接地故障导致的电气火灾及防范措施

　　引发电气火灾的原因很多,由接地故障漏电引发的火灾不断发生。而且,它比一般短路引起的火灾更具隐蔽性,后果更为严重。电气接地故障是指相线和电气装置的外露导电部分(设备的金属外壳、敷线管槽、电气装置的构架等)、装置的外导电部分(包括水,暖、煤气,空调的金属管道和建筑物金属结构等)以及大地之间的短路,通常,一幢建筑物内存在着多种接地。如系统接地、保护按地、防雷接地、电子设备接地等等。由于这几种接地的作用各不相同,在实际使用中相互影响,如果措施不当,轻则影响用电设备的正常工作,重则影响人身安全。

　　1 接地种类

　　1.1 系统接地

　　系统接地是系统电源的某一点接地,这个点通常是电源(变压器、发电机)的中性点,系统接地和保护接地系统接地的主要作用是使系统能正常运行。如,当发生雷击时,地面瞬变电磁场使低压电线路感应出幅值很高的瞬态过电压,线路对地绝缘,因而承受很高的冲击电压,系统接地后由于雷电流对地泄放降低了线路埘地的瞬态过电压,从而减轻了线路被击穿的危险。

　　1.2 保护接地

　　保护接地是配电系统负荷侧电气设备金属外壳和敷线用的套管、线槽等电气装置的外露导电部分直接接地,为故障电流提供返回电流通路,使保护电器能够及时切断电流,从而起到防电击和防电气火灾的保护作用。

　　1.3 防雷接地

　　以前雷电对建筑群的破坏主要是直接的,如雷击屋檐,引起断裂,破碎等,最为严重的是由于雷击引发火灾,历史上曾多次发生这些雷害事件。如今又出现了一个新的问题,出于防火、防盗、信息管理、自动化管理的需要,近年来,在建筑物中陆续安装了一些电子信息设备,而这些电子设备的耐压水平低,对电磁干扰特别敏感。在雷击建筑物的防雷系统时,强大的雷电流沿引下线泄放入地,在室内空间会产生强烈的电磁暂态过程,对其周围的电子设备系统造成干扰,引起电子系统的误动,甚至造成电子系统的损坏。

　　2 共用接地与独立接地

　　从电气安全的观点上看,最经济实用的接地措施应采用等电位联接,而总的等电位联接实际上就是共用接地。若一幢建筑物的几种接地采用的是各自独立接地,特别是当防雷装置被雷击时,其电位瞬间会很高(最高可达万伏级)使人身遭受电击或引起引发发火灾,损坏设备等事故的概率也大大高于用采共用接地的情况。当采用共用接地时,雷电流在冲击接地阻上产生的电位将存在于原为零电位的共用接地装置上。这时各种接地基本上处于同一电位,引发事故的概率就大大地减少了,因此,在规范内,除特殊要求外,尽可能地采用共用接地。当然,我们所讲的“共用接地”的接地方式在工程中是有条件的,是严格一点的接地方式,不是随意的混接和就近接地,也不是只把各种接地系统连接在一起的所谓共用接地,否则会变成实质上的多点接地方式。

　　3 造成接地故障的原因

　　造成接地故障的原因,归纳起来,主要以下几种:

　　3.1 低压配电系统中设备安装、线路敷设为非电气专人员,素质参差不齐,施工质量难以保证。

　　3.2 电气线路及设备疏于检查,因过负荷或使用年限长等原因绝缘老化。

　　3.3 选用电气产品,不符合质量要求。

　　3.4 外界因素。水份浸入、挤压、鼠咬致绝缘破坏等。

　　4 接地故障引发火灾原因

　　4.1 故障电流起火

　　电弧性故障接地电流引起火灾,其故障点往往是接触不良,似接非接,故障点产生电弧。电火花具有很大的阻抗,限制了故障电流,使过流保护开关不能动作或延缓动作,故障点局部高温达2000～3000℃,容易引燃近旁的可燃物质。由于故障电弧阻抗大,220V相压大部分降落在电弧上,接地电压大大减小,一般不会招致人身电击。还有一种保护地线端子处连结不实,往往不易被发现。此时,设备照常工作,一旦发生接地故障,连接端口处产生高温或电弧,燃烧可燃物质,不仅可能烧毁开关设备、导线,电缆,更甚者可能引起恶性电气短路,引发火灾。

　　4.2 故障电压起火

　　接地故障除产生故障电流外,还能使电气装置的外露导电部分带对地故障电压,它就是通常引起电击故障的接触电压。故障电压可来自电气装置内部,也可来自电气装置的外部。接地故障发生过程中,如不及时切断电源,故障电压会沿保护地线传导,使所有与之相连的电气装置金属外壳带有对地接触电压,这时就有可能向邻近低电位的水暖、煤气管等金属构件引发电弧成为火源。仅20V的维持电压就可使电弧连续发生;同样引燃周围可燃物及可燃气体。

　　5 接地故障引发火灾防范措施

　　防止接地故障火灾首先应在电气线路和设备的选用和安装上尽量防止绝缘损坏导致接地故障的发生,但完全杜绝其发生是不可能的。故障点熔焊的接地故障易引起人身电击事故;而打火花、拉电弧的接地故障易引起电气火灾。

　　严格按低压电气装置操作规程施工。做好交工验收,杜绝一切人为造成的接地故障发生。

　　装饰、装修工程严格执行《建筑内部装修设计防火防范》不用或尽量少用可燃材料,电气线路穿过可燃物时应穿管保护,设置专用接地绝缘线。

　　配电装置与可燃物应有足够的安全距离。确实分不开的,应做好隔热保护措施。

　　采用过电流保护兼作接地故障保护时,按低压配电设计按规范验算,满足切断故障回路时间,合理选用保护电器过流保护值。

　　按规范核选接地保护截面,较大的截面及较小重复接地电阻能增大故障电流,有利于保护装置动作的灵敏度。

　　电气线路应从防火要求宜采用铜芯线,铜芯线接头不易氧化和腐蚀,且强度高,接头接触电阻小。

　　装设漏电保护器。低压配电系统,过电流兼接地故障保护并非完全可靠,理论计算满足了,而实际中变化因素很多。如产品质量,维修管理,及使用中参数变化等。因此不能有效地防止接地故障引发的火灾,而具有漏电保护功能的断路器对电弧短路有很高动作灵敏度,能及时切断电源,防止火灾发生。

　　6 总束语

　　随着科技的飞速发展,电气接地故障引起火灾是不容忽视的,应该充分认识其发展和形成原因,结合具体设计和施工的实际,采取一系列的措施,力争做到万无一失,防患于未燃。合理选用、科学设置漏电保护器,而采用总等电位联结和局部等电位的最根本措施,也将是安全用电的发展趋势。