第10章电气火灾的防范.docVIP

《低压电气装置的设计安装和检验》部分章节word版 王厚余2007.4必威体育精装版专著 第10章电气火灾的防范 我国是电气火灾多发的国家，进入20世纪90年代后电气火灾发生的次数一30％，且多年来居高不下，与发达国家 火灾的酿成必须具备起火源、可燃物和氧气三个条件。如(电火花)的形式出现，其发生又是复杂而多样的，一般可归纳为短路、连 第一节短路起火 第十章叙述了发生短路时用防护电器保护线路绝缘免受损害的一些防范要 电气线路发生短路主要有两个原因。一是受机械损伤，线芯外露接触不同电 二是电气线路因过热、水浸、长霉、阳光辐射等的作用而导致绝缘水平下 也有内部热源，那就是电气线路过载温升过高的线芯。这两种热源引起线路短路的后果是一样的。 现以常用的PVC绝缘导线为例来说明过载内部热源引起短路的过程，如图11—1所示。图中当线路无载时，PVC绝缘的温度和室温相同。当线路通过负载70℃，线路按此工作，使用寿命可达到其正常的寿命，例如二三十年。如果线路70℃，线路仍照常工作，但绝缘的老化将加速。过载越多，11—1所示，其过载防护应切断电源以避免线路的严重老化，在过电压等外因触发下 如果负载电流剧增而过载防护电器失效，当线芯温度达到约160。C时，绝缘 回路的短路起火有金属性短路起火和电弧性短路起火两种情况，下文将作一 1.金属性短路起火 当不同电位的两导体接触时，大短路电流通过接触电阻时的I2Rc产生高温，(例如熔断器误被铜丝或铁丝替)，短路355℃时，如图11—1所示，PVC绝缘分解出的氯PVC绝缘也自燃而形成 金属性短路虽然起火危险大，但只要按规范要求安装短路防护电器，并保持11—1也可知，电气 2.电弧性短路起火 如对两电极问施加不大于300V的电压，不论极间空气问隙为多小，间隙是lOmm，则需施加30kV的电压才能击穿燃弧。 lOmm长的电弧只需20V的电 电压小于300V时也可燃弧，那就是在绝缘表面上形成的导电膜上的爬电， (1)带电导体问的电2000～4000℃，足以引燃邻近的可燃物起火，因此电气短路 电弧可引起电网中的电压波动和产生高频电磁波，如果火灾发生前曾出现赶 带电导体(相线、中性线)问的短路不似接地故障的短路可用RCD来切断(arc fault circuit interrupter，简称AFCI)，它可以在被保护回路发生故障电弧时切断电源，而对正常工作电弧却不1999年起已编人美国《国家电气法规》(NEe)第210节15A和20A插座回路内应装用这种防护电器来防室内UL试验标准。 美国这种防电弧火灾的新技术尚在初始阶段，其额定回路电流最大仅20A (2)接地故障电弧起火。在电气线路短路起火中，接地故障电弧引起的火灾11—2所示，(电线)的芯线上感应11～2中a、b、e诸点绝缘不受雷电过电压的伤害，而电d、e、f、g诸点的绝缘却因一再受雷电过电压的冲击而受损。 问题还不仅在于此，一旦发生接地故11—3来说明。图中a、b、c和d各PE线的连接端子。a、bPE线的端子C、d不导(因设备仍能照常运转)，这时c、d端子的连接不良11—3所示碰外壳接地故障，如果d端子不导电，设备外壳将对地带相电压而导致电击事故。如果c、d端子连(延续和集中的电火花即为电弧)， 综上分析可知，在短路起火中电弧性接地故障导致火灾的危险最大。根据国RCD及时有效地切断电源或发出信号，避免500mA以上的电弧能量才能引燃近RCD对接地故障的动作灵敏度完全可以满足要求，用RCD防 装用这种RCD并不需很多的费用，只需为断路器或报警器配套装设一个零 为有效地防电击和防接地电弧火灾，建筑物内应设两级或三级RCD。图11—4所示为IEC标准建筑物内多级RCD的方案举例。图11—4(a)为两级RCD的30mA或100mA的普通型瞬动RCD，5倍I△的最大动作时间为0.04s。第二级为建筑物电源进线处安装的延时动作500mA或300mA的选择型RCD，其最大切断时间为0.15s，最小不动作时间0.05s。这样，两级RCD在动作时间和电流上都满足了选择性要求。第二级RCD的作用是作为第一级RCD防间接接触电击和防接地电弧火灾的后备防护， 在大型建筑物内可装设11—4(b)所示三级RCD。第三级RCD为固定1s的延时，Im取1A。这级RCD可采 在建筑物电源进线处安装带RCD功能的断路器是一项重要的防电气短路火RCD，当地的供电公司将不予接电。其他如新加坡供电公RCD的0.5A的规定值而使RCD跳闸，从而引起全120°的相位差，所以建筑物电源进RCD检测出的是三相泄漏电流的相量和而非算术和。理论上三相泄漏RCD会在无故障时误动作，IEC还拟在新版标准中将此k值由0.5A改为0.3A。 需要说明的是对于一般建筑物，我国有关电气规范中防火RCD的I△值不0.5