摘要：電氣火災(zāi)目前有上升趨勢，其中由于接地故障引起的火災(zāi)也不少。為了防止接地故障造成火災(zāi)，這里對其產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，并提出預(yù)防措施。

　　關(guān)鍵詞：接地故障,PE線,火災(zāi)的防范措施

　　電氣火災(zāi)目前有上升趨勢，其中由于接地故障引起的火災(zāi)也不少。為了防止接地故障造成火災(zāi)，這里對其產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，并提出預(yù)防措施。

　　1、接地故障引起火災(zāi)的原因

　　接地故障為相線與電氣裝置的外露導(dǎo)電部分(包括電氣設(shè)備金屬外殼、敷線管槽及構(gòu)架等)、外部導(dǎo)電部分(包括金屬的水、暖、煤氣、空調(diào)管道和建筑的金屬結(jié)構(gòu)等)以及大地之間的短路。這種故障與相線和中性線間的單相短路故障不同，與相線之間產(chǎn)生的相間短路也不同。

　　接地故障與一般短路相比，當(dāng)產(chǎn)生火災(zāi)時具有更大的危險性和復(fù)雜性。一般短路起火主要是短路電流作用在線路上的高溫引起火災(zāi)，而接地故障則有以下三個原因引起火災(zāi)，且危險性更大，其防范工作也十分復(fù)雜。

　　1.1由接地故障電流引起火災(zāi)

　　一般短路的電流通路為線路的金屬導(dǎo)線，短路電流大，短路點(diǎn)金屬常被熔焊而可忽略其阻抗，這種短路容易被過電流保護(hù)電器(熔斷器、低壓斷路器)迅速切斷而不致起火。但接地故障的電流通路內(nèi)有設(shè)備外殼、敷線管槽以及接地回路的多個連接端子等，接地系統(tǒng)還以大地為通路。大地的接地電阻大，PE、PEN 線(接地線)連接端子的電阻由于種種原因，其阻值也常常較大，所以接地故障電流比一般短路電流小，常不能使過電流保護(hù)電器及時切斷故障，且故障點(diǎn)多不熔焊而出現(xiàn)電弧、電火花，0. 5A 電流的電弧、電火花的局部高溫即可烤燃可燃物質(zhì)起火。

　　1.2、由 PE 線端子連接不緊密引起火災(zāi)

　　設(shè)備接地的PE線平時不通過負(fù)荷電流，只在發(fā)生接地故障時才通過故障電流。如果因受振動、腐蝕等原因，導(dǎo)致連接松動、接觸電阻增大等現(xiàn)象，平時是不易覺察的。一旦發(fā)生接地故障，接地故障電流需通過PE線返回電源時，PE 線的大接觸電阻限制了故障電流，使保護(hù)電器不能及時動作，連接端子處因接觸電阻大而產(chǎn)生的高溫或電弧、電火花能導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。

　　1.3、由故障電壓引起火災(zāi)

　　常有這些電氣事故：設(shè)備金屬外殼或N線對地電壓為幾十伏;手?jǐn)y設(shè)備本身沒有損壞，但使用者卻受電擊致死;電源已切斷，但進(jìn)行維修時，外殼或N線帶電壓打火導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸。這類來歷不明的電壓所引起的事故，其根源大多是另外一處的接地故障。發(fā)生接地故障后四處傳導(dǎo)的故障電壓是危險的起火源，通過對地的電火花和電弧而導(dǎo)致火災(zāi)。

　　2、接地故障火災(zāi)的防范措施

　　2.1、防止電氣火災(zāi)的發(fā)生

　　2.1.1選用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)線和敷設(shè)方式

　　PE線的截面應(yīng)滿足故障時熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定要求，并與線路的保護(hù)要求相適應(yīng)。敷設(shè)的線路應(yīng)避免遭受機(jī)械損傷。各種導(dǎo)線的連接端子和接頭均應(yīng)緊密可靠，導(dǎo)電良好。

