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培训模块五-电气线路和设备防火常识(二)

发布于:2020-11-10

培训模块五-电气线路和设备防火常识(二)

培训项目2   电气线路和设备防火常识

5.电缆防火、阻燃对策

电缆着火延燃的同时,往往伴生出大量有毒烟雾,因此使扑救困难,导致事故的扩大,损失严重。防止电缆火灾发生与阻燃对策有:

1)远离热源和火源

缆道尽可能远离热力管道及油管道,其最小允许距离见表5-2-3。当现场实际距离小于表中数值时,应在接近交叉段前后1m处采取保护措施。可燃气体或可燃液体管沟,不应敷设电缆。若敷设在热力管沟中,应有隔热措施。 在具有爆炸和火灾危险的场所(如制氢站、油泵房等) 不应架空明敷电缆。对处于充油电气设备(如高压电流、电压互感器)附近的电缆,应埋地、穿管敷设。

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2)封堵电缆孔洞

对通向控制室电缆夹层的孔洞、沟道、竖井的所有墙孔,楼板处电缆穿孔,和控制柜、箱、表盘下部的电缆孔洞等,都必须用耐火材料严密封堵。绝不能用木板等易燃物品承托或封堵,以防止电缆火灾向非火灾区蔓延。

封堵孔洞常用材料有防火堵料(有机或无机)、防火包和防火网三种。防火包和防火网主要应用在既要求防火又要求通风的地方。即正常时可保持良好通风条件,当有火灾时利用其膨胀作用将孔洞堵死,阻止火灾蔓延。

 

3)防火分隔

设置防火墙、阻火夹层及阻火段,将火灾控制在一定电缆区段,以缩小火灾范围。在电缆隧道、电缆沟及托架的下列部位应设置带门的防火墙:不同厂房或车间交界处,进入室内处,不同电压配电装置交界处,不同机组及主变压器的缆道连接处,隧道与主控、集控、网控室连接处。长距离缆道每隔100m处等,均应设置防火墙。在电缆竖井可用阻火夹层分隔,对电缆中间接头处可设阻火段达到防火目的。电缆隧道内应按机、炉分片设置阻火墙或防火门。对同一隧道内的电缆应视其负荷等级的重要程度,采取不同防火材料(如涂料、槽盒、包带等)予以分开。

 

4)防止电缆因故障而自燃

对电缆构筑物要防止积灰、积水,确保电缆头的工艺质量。对集中的电缆头要用耐火板隔开,并对电缆头附近电缆刷防火涂料。高温处选用耐热电缆,对消防用电缆作耐火处理,加强通风,控制隧道温度,明敷电缆不得带麻被层。

5)设置自动报警灭火装置

可在电缆夹层、电缆隧道的适当位置设置自动报警与灭火装置。

 

三、电气设备防火

电气设备狭义上是发电机、变压器、电力线路、断路器等电力设备的统称,而在广义上还应包括电器设备,是对供配电设备和用电设备的统称。这些设备中防火的重点是变压器、断路器、电容器、电动机、照明设施和电加热设备等。

电气设备的火灾从根本上说是由于设备本身的故障所致,因此要预防乃至杜绝电气火灾,就必须对电气故障的原因进行细致深入的研究。在实际工作中必须考虑到发生某种程度的故障的可能性,以及熟知排除故障必须采取的应急措施。

 

1.油浸电力变压器防火

电力变压器是根据电磁感应原理,以互感现象为基础,将一定电压的交流电能转变为不同电压交流电能的设备。电力变压器按其在电力系统中输配电力作用的不同可分为升压变压器、降压变压器和配电变压器,按其冷却介质不同又可分为干式变压器和油浸式变压器。油浸式变压器是电力变压器中应用最普遍的一种。

 

1)导致变压器火灾的原因

油浸电力变压器内部充有大量绝缘油,同时还有一定数量的可燃物,如果遇到高温、火花和电弧,容易引起火灾和爆炸,从而导致变压器发生火灾。

1)由于变压器产品制造质量不良、检修失当、长期过负荷运行等,使内部线圈绝缘损坏,发生短路,电流剧增,从而使绝缘材料和变压器油过热。

2)线圈间、线圈与分接头间、端部接线处等,由于连接不好,产生接触不良,造成局部接触电阻过大,从而导致局部高温。

 

