， 氢气逸漏在门窗关闭的室内， 达到了爆炸浓度， 由于室内灯具、开关等电气设备都不是防爆型的， 在开电灯时，电火花引起爆炸， 设备、厂房均被炸毁。

　　1.2　事故火花　事故火花是线路或设备发生故障时出现的火花。如电路发生故障、保险丝熔断的火花、导线过松导致短路或接地时产生的火花。变压器、多油断路器等高压电气设备由于绝缘质量降低内部可能发生闪燃，并使绝缘油分解， 引起燃烧或爆炸， 多油断路器油面过低或操作机构失灵， 不可能有效地熄灭电弧， 可引起火灾或爆炸(多油断路器油面过高， 由于断路时没有足够的缓冲空间， 也可能引起爆炸) ； 导线连接松脱时产生火花等。

　　事故火花还包括由外来原因产生的火花。如雷电火花、静电火花、高频感应火花等。雷电火花包括各种反击放电火花， 火花能量很大， 危险性较大。静电火花指工艺过程中产生和积累足够的静电， 以至局部电场强度超过电介质的击穿场强， 发生放电， 产生静电火花。高频感应电火花是指吊车、管道系统、构架、避雷针等大型金属结构发射台附近接受高频能量， 其导电系统开、闭时产生的火花。除上述外， 电动机转子和定子发生磨擦(扫膛) 或风扇与其他部件相碰击都会产生火花， 这是由碰撞引起的机械性质的火花。

　　2　电火花的控制与防范

　　2.1　保持电气设备的电压、电流、温升等参数不超过允许值。

　　2.2　严格禁止乱拉线、乱接线， 保持电气线路的绝缘良好； 保持电气连接部位接触良好；铝芯绝缘导线或电缆的连接， 应采用压接、熔接或钎焊。引入电机或其他电气设备的电源线连接头应采取防松措施。动力电缆、绝缘导线中间不得有接头。引入防爆电气设备的各种电缆， 均须采取弹性密封或其他方法密封。　

　　2.3　开关、插销、熔断器、电热器具、照明器具、电焊设备、电动机等应根据需要， 适当避开易燃物或易燃建筑构件。天车滑触线的下方， 不应堆放易燃物品。

　　2.4　在有爆炸危险的场所， 应根据电气设备产生火花、电弧的情况和电气设备表面的发热温度， 采取各种防爆措施。对于不同等级的场所应当使用合适的型号和容量的电气设备。在爆炸危险场所， 还应尽量少用携带式电气设备， 应尽量少装插销座和局部照明灯。

　　2.5　正常运行时产生火花的电气设备， 在危险场所使用时， 应首先考虑安装在爆炸危险场所以外或另室隔离。长期不用的电气设备，均应与电源完全切断(如断开高压用电设备线路上的断路器及卸下低压设备上的保险丝套筒)。保险丝套筒应装在有爆炸危险厂房的外面。为了避免产生火花， 在爆炸危险场所更换灯泡应停电操作。

　　2.6　电气设备(机壳、导线管、防护装置等)应进行可靠接地。

　　2.7　保持电气设备清洁有利于防火。设备脏污或灰尘堆积既降低设备的绝缘又妨碍通风和冷却， 特别是正常时有火花产生的电气设备， 很可能由过分脏污引起火灾。

　　2.8　采取相应的防静电措施。如将容易积累静电的设备可靠接地； 使用抗静电剂； 采用静电消除器； 合理选择材质搭配， 消除静电的附加源； 增湿、加快静电逸散等。以上只是关于防止电火花引发火灾和爆炸事故的基本措施， 具体到生活和生产的各个方面， 需要制定具体的防范措施。但只要掌握电火花形成的机理， 做到有备无患， 就完全有可能避免由于电火花给我们带来的灾难。