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防爆燈具為什么防爆?是什么原因引起爆炸?

   電極間氣體在放電能量不足或外電路阻抗較大的擊穿放電,而電弧放電則是氣體自 持放電的一種形式。電弧放電實質上是兩個電極間介質的燃燒,其條件是電源能量足以 維持電弧的燃燒。

    有些電氣設備在正常工作情況下就能產生火花、電弧和危險高溫。如電氣開關的分 合、運行中發電機、直流電機電刷和整流子間以及交流繞線電機電刷和滑環間總有或大或 小的火花、電弧產生,弧焊機就是靠電弧工作的。

    電火花和電弧的溫度是極高的,不僅能引起絕緣物質的燃燒,甚至還可能使導體金屬 熔化、飛濺,構成火災爆炸的點火源。

電火花產生的原因如下。

工作原因:指電氣設備正常工作和操作過程中產生的火花,如電機換相、開關切合等。

事故原因:當線路和設備發生故障以及不正常操作時產生的火花、電弧,如短路。絕 緣損壞、誤操作等。

外來原因:雷電、靜電、高頻感應。

為了防止電氣火災和爆炸,首先應當了解電氣火災和爆炸的原因。在輸配電系統中, 因為所用電氣設備的不同,即使是同類型的設備,其結構運行方式各不相同,所以火災和 爆炸的危險性及原因各不相同。除了設備本身缺陷、安裝不當外,在運行中由于非正常運 行設備而過度發熱,電火花和電弧則是引起電氣火災和爆炸的直接原因。

(1)過度發熱電氣設備運行中發熱是正常的,通常是電流通過導體,由于電阻存在 而消耗電能產生熱量、鐵芯中的磁滯渦流損耗產生熱量、機械運行中摩擦損耗而引起發 熱,這些只要在正常范圍內均不會引起電氣火災和爆炸。但當電氣設備正常運行被破壞 后,則發熱量增加,溫度升高,導致設備過度發熱,將會引起電氣火災。通常引起過度發熱 的原因有下列幾種情況。


①  短路。發生短路時,線路中的電流為正常時的數十倍,而產生的熱量又和電流平方 成正比,使得溫度急劇上升而大大超過允許范圍。如果溫度達到自燃物的自燃點或可燃 物的燃點,即會引起燃燒導致電氣火災。短路故障通常由于絕緣老化變質、受機械損傷、 在高溫潮濕或腐蝕的作用下使絕緣破壞;由雷擊等過電壓作用使絕緣擊穿;接線或操作錯 誤等因素所致。

②  過載。過載也會引起電氣設備發熱,造成過載的原因大致有:選用的線路或設備不 合理,以致在正常運行下出現過熱;使用不合理,如超載運行,選用工作方式錯誤,將短時 工作制的設備按長期工作制運行;設備故障運行造成線路、設備過載,如三相電機缺相運 行,三相變壓器不對稱運行等。

③  接觸不良。電路相互連接的接觸處是最易產生過熱的部位,通常由于緊固不牢產 生松動造成接觸電阻過大而產生過熱;活動觸點由于接觸壓力不夠,或者接觸面不平,接 觸面不夠而使接觸電阻加大;不同性質材料如銅鋁接觸電腐蝕作用,使接觸電阻加大而產 生過熱等。

運轉的機械設備出現不正常情況,如調整不當,個別部分間隙過小,不應有的機械接

觸,造成摩擦、撞擊而產生高溫等。

④  散熱不良。各種電氣設備在設計和安裝時都考慮有一定的散熱或通風措施,如果 這些措施破壞就會造成散熱不良而產生過熱。由于環境溫度過高,或使用方式不當,以及 散熱設施工作條件不正常,變壓器油量不足,電動機通風道堵塞等,使散熱條件惡化,造成 設備溫度過高。

電燈和電爐直接利用電流發光發熱,工作溫度相當高,100W白熾燈泡表面溫度為 170~216°C,100W熒光燈管表面溫度也在100~ 120*,而鎢燈管壁溫度高達500 ~ 700*。

以上情況發生時,如果此處有易燃易爆物質,就會引起火災和爆炸。

(2)電火花和電弧電火花是由電極間擊穿放電而成的,電弧是由大量密集的電火 花匯集而成的。一般電火花的溫度很高,特別是電弧的溫度可高達數千度,極易引起可燃 物燃燒,還可能使金屬熔化,使液體金屬飛濺,造成危險的火源。在有爆炸性氣體的場所, 電火花和電弧是非常危險的引爆源。在生產和生活中,電火花是經常見到的。電火花一 般分為工作火花和事故火花。工作火花是指電氣設備正常工作時或正常操作過程中產生 的火花,如開關或接觸器閉合和斷開時的火花,插銷拔出或插入時的火花等。事故火花是 線路或設備發生故障時出現的火花。如發生短路或接地時出現的火花,絕緣損壞時出現 的瞬間短路產生火花,導線連接松脫時的火花,過電壓放電火花以及修理工作中錯誤操作 引起的火花等。

電氣設備本身結構上有危險因素

①   部分電氣設備中充有大量可燃物,如油浸變壓器、多油開關等,在電弧作用下油可 分解為大量油霧及可燃性氣體。

①  發電機氫冷裝置、酸性蓄電池充放電過程中可能泄漏氫等可燃爆炸性氣體,在電氣 設備周圍形成爆炸性混合物空間。

②  電氣設備和線路由于絕緣老化、積污、受潮、化學腐蝕或機械損傷會造成絕緣強度 降低或破壞,導致相間或對地短路,熔斷器熔體熔斷。連接點接觸不良、鐵芯鐵損過大、電 氣設備和線路由于過負荷或通風不良等原因都可能產生火花、電弧或危險高溫。另外,靜 電、內部過電壓和大氣過電壓也會產生電弧和火花。

如果生產和生活場所存在易燃易爆物質,如空氣中乙烯氣體的含量超過其危險濃度, 而電氣設備和線路在正?;蚴鹿薁顟B下產生了火花、電弧,遇危險高溫,就會造成火災或 爆炸事故。

石油化工和企業電氣火災帶來的危害是相當嚴重的。首先是電氣設備本身的損 壞、人身傷亡以及隨之而來的大面積停電停產;其次在緊急停電中,又可能釀成新的災害, 如硝化釜在突然停電情況下攪拌機停止運轉,硝化物會溫度升高而燃燒爆炸,從而帶來無 法估計的損失。因此石油化工和企業特別要注意和防止因電氣火災帶來的嚴重危害。



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