3)铁芯绝缘损坏后,涡流加大,温度升高。

4)当变压器冷却油油质劣化后,雷击或操作过电压会使油中产生电弧闪络。油箱漏油后,冷却散热能力下降,变压器会过热。

5)用电设备过负荷、故障短路、外力使瓷瓶损坏。在此情况发生时,如果变压器保护装置设置不当,会引起变压器的过热。

 

2)变压器防火措施

1)设计选型时,要注意选用优质产品,并进行严格的检查试验。按照规定“变压器应能承受二次线端的突发短路作用无损坏“因此平时承受较大内压、切除故障时起灭弧的油箱应特别注意,其强度应与其他部位相同。

2)设置完善的变压器保护装置,按照相应的设计规范,对不同容量等级和使用环境的变压器选用熔断器、过电流继电器的保护装置以及气体(瓦斯继电器)保护、信号温度计的保护等,从而使变压器故障时,能及时发现并切除电源。

 

3)注意运行、维护工作。定期对绝缘油进行化验分析,做好巡视检查,及时发现异常声音、温度等,并要保持变压器良好的通风条件。变压器不宜过负荷运行,事故过负荷不得超过有关规定值。

 

2.断路器防火

断路器是电力系统配电装置中的主要控制元件,正常时用以接通和切断负荷电流,短路时通过保护装置可自动切断短路电流。断路器的类型很多,根据其灭弧介质的不同,主要有油断路器、SF6断路器和真空断路器。

1)火灾危险性分析

油断路器在运行中,油箱内的油量必须符合油标规定的要求,若油量过多,空气垫小,切断大电流时,使油箱所受压力升高,可能造成油箱爆炸;若油量过少,会使油气、氢气等从油中析出时路径过短,使其在油中没有得到足够冷却就与油面上部空间的油气混合物接触,有可能将其引燃,产生爆炸、火灾危险。

 

油断路器潜在的火灾危险性,除油面过高或过低外,还可能是:

1)断路器的断流容量不够,切不断电弧。电弧高温将使绝缘油分解,产生过多的气体,引起爆炸。

2)脱扣弹簧老化或螺杆松动造成压力不足,或触头表面粗糙,导致合闸后接触不良,分闸时电弧不能及时被切断,使油箱内产生过多的气体。

3)油质不洁含有杂质,长期运行老化或受潮,分闸时引起了内部闪络。多油断路器与少油断路器相比,其缺点是油量多,   这不仅使油断路器的体积和质量显著增加,而且增加了爆炸和火灾的危险性。油量多,给检修也带来了困难。因此多油断路器已逐渐被少油断路器、SF6断路器、真空断路器等所取代。

 

2)断路器防火措施

根据大量事故分析,油断路器通常采用的防火措施是:

1)断路器的断流容量必须大于电力系统在其装设处的短路容量。

2)安装前应严格检查,使其符合制造技术条件。

3)经常检修进行操作试验,确保机件灵活好用。定期试验绝缘性能,及时发现和消除缺陷。

4)防止油箱和充油套管渗油、漏油。

5)发现油温过高时应采取措施,取出油样进行化验。如油色   变黑、闪点降低、有可燃气体逸出,应换新油。这些现象也同时说明触头有故障,应及时检修。

6)切断故障电流之后,应检查触头是否有烧损现象。

 

3.电容器室防火

电容器在变配电所用于功率因数补偿,1000V以上的电容器常安装在专用的电容器室,耐火等级为二级;1000V以下的电容器或电容器数量较少时,可安装在低压配电室或高压配电室中。

电容器是用1~3mm厚的薄板作为外壳。芯子常用铝箔作极板,两极板之间用电容纸作介质,也有用聚丙烯、聚苯乙烯等塑料薄膜作介质的。芯子装入油箱内,并充以电容器油,起绝缘和散热作用。电容器油的闪点在130-140℃。电力电容器如图5-2-3所示。

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电容器运行中常见的故障有渗漏油、鼓肚和喷油等。其防火措施有:

1)防止过电压。运行电压不超过1.1倍的额定电压,       运行电流不宜超过1.3倍的额定电流。

2)保持良好的通风条件,室内温度不宜超过40℃。

3)加强维护,做到无鼓肚、渗漏油、套管松动和裂损、火花放电等不良现象。

4)接地线要连接良好。

5)设置可靠的保护装置。用熔断器保护时,熔断器的额定电流不应大于电容器额定电流的1.3倍。

 