　　2.1.2正確選用電氣設(shè)備

　　除了電氣設(shè)備應(yīng)具有規(guī)定的絕緣水平外，對于電氣火災(zāi)危險較大的高層建筑內(nèi)，應(yīng)考慮：

　　①設(shè)備無油化，因?yàn)楹�油電氣設(shè)備過熱或電弧故障時，設(shè)備內(nèi)的絕緣油在高溫或電弧作用下，迅速產(chǎn)生熱分解，析出氫、甲烷、乙烯等可燃?xì)怏w，使設(shè)備外殼內(nèi)壓力驟增，造成外殼爆炸而噴油;有時析出的可燃?xì)怏w與空氣混合形成爆炸混合物，在電弧或火花作用下，引起燃燒爆炸;含油電氣設(shè)備爆裂后，高溫油流動引起火災(zāi)擴(kuò)大。因此在高層建筑中最好采用無油的電氣設(shè)備，如干式變壓器、真空開關(guān)等。

　　②選用飛弧距離小或能保證飛弧不致外出的設(shè)備，以防止短路和電弧的產(chǎn)生。

　　2.1.3確保過負(fù)荷保護(hù)設(shè)備及短路(包括三相和單相短路)保護(hù)設(shè)備在發(fā)生過負(fù)荷或短路時可靠動作。

　　對于距離電源較遠(yuǎn)的用電設(shè)備，如單相短路保護(hù)設(shè)備不能及時動作時，必須采用帶有單相短路保護(hù)的開關(guān)或其它措施。電氣事故時，如控制電源失效，往往造成爆炸和火災(zāi)事故，因此必須保證控制電源的可靠性。蓄電池干涸或放電不足，造成開關(guān)拒動的事例已屢見不鮮。最近開發(fā)的免維護(hù)蓄電池并采用微機(jī)控制充放電的設(shè)備有一定優(yōu)越性。

　　2.1.4采用RCD(剩馀電流保護(hù)器)作為防止電氣火災(zāi)的措施

　　當(dāng)泄漏電流達(dá) 0. 5A 時，木質(zhì)材料就能起火。因此可采用整定電流為 100mA 的 RCD 防止由于泄漏電流引起火災(zāi)。

　　2.2、防止火災(zāi)蔓延

　　在電氣火災(zāi)中，電纜電線事故率約占 30% 以上。電纜一般是成束敷設(shè)，成束電纜群體燃燒時，火焰溫度可達(dá) 800～1100℃;在距離水平布置電纜上方 150～350mm 處的火焰溫度可達(dá) 800。因此，與著火電纜并列或位于其上方的電纜，易受波及而燃燒。電纜的絕緣、填充物、護(hù)套多為可燃物，有些還會散發(fā)出有毒氣體，對人造成傷害，其燃燒熱能約為 960～2640kJ/kg，因此電纜群燃燒時產(chǎn)生熱量相當(dāng)大。很多電纜安裝在電纜溝或電纜槽內(nèi)、熱量積聚，強(qiáng)化了延燃過程;垂直敷設(shè)的電纜群，一旦著火，由于煙囪效應(yīng)，加速延燃。因此，要采取以下措施：

　　2.2.1在可能產(chǎn)生延燃的地方采用阻燃型電纜、電線

　　①低煙、低鹵阻燃全塑電線

　　一般的塑料電線一旦著火，不但燃燒而且還產(chǎn)生大量有毒氣體，如氯化氫、二氧化碳等，會造成人員中毒身亡。低煙、低鹵阻燃全塑電線在絕緣中加人阻燃添加劑，且為低鹵材料，當(dāng)絕緣著火時，產(chǎn)生非燃性氣體，隔絕氧氣或促使絕緣層碳化形成保護(hù)層，產(chǎn)生隔熱和阻燃效果，且僅產(chǎn)生少量煙氣。

　　②阻燃電纜

　　采用與上述阻燃電線相同的添加劑，達(dá)到阻燃自熄效果。但在火災(zāi)場所里，也會燃燒，在敷設(shè)時還必須采用適當(dāng)?shù)姆阑鸫胧��?/p>

