电气火灾和爆炸的原因

一、电气火灾和爆炸的原因

电气线路、电动机、油浸电力变压器、开关设备、电灯、电热设备等电气设备，由于结构、运行各有特点，火灾和爆炸的危险性和原因也各不同。总的看来，除设备缺陷、安装不当等设计和施工方面的原因外，在运行中，电流的热量和各种电火花或电弧是引起火灾和爆炸的直接原因。

电气设备运行时总是会发热的。但是，正确设计、正确施工、正确运行的电气设备稳定运行时，即发热与散热平衡时，其最高温度和最高温升都不会超过某一允许范围。例如，裸导线和塑料绝缘线的最高温度不得超过70℃，橡皮绝缘线的最高温度不得超过65℃，变压器的上层油温不得超过85℃；电力电容器外壳的最高温度不得超过65℃；电动机定子绕组的最高温度，对应于所采用的A级、E级或B级绝缘材料分别为95℃、105℃或110℃，定子铁心分别为100℃、115℃或120℃等。这就是说，电气设备正常的发热是允许的，但当电气设备的正常运行遭到破坏时，发热量增加，温度升高，在一定条件下可以引起火灾。引起电气设备过度发热的不正常运行大体包括以下几种情况。

1．危险温度

危险温度是因电气设备过热引起的，而电气设备过热主要是由电流产生的热量造成的。

引起电气设备过热，产生危险温度的原因有如下几种情况：

（1）故障短路

发生短路时，线路中的电流增加为正常时的几倍甚至几十倍，而产生的热量又与电流的平方成正比，使得温度急剧上升，大大超过允许范围。如果温度达到可燃物的引燃温度，即引起燃烧，从而导致火灾。

当电气设备的绝缘老化变质，或受到高温、潮湿或腐蚀的作用而失去绝缘能力，即可能引起短路事故。绝缘导线直接缠绕、挂在铁钉或铁丝上时，由于磨损和铁锈腐蚀，很容易破坏绝缘而形成短路。

由于设备安装不当或工作疏忽，使电气设备的绝缘受到机械损伤而形成短路。由于雷击等过电压的作用，电气设备的绝缘遭到击穿而形成短路。由于所选用设备的额定电压太低，不能满足工作电压的要求，形成击穿而短路。由于维护不及时，导电粉尘或纤维进入电气设备，引起短路事故。由于管理不严，小动物或生长的植物会引起短路事故。在安装和检修工作中，由于接线和操作错误，也会造成短路事故。此外，雷电放电电流极大，有类似短路电流但比短路电流更强的热效应，也能引起火灾。

（2）过载

电气线路或设备通过的电流值超过其允许的数值则为过载。

过载也会引起电气设备过热。造成过载的原因大致有如下三种情况：

①设计选用线路或设备不合理，或没有考虑适当的余量，以致在正常负载下出现过热。

②使用不合理，即线路或设备的负载超过额定值；或连续使用时间过长，超过线路或设备的设计能力，由此造成过热。管理不严，乱拉乱接，容易造成线路或设备过载运行。油断路器断流容量不能满足要求，引起火灾或爆炸。

③设备故障运行会造成设备和线路过载，如三相电动机缺一相运行或三相变压器不对称运行均可能造成过载。

（3）接触不良

电气线路或设备上相互连接部分和接触部分是电路中的薄弱环节，是发生过热的一个重点部位。

不可拆卸的接头连接不牢、焊接不良或接头处混有杂质，都会增加接触电阻而导致接头过热。

对拆卸的接头连接不紧密或由于振动而松动也会导致接头发热。

活动触头，如刀开关的触头、接触器的触头、插式熔断器（插保险）的触头、插销的触头、灯泡与灯座的接触处等活动触头，如果没有足够的接触压力或接触表面粗糙不平，都会导致触头过热。

对于铜铝接头，由于铜和铝理化性能不同，接头处易因电解作用而腐蚀，从而导致接头过热。

电刷的滑动接触要保持足够的压力，还要保持光滑和清洁，以防产生过大的火花。

（4）散热不良

电气设备温升不仅和发热量有关，也和热量散失条件好坏有关。由于环境温度过高，或使用方式不当，以及散热设施工作条件不正常，如变压器油量不足、电动机通风道堵塞等，使散热条件恶化，造成设备温度过高。

（5）电气设备中的铁磁材料

在交流电流的作用下，因磁滞损耗和涡流损耗而产生热量。由于材料性能、工艺装配质量以及磁通密度过高等原因，会使磁损增大产生高温。

（6）绝缘材料的绝缘劣化

绝缘材料的绝缘劣化会泄漏电流，介质损耗增加，导致绝缘热损坏；或由于绝缘性质劣化，在电场作用下电击穿产生大量热量使温度升高。

（7）电热器具和照明灯具

大部分的危险温度是由于电加热设备在工作时，外表面有较高温度而产生的，如电熨斗、白炽灯泡等，这些设备平时工作温度就在几百摄氏度以上，若使用不当，如安全间距不够、安全措施不妥，常会引起火灾。

电炉电阻丝的工作温度高达800℃，可引燃与之接触的或附近的可燃物。电炉连续工作时间过长，会因温度过高（恒温炉除外）烧毁绝缘材料，引燃起火；电炉电源线容量不够，可导致发热起火；电炉丝使用时间过长，截断后继续使用，将增加发热，甚至引燃成灾。

电烤箱内物品烘烤时间太长、温度过高会引起火灾。使用红外线加热装置时，如误将红外光束照射到可燃物上，会引起燃烧。

灯泡和灯具工作温度较高，如安装、使用不当，均会引起火灾。白炽灯泡表面温度随灯泡大小和生产厂家不同差异很大。200W的灯泡紧贴纸张时，十几分钟即可将纸张点燃。高压水银荧光灯的表面温度与白炽灯相差不多，约为150～250℃。卤钨灯灯管表面温度较高，1000W卤钨灯灯管表面温度可达500～800℃。

当供电电压超过灯泡额定电压或大功率灯泡的玻璃壳发热不均匀，或凉水溅到灯泡上都会引起灯泡爆碎，炽热的钨丝落在可燃物上，会引起可燃物质的燃烧。

灯座内接触不良会使接触电阻增大，温度上升过高，易引燃可燃物。日光灯镇流器运行时间过长或质量不好，将使发热增加，温度上升，如超过镇流器内的绝缘材料的引燃温度也可引燃成灾。

（8）漏电

漏电电流一般不大，线路保险丝不会动作。如漏电电流分散，则发热量分散，火灾发生的可能性不大；如漏电电流集中在某一点，则很容易造成火灾。漏电电流经常是经过金属螺丝或钉子引起木制构件起火。

2．电火花和电弧

电火花是电极间的击穿放电，电弧由大量密集的电火花汇集而成。一般电火花温度很高，特别是电弧，温度可高达3000～6000℃。

电火花和电弧的温度极高，不仅能引起绝缘物质燃烧，甚至还能使导体金属熔化、飞溅，构成火灾爆炸的危险源。电火花产生的原因可分为如下几种：

（1）工作原因，指电气设备正常工作和操作过程中产生的火花，如电刷与滑动处的微小火花，插销拔出或插入时的火花、开关切合时的火花等；

（2）事故原因，当线路和设备发生故障以及不正常操作时产生的火花，电弧，如短路、绝缘损坏、错误操作等；

（3）外来原因，雷电、静电、高频感应电火花等；

（4）机械碰撞高温工作器件等。

除此以外，外界存在爆炸性混合物，或变压器周围不合理堆放的易燃物，都可能引发电气设备发生火灾爆炸。