对于供高压开关试验用的电容器堆,由于电容器数量多,总油量大,占地面积和空间大,所以一旦发生火灾,扑救工作困难,造成的损失大。因此,除采取上述措施外,还应设置适于扑灭电气火灾的固定灭火装置。

 

4.电动机防火

电动机是工业生产中使用最广泛的设备,其能将电能转化为机械能。电动机根据其旋转和所接交流电源频率的关系可分为同步电动机和异步电动机。工业中使用最多的是异步电动机,尤以交流三相异步电动机应用最为广泛。异步电动机的应用已有近百年的历史,其理论已经很成熟,由于面广量大,使用过程中的安全与防火问题较为突出。

 

1)电动机的火灾危险性及其分析

电动机的火灾危险性在于其内部和外部的如制造工艺和操作运行等种种原因所造成的发热。主要有:电源电压波动,频率过低;电动机运行中发生过载、闷车(卡住)、碰壳(定子与转子相碰);电动机绝缘破坏,产生漏电,甚至发生相间、匝间短路;绕组断线或接触不良;选型和起动方式不当等。

电动机的主要起火部位是绕组、引线、铁芯和轴承。电动机事故的形成乃至起火既有电气方面的原因,也有机械方面的原因,其主要火灾原因有:

 

1)过载。过载即电动机所带机械负荷大于电动机的额定输出机械功率。电动机的过载原因一般多是选型不当造成所谓“小马拉大车”现象;另外转子与定子互相摩擦(扫膛),也会使机械阻转矩增大。电气方面则有电源电压下降过多,引起输出的电磁转矩剧烈下降,接近或小于负载转矩,或由于负载方面故障使负载转矩突然上升,严重时出现负载转矩大于电动机的最大输出转矩,结果造成“闷车”(电动机带不动负载而停机、停转),有时因转子被卡死(这时理论上阻转矩为无限大)而闷车。

 

电动机过载后会出现如下现象:

①电动机定子过电流。

②电动机整机或局部过热。

③电动机发出不正常的“嗡嗡“声。

④电动机转速明显下降。

⑤电动机及其所带的负载机械发生不应有的振动。

⑥绕线式电动机电刷火花较大。

 

2)单相起动和运行

①单相起动。三相交流电动机在起动前因电源一相未接入定子绕组内,起动时又未察觉而投入电源。这实际上是把一个三相交流电源的线电压加到三相Y接(或Δ接)电动机的两个串联的定子绕组上(y接绕组中点不与中线相连,若定子为A连接,则根本无法引人中线),断线情况可详见图5-2-4。

此时三相电动机变成了单相电动机。在此情况下电动机不能起动,会振动而发出“嗡嗡“声,时间过长会烧毁电动机绕组,甚至引起火灾。

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②单相运行。运行中的三相电动机突然发生一相电源线断开,在失去一相电源情况下电动机仍继续运行,而另外两相(指未断电源的两相)就流过了单相电流,这种运行状态称为单相运行(或称缺相运行)。这时电动机转矩比原来三相运行时的转矩低了许多,电动机转速显著降低,很容易造成过载。另外,由原来的三相电源供给功率改为一相线电压供电,定子线电流必然增加,超过允许值,如长期运行,势必烧毁绕组,甚至引起火灾。

 

3)电源电压波动。当电源电压增大时,必然导致定子电流增加,可能超过额定电流,使电动机绕组过热。由于铁芯和绕组都严重过热,将使电动机被烧毁。当电源电压降低,转速降低,致使定子电流增大。这时,可能因转矩太小,起动困难。在重载下,尤其是满载运行时,电压过低将引起定子电流增大、功率损耗加大,时间太长会烧毁电动机。当电压进一步降低时则发生闷车,电动机被烧毁。

 

4)内部绕组短路。电动机的绕组一般是用漆、纱、丝包的铜(或铝)导线绕制而成。这些导线任一处的绝缘如果破坏,就会造成相间、匝间或接地短路。造成上述情况的原因有:电动机长时间或经常处于过载状态;短时间内重复起动,导致绕组长期过热,使导线的绝缘加速老化,绝缘强度降低。在过电流和过电压的冲击下使最薄弱处被击穿而短路。在电动机绝缘嵌线时由于不小心碰伤绝缘,或不慎将硬质金属异物掉入电动机内,运转时金属异物发生碰撞而损坏绕组绝缘,发生短路。