　　2.2.2采用防火涂料或防火包帶

　　當(dāng)采用一般電纜時，可采用防火涂料涂于電纜上或采用防火阻燃電纜包帶包于電纜上。涂料和包帶遇火后，分解為均勻致密的碳泡沫隔熱層，隔離氧氣且阻止熱量傳遞，達(dá)到阻火效果。對于消防泵、排煙風(fēng)機(jī)，10kV 及以上電纜和其它重要負(fù)荷的電纜應(yīng)全涂或全包扎;對于其它負(fù)荷用的電纜可在穿越阻火墻、板和孔洞封堵處局部 l～1. 5m 處涂或包扎。涂料可噴涂或刷在電纜上，每 8h 一次，涂到膜厚 1. 2mm 才算合格。

　　2.2.3采用防火堵料堵封

　　①在垂直的電纜井道內(nèi)敷設(shè)時，每隔 2～3 層，在樓板處用不低于樓板耐火極限的阻火材料作防火分隔，孔洞用防火堵料封堵。垂直敷設(shè)的電纜全部涂防火漆。

　　②水平敷設(shè)穿墻孔處，用不低于隔墻耐火極限的阻火材料堵封。

　　③在電纜溝(或隧道)內(nèi)敷設(shè)時，按防火分區(qū)要求設(shè)置阻火墻，必要時通道可設(shè)防火門。

　　④重要負(fù)荷的配電線路，當(dāng)采用普通電線隊(duì)，穿金屬管暗敷后還應(yīng)敷設(shè)在非燃燒體結(jié)構(gòu)內(nèi)，如厚度不小于 30mm 水泥層。穿金屬管明敷時，必須在金屬管上采取防火措施。當(dāng)采用電纜時，則敷設(shè)于難燃封門槽盒內(nèi)，這種槽盒的結(jié)構(gòu)是一旦電纜著火，使氧氣得不到補(bǔ)充而迅速自熄。

　　2.3、保證火災(zāi)時的必要供電

　　當(dāng)高層建筑發(fā)生火災(zāi)時，必須利用建筑物本身的消防設(shè)施進(jìn)行滅火和疏散人員。這些消防設(shè)施，例如消防水泵、消防電梯、排煙設(shè)備、應(yīng)急照明和報(bào)警滅火設(shè)備等，如沒有可靠的電源，發(fā)生火災(zāi)時不能及時報(bào)警、滅火，無法有效地疏散人員和物資以及控制火勢蔓延，勢必造成重大損失。這些負(fù)荷應(yīng)屬于一級負(fù)荷。對于特別重要場所，如其中有經(jīng)常用于國際活動且人員眾多、不允許中斷供電的場所以及超高層建筑則應(yīng)為一級負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷。對于這類負(fù)荷，除兩個電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源，對特別重要的負(fù)荷供電。應(yīng)急電源一般采用柴油發(fā)電機(jī)組，起動時間不超過 10s。

　　2.4、設(shè)置總等電位聯(lián)結(jié)

　　為防止外部故障電壓進(jìn)入建筑物內(nèi)引起的事故，IEC 標(biāo)準(zhǔn)和一些發(fā)達(dá)國家電氣標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定建筑電氣裝置內(nèi)必須設(shè)置總等電位聯(lián)結(jié)。即在進(jìn)線配電箱近旁安裝一接地母排、其上有若干接線端子，將配電箱的 PE母排、接地極引入線和建筑物內(nèi)的水、暖、氣等金屬管道以及金屬建筑結(jié)構(gòu)都與它聯(lián)結(jié)。當(dāng)外部故障電壓沿任何管線進(jìn)入建筑物內(nèi)時，這些金屬部分的電位同時升高而不出現(xiàn)電位差，自然無從發(fā)生火災(zāi)、爆炸、電擊等事故了。

　　由同一變壓器供電的所有TN系統(tǒng)線路，故障電壓可沿互相連通的 PE線四處傳導(dǎo)蔓延，所以總等電位聯(lián)結(jié)對TN系統(tǒng)尤為重要。

　　需要說明，電弧、電火花不能立即引起火災(zāi)，而爆炸則可發(fā)生在電火花產(chǎn)生的一瞬間，它不能用切斷電路的辦法來防止，而只能用等電位聯(lián)結(jié)使電火花無從產(chǎn)生來防止。因此 IEC 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在爆炸危險場所內(nèi)為避免產(chǎn)生危險的電火花，在任何情況下都必須實(shí)施等電位聯(lián)結(jié)。