 

5)其他原因

①接触不良。

②选型不当。

③机械摩擦。

④铁损过大。

 

2)电动机的火灾预防措施

选型、安装和运行保护是预防电动机火灾的主要方面,忽视任一方面都可能引起事故,造成火灾损失。

1)正确选择电动机的容量和型式。所选电动机电压应与电源电压相符。另外,电动机的使用条件要符合机械负载的性能要求,包括起动时对起动转矩大小的要求、调速要求、自起动要求等。

2)正确选择电动机的起动方式。电动机起动时起动电流很大,这对绝缘和安全都不利,故应选择正确的起动方式。三相异步电动机分为笼式和绕线式两大类。由于它们的结构性能不同,起动方式也不尽相同。

 

①笼式电动机起动方式的选择。该型电动机有直接起动与降压起动两种方式。一般规定,异步电动机的功率低于7.5kW时允许直接起动,大于此功率通常选择降压起动。起动方式又可分为:

a.电阻或电抗降压起动。在起动过程中将电阻和电抗与定子绕组串联,起动电流在电阻及电抗上产生压降,这就降低了定子绕组上的电压降,从而减小了起动电流。

b.自耕补偿起动。利用自耦变压器降低电动机定子绕组上的电压,以减小起动电流。

 

c星形一三角形(Y-Δ)起动。起动期间绕组为星形连接,转速稳定后由切换装置改为三角形连接。接成星形起动时的线路电流只有接成三角形直接起动时线路电流的1/3。

d.延边三角形起动。在起动时,把电动机定子绕组的一部分接成三角形,一部分接成星形。当起动结束后,把绕组改接成三角形,电动机就进入正常运转状态。降压起动减小了起动电流,也相应降低了起动转矩,因此只适用于轻载或空载起动。

 

②绕线式电动机起动方式的选择

a.转子串接电阻起动。绕线式转子串接电阻起动,可以减小起动电流和增大起动转矩,从而减少起动时间。

b.转子串接频敏变阻器起动。转子串接频敏电阻器起动绕线式电动机,电阻逐段变化,能使电动机平稳起动。

 

3)正确选择电动机的保护方式

不同类型的电动机应采用适合的保护装置,例如中小容量低压感应电动机的保护装置应具有短路保护、堵转保护、过载保护、断相保护、低压保护、漏电保护、绕组温度保护等功能。

1)短路保护。对于中小容量电动机来说,多用熔断器进行短路保护,既简单又可靠。2000kW及以上大容量的高压电动机,普遍采用纵差动保护代替电流速断保护。

2)低压保护。一般由电动机控制回路中的磁力起动器来实现低压保护。自动空气开关、自耦降压补偿器一般也装有失压脱扣装置,主要用于防止电动机在低压下长期运行及在电源恢复供电后的自起动。

 

3)过载保护。一般采用热继电器或过电流延时继电器来保护,这样可以充分利用电动机的短期过载能力。

4)断相运行保护。反映继断相后电流变化的保护装置有热继电器、欠电流继电器、晶体管断相保护电路、负序电流过滤器。反映电压变化的保护装置有低电压继电器、零序电压保护器、断线电压保护器、负序电压过滤器。

 

5.照明灯具的防火

将电能转换为光能,从而提供光通量的设备、器具称为电光源。照明灯具在工作过程中,往往要产生大量的热,致使其玻璃灯泡、灯管、灯座等表面温度较高。灯具发生故障时产生的电火花、电弧,接触不良导致的局部过热,导线和灯具过载或过压产生的导线过热,都可能引起可燃气体、易燃蒸气和粉尘爆炸或可燃物的起火燃烧。因此,照明灯具火灾危险性主要有三类:照明灯具线路故障、照明灯具温度过高以及照明灯具与可燃物距离过小引燃周围可燃物。

灯具的选型应符合国家现行相关标准的有关规定,既要满足使用功能和照明质量的要求,也要满足防火安全的要求。照明灯具的防火设置要求如下。

 

1)照明灯具与可燃物之间的安全距离应符合下列规定:

1)普通灯具不应小于0.3m。

2)高温灯具(如聚光灯、碘钨灯等)不应小于0.5m。

3)影剧院、礼堂用的面光灯、耳光灯不应小于0.5m。

4)容量为100~500W的灯具不应小于0.5m。

5)容量为500~2000W的灯具不应小于0.7m。

6)容量为2000W以上的灯具不应小于1.2m。当安全距离不够时,应采取隔热、散热措施。

 

2)超过60W的白炽灯、卤钨灯、荧光高压汞灯等照明灯具(含镇流器)不应直接安装在可燃(装饰)材料或可燃构件上,聚光灯的聚光点不应落在可燃物上。灯饰所用材料的燃烧性能等级不应低于难燃性(B1级)等级。

3)当灯具的高温部位靠近除不燃性(A级)以外的装修材料时,应采取隔热(如用玻璃丝、石膏板、石棉板等加以隔热防护)、散热(如在灯具上增加散热空隙或加强顶棚内通风降温,与可燃物保持一定距离)等防火保护措施。

4)聚光灯、回光灯、炭精灯不应安装在可燃基座上,灯头的尾线应用高温线或瓷套管保护,配线接点必须设在金属接线盒内。

 

5)对于嵌入顶棚内的灯具,灯头引线应用金属软管保护,其保护长度不宜超过1m。嵌入式灯具、贴顶灯具以及光檐(槽灯)照明,当采用卤钨灯以及单灯功率超过100W的白炽灯时,灯具(或灯)引入线应选用105~250℃耐高温绝缘电线,或采用瓷管、石棉等非燃材料作隔热保护,再经接线柱与灯具连接(演播室内必须用接线盒引出)。

6)在有尘埃的场所,应按防尘的保护等级分类选择合适的灯具;产生腐蚀性气体的蓄电池室等场所应采用密闭型灯具;潮湿场所(包括厨房、开水间、洗衣间、卫生间等)应采用防潮灯具;施工场地户外灯具的外壳防护等级不应低于IP33。

 

6.电热器具的防火

电热器具是指将电能转换成热能的电器,如电热炊具、电暖设备以及电吹风等。   电热设备的工作温度一般都很高,如果设备加热温度过高或时间过长、靠近可燃物及发生故障、损坏、调温失灵,都有可能造成电气火灾。因此,电热器具的防火设置要求如下:

1)检查导线和热元件的接线处是否紧固,引出线处是否采用耐高温的绝缘材料予以保护。引出线处的耐高温绝缘保护如图5-2-5所示。

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2)根据电热器具功率确定电热器具供电方式与设置位置。超过3kW的固定式电热器具应采用单独回路供电,电源线应装设短路、过载及接地故障保护电器,电热器具周围0.5m以内不应放置可燃物。低于3kW的可移动式电热器具应放在不燃材料制作的工作台上,与周围可燃物应保持0.3m以上的距离。

 

四、电气防爆

爆炸危险环境的电力设备,无论在故障状态下还是正常状态下产生的电火花或电弧,均大大超过易燃易爆物质的引燃温度。因此,此类环境下电气设备的防爆问题,成为预防火灾事故的关键。

 

1.爆炸区域类别应区域等级

在一定区域内,如果爆炸性混合物的出现或预期可能出现的数量达到足以要求对电气设备的结构、安装和使用采取预防措施的程度,此区域必须以爆炸性危险区域对待,进行防火防爆设计。根据爆炸性环境易燃易爆物质在生产、储存、输送和使用过程中出现的物理和化学现象的不同,分为爆炸性气体环境危险区域和爆炸性粉尘环境危险区域两类。根据爆炸性混合物出现的频繁程度和持续时间的不同,又将爆炸危险区域分成六个不同危险程度的区。爆炸危险区域类别及其分区见表5-2-4。

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对危险区域等级的划分,应该视爆炸性混合物的产生条件、时间、物理性质及其释放频繁程度等情况来确定。对一个爆炸危险区域,判断其有无爆炸性混合物产生,应根据区域空间的大小、物料的品种与数量、设备情况(如运行情况、操作方法、通风、容器破损和误操作的可能性)、气体浓度测量的准确性,以及物理性质和运行经验等条件综合分析确定。

 

2.电气设备的防爆途径

为了消除和控制电气设备产生的火花、电弧和高温危险因素,一般通过以下途径达到电气防爆的目的。

1)采用隔爆外壳

此方法多用于电机、电器等动力设备的防爆。隔爆设备外壳坚固,当设备内部爆炸时,产生的爆炸压力不会使外壳变形。当火焰从间隙逸出时,也能受到足够的冷却,不足以引燃壳外的爆炸性混合物。把爆炸限制在壳内,这就是隔爆作用。

2)采用本质安全电路

本质安全电路是在电气系统中采用一定措施,使外露的电火花能量不足以引燃爆炸性混合物。此电路的电压和电流都较小,只适用于测量仪表、遥控和自动控制系统。

 

3)采用超前切断电源

基本原理是在设备可能出现故障之前,自行把电源切除,使热源不与爆炸性混合物接触,从而达到防爆目的。

4)隔离

其原理是使正常或故障时产生的危险因素,不与爆炸性混合物直接接触,从而达到防爆目的。如采用普通照明灯具间接照明,将产生危险因素的部件密封在壳内或浸在油内,对壳内通风或充以惰性气体形成正压等。

 

5)限制正常工作的温度

通过加大导线截面积,降低使用容量,改善散热条件的方法把电气设备正常或故障时的运行温度控制在引燃温度以内。通常综合采取上述安全措施,采取单一措施往往得不到理想的效果。

 

 

3.防爆电气设备的类型

防爆电气设备的类型很多,按其使用环境的不同分为两类,Ⅰ类为煤矿井下用电气设备;Ⅱ类为工厂用电气设备。

根据电气设备产生火花、电弧和危险温度的特点,为防止其点燃爆炸性混合物而采用的防爆结构分为下列几种类型。

1)隔爆

它是一种具有隔爆外壳的电气设备,其外壳能承受内部爆炸性气体混合物的爆炸压力并阻止内部的爆炸向外壳周围爆炸性混合物传播,适用于爆炸危险场所的任何地点。

 

2)增安

在正常运行条件下不会产生电弧、火花,也不会产生足以点燃爆炸性混合物的高温。在结构上采取各种措施来提高安全程度,以避免在正常的过载条件下产生电弧、火花和高温。它没有隔爆外壳,多用于笼型电机等。

 

3)本质安全

这类电气设备按使用场所和安全程度又分为ia和ib两个等级。即采用IEC76-3火花试验装置,在正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物。

1)ia等级设备在正常工作、一个故障和两个故障时均不能点燃爆炸性气体混合物。

2)ib等级设备在正常工作和一个故障时不能点燃爆炸性气体混合物。

 

4)正压

它具有正压外壳,可以保持内部保护气体,即新鲜空气或惰性气体的压力高于周围爆炸性环境的压力,阻止外部混合物进入壳内。

5)充油

它是将电气设备全部或部分部件浸在油内,使设备不能点燃油面以上或外壳外的爆炸性混合物,如高压油开关即属此类。

6)充砂

在外壳内充填砂粒材料,在一定使用条件下壳内产生的电弧、传播的火焰、外壳壁或砂粒材料表面的过热均不能点燃周围爆炸性温合物。

 

7)无火花

正常运行条件下,不会点燃周围爆炸性混合物,且一般不会发生有点燃作用的故障。这类设备的正常运行不应产生电弧或火花(包括滑动触头)。电气设备的热表面或灼热点也不应超过相应温度组别的最高温度。

8)特殊

特殊型指结构不属于上述任何一类,而采取其他特殊防爆措施的电气设备,如填充石英砂型的设备。国家标准中还包括浇封型和气密型两种结构,防爆结构类型及其对应的标志见表5-2-5。

实际工作中应根据安全和经济等因素选择合适的防爆结构。

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五、防静电起火

静电是在宏观范围内暂时失去平衡的相对静止的正电荷和负电荷。静电现象是十分普遍的电现象,特别是生产工艺过程中产生的静电可能引起爆炸及其他危险和危害。静电的产生是同接触电位差和接触面上的双电层直接相关的。

静电的消失有两种主要方式,即中和泄漏。前者主要是通过空气发生的;后者主要是通过带电体本身及与其相连接的其他物体发生的。

 

1.静电的危害

工艺过程中产生的静电可能引起爆炸和火灾,也可能给人以电击,还可能妨碍生产。其中,爆炸火灾是最大的危害和危险。静电能量虽然不大,但因其电压很高而容易发生放电,可引燃易燃物质形成的爆炸性混合物(包括爆炸性气体和蒸气),以及爆炸性粉尘。导体放电时,其上电荷全部消失。其静电场储存的能量一次性集中释放,有更大的危险性。

 

2.静电防护措施

静电安全防护主要是对爆炸和火灾的防护。

1)环境危险程度的控制

静电引起爆炸和火灾的条件之一是有爆炸性混合物存在。为了防止静电的危害,可采取以下控制所在环境爆炸和火灾危险性的措施。

1)更换易燃介质。

2)降低爆炸性棍合物的浓度。

3)减少氧化剂含量。

 

2)工艺控制

工艺控制是从工艺上采取适当的措施,限制和避免静电的产生和积累。

1)材料的选用。在有静电危险的场所,工作人员不应穿着丝绸、人造纤维或其他高绝缘衣料制作的衣服,以免产生静电。

2)限制摩擦速度或流速。降低摩擦速度或流速等工艺参数可限制静电的产生。

 

3)增强静电消散过程。在产生静电的工艺过程中,总是包含着静电产生和静电消散两个过程。前者主要是分离成电量相等而电性相反的电荷,即产生静电;后者则是带静电物体上的电荷经泄漏或松弛而消散。设法增强静电的消散过程,可消除静电的危害。

4)消除附加静电。

 

 

3)接地和屏蔽

1)导体接地。接地是消除静电危害最常见的方法,它主要是消除导体上的静电。金属导体应直接接地。

2)导电性地面。采用导电性地面,实质上也是一种接地措施。采用导电性地面不但能泄漏设备上的静电,而且有利于泄漏聚集在人体上的静电。

3)绝缘体接地。

4)屏蔽。它是用接地导体(即屏蔽导体)靠近带静电体放置,以增大带静电体对地电容,降低带电体静电电位,从而减小静电放电的危险。

 

4)增湿

随着湿度的增加,绝缘体表面上形成薄薄的水膜。它能使绝缘体的表面电阻大大降低,能加速静电的泄漏。但增湿的方法不宜用于消除高温环境里绝缘体上的静电。

5)静电中和器

静电中和器是能产生电子和离子的装置,主要用来中和非导体上的静电。尽管不一定能把带电体上的静电完全中和掉,但可中和至安全范围以内。静电中和器按照工作原理和结构的不同,大体上可以分为感应式中和器、高压式中和器、放射线式中和器和离子风式中和器。

 

六、防雷电起火

雷电是一种自然现象,雷击是一种自然灾害。雷击分为直接雷击和感应雷击两种。雷云对地面物体或人畜直接放电的现象叫直接雷击;架空电缆或室外天线被空中带电云放电,形成的强电场的感生电动势冲击家用电器或电子设备的现象叫感应雷击。雷击房屋、电力线路、电力设备等设施时,会产生极高的过电压和极大的过电流。雷电放电时,可能造成设施或设备的毁坏,可能造成火灾或爆炸,致使建筑物破坏、人及牲畜死亡或受伤等。

通常说的雷暴日是指一年内的平均雷暴天数,即年平均雷暴日。雷暴日数越大,说明雷电活动越频繁。

 

1.建筑的防雷分类

建筑物按其重要性、生产性质、遭受雷击的可能性和后果的严重性分为三类。

1)第一类防雷建筑物

凡制造、使用或储存炸药、火药、起爆药、火工品等大量危险物质的建筑物,遇电火花会引起爆炸,从而造成巨大破坏或人身伤亡的建筑物,应划为第一类防雷建筑物。

 

2)第二类防雷建筑物

下列建筑物应划为第二类防雷建筑物:

1)国家级重点文物保护的建筑物。

2)国家级的会堂、办公楼、档案馆、大型展览馆、国际机场、大型火车站、国际港口客运站、国宾馆、大型旅游建筑和大型体育场等。

3)国家级计算中心、通信枢纽,以及对国民经济有重要意义的装有大量电子设备的建筑物。

 

4)制造、使用和储存爆炸危险物质,但电火花不易引起爆炸,或不致造成巨大破坏和人身伤亡的建筑物。

5)有爆炸危险的露天气罐和油罐。

6)年预计雷击次数大于0.06次的部、省级办公楼及其他重要的或人员密集的公共建筑物。

7)年预计雷击次数大于0.3次的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。

3)第三类防雷建筑物

下列建筑物应划为第三类防雷建筑物:

1)省级重点文物保护的建筑物和省级档案馆。

2)年预计雷击次数大于等于0.012次,小于等于0.06次的部、省级办公楼及其他重要的或人员密集的公共建筑物。

3)年预计雷击次数大于等于0.06次,小于等于0.3次的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。

4)年预计雷击次数大于等于0.06次的一般性工业建筑物。

5)年平均雷暴日15天以上地区,高度为15m及以上的烟囱、71<塔等孤立高耸的建筑物。年平均雷暴日15天及15天以下地区,高度为20m及以上的烟囱、水塔等孤立高耸的建筑物。

 

2.防雷装置

避雷针、避雷线、避雷网、避雷带、避雷器是经常采用的防雷装置。上述的针、线、网、带都只是接闪器一套完整的防雷装置包括接闪器、引下线和接地装置等。

3.防雷技术

根据建筑物和构筑物、电力设备以及其他保护对象的类别和特征,分别对直击雷、雷电感应、雷电侵入波等采取适当的防雷措施。

 

1)直击雷防护

第一类防雷建筑物、第二类防雷建筑物和第三类防雷建筑物的易受雷击部位应采取防直击雷的防护措施;可能遭受雷击,且一旦遭受雷击后果比较严重的设施或堆料也应采取防直击雷的防护措施;高压架空电力线路、发电厂和变电站等应采取防直击雷的防护措施。

装设避雷针、避雷线、避雷网、避雷带是直击雷防护的主要措施。避雷针分独立避雷针和附设避雷针。独立避雷针是离开建筑物单独装设的。一般情况下,其接地装置应当单设,接地电阻一般不应超过10Ω。附设避雷针是装设在建筑物或构筑物屋面上的避雷针。如装设多支附设避雷针,相互之间应连接起来,并与建筑物或构筑物的金属结构连接起来。

 

2)雷电感应防护

雷电感应也能产生很高的冲击电压,在电力系统中应与其他过电压一样考虑;在建筑物和构筑物中,应主要考虑由二次放电引起爆炸和火灾的危险。

1)静电感应防护。将建筑物内的金属设备、金属管道、金属构架、钢屋架、钢窗、电缆金属外皮以及凸出层面的放散管、风管等金属物件与防雷电感应的接地装置卡相连。屋面结构钢筋宜绑扎或焊接成闭合回路。

 

根据建筑物的不同屋顶,应采取相应的防止静电感应的措施:对于金属屋顶,应将屋顶妥善接地;对于钢筋混凝土屋顶,应将屋面钢筋焊成边长5~12m的网格,连成通路并予以接地;对于非金属屋顶,宜在屋顶上加装边长5~12m的金属网格,并予以接地。防雷电感应接地干线与接地装置的连接不得少于2处,距离不得超过24m。

 

2)电磁感应防护。为了防止电磁感应,平行敷设的管道、构架、电缆相距不到100mm时,须用金属线跨接,跨接点之间的距离不应超过30m;交叉相距不到100mm时,交叉处也应用金属线跨接。管道接头、弯头、阀门等连接处的过渡电阻大于0.03Ω时,连接处也应用金属线跨接。

 

3)雷电侵入波防护

户外天线的馈线邻近避雷针或避雷针引下线时,馈线应穿金属管线或采用屏蔽线,并将金属管或屏蔽接地。如果馈线未穿金属管,又不是屏蔽线,则应在馈线上装设避雷器或放电间隙。

消防设施是指专门用于火灾预防、火灾报警、灭火以及发生火灾时人员疏散的火灾自动报警系统、自动灭火系统、消火栓系统、防烟排烟系统以及应急广播和应急照明、防火分隔设施、安全疏散设施等固定消防系统和设备。消防设施是现代建筑的重要组成部分,对保证建筑消防安全和人员疏散安全起着十分重要的作用。

 

 

 


中级注册安全工程师
一级注册消防